高等院校EDA教學改革探索

【摘 要】EDA課程是應用電子技術、電子信息工程和通信工程等電子類專業重要的專業技術課程，是一門工程實踐性很強的課程。通過有針對性、分層次、分階段地實施實踐教學，構建實踐教學體系，充分發揮實踐教學的優勢，強化學生的實踐動手能力和創新能力。

【關鍵詞】EDA；教改；PCB；單片機

電子設計自動化（EDA）這門課程是上個世紀末隨著計算機技術的發展開展起來的一門課程，是現代電子技術發展的新成果，更加成為了電子信息類專業的重要專業課程。本課程既能培養學生的工程設計能力，又能強化學生對電子線路理論知識的應用，并能在一定程度上提高學生的創新能力。隨著電子技術和計算機技術的飛速發展，電子產品的更新速度和可靠性要求不斷提升，計算機軟件的功能日益強大，傳統EDA教學的缺點也慢慢展露出來。

1.EDA傳統教學中的問題

1.1課程體系結構松散，重點不突出

EDA課程涵蓋了電路板設計、PLD、通信、單片機、自動化控制、虛擬實驗室等電子信息類所有專業，很多院校在開設EDA課程時結構混亂，跟專業課程缺乏連貫性；一味求全，在有限的課時里設置了過多的內容，分不清重點。

1.2現有的教材內容上更新速度慢，內容陳舊

EDA課程不同于其他專業理論課，它是依附計算機技術發展起來的，需要緊跟科學發展。計算機性能按照摩爾定律18個月提升一倍，計算機軟件更新周期也越來越短，而現有的大多教材仍然更新緩慢，往往幾年甚至十幾年才改版，比如現在很多高校關于電路板軟件PROTEL的相關教材仍有大部分是針對PROTEL99版的，就算較新的PROTEL DXP版，其軟件也有了十年的歷史了。教材更新慢，缺乏時代性，難以全面展示EDA技術的新成果和未來的發展趨勢。

1.3理論比重過多而配套的教學設備缺少

目前高校在開設EDA課程中仍是傳統的教育理念，注重的是理論知識的傳授與學習，以課本為主進行內容的講解，普遍存在重理論，輕實踐；重概念，輕應用；重軟件，輕硬件；重考試，輕能力的情況。受投入的物力、人力等影響，實驗設備缺失、老舊，實驗課程主要以驗證實驗為主，大部分同學按照順序做完各個操作后就完成實驗，學生在實驗過程中缺乏自主性。導致學生對課程目標沒有明確的認識，對軟件沒有立體感，對課程內容感到枯燥、乏味，難以引起學習興趣。甚至很多實驗直接拷貝別人的代碼就能完成實驗結果，難以鍛煉學生的創新精神和動手能力。

因此，針對EDA課程要轉變思想，作為電子類專業的核心課程，在思想上應得到高度重視，以素質教育為根本，以社會需求為目標，以技術應用、動手能力的培養為主線，改變傳統的教學思想，改革陳舊的教學體系，充分體現現代化高等教育的特色，體現技術的先進性和實用性。

2.EDA教學改革

2.1開設針對性的課程內容

EDA涵蓋范圍廣、涉及領域多，而相應的課時量越來越少，必須針對性的進行開設。近幾年普通高校改革提倡發展應用型本科教育，立足專業特點，培養具有社會適應性、體現市場需求、動手能力強的應用型、實踐型人才。針對這一要求，選取了以下三個方面作為講授重點：

2.1.1電路板制作

電路板是實現電子電路功能的載體，電路板制作是電子信息類專業學生的基礎能力。現今使用最廣泛的熱轉印法制作印制電路板（Printed Circuit Board）簡稱PCB，又稱印制板。用印制電路板制造的電子產品具有可靠性高、一致性好、機械強度高、重量輕、體積小、易于標準化等優點。Protel是目前電路輔助設計（ EDA ）行業中使用最方便、操作最快捷、人性化界面最好的輔助工具， 也是在中國用得最多的EDA 工具。大部分高校EDA課程中普遍使用的是PROTEL DXP軟件，該版本在國內普及率高，但是無法兼容微軟操作系統win7、win8，隨著winxp系統的退出市場，win7、win8兩種操作系統的普及成為必然，因此推薦使用該公司最新版本軟件Altium Designer。

2.1.2電路仿真模擬

隨著計算機技術的飛速發展， 應用Miltisim、Pspice、Protel等仿真軟件對具體電路進行性能分析已成為現代工程設計中一種行之有效的手段。電路仿真技術的出現，能極大的減少人工勞動，縮短設計周期，降低設計成本。

Miltisim仿真軟件是加拿大IIT 公司推出的一種專門用于電子電路設計與仿真的EDA 軟件，能完成從電路的仿真設計到電路版圖生成的全過程。Miltisim擁有龐大的元器件庫和分析方法，在功能和操作方法上得到了進一步改善，功能更加強大，用戶界面友好，而且仿真分析設置簡單，分析結果更為精確可靠。目前其最新版本為Miltisim12，它是該公司電子電路仿真軟件EWB（ Electronic Work Bench）的升級版本。

2.1.3單片機開發

單片機課程是電子信息類和自動化等專業的主干課程，通過該課程能培養具有單片機應用產品設計、分析、制作和調試能力的實踐型人才。傳統的單片機課程教學重理論，輕實驗，以大量的原理來引導學生入門，將軟硬件分離介紹，不僅使學生理解困難，而且感覺枯燥乏味，應用能力培養不足。即使在實驗中，由于條件的限制，學生的動手經驗完全來自于加工成箱的實驗設備，以驗證性實驗為主，學生只是機械地接孔連線，缺乏自主性。因此，采用軟件Proteus來構建虛擬的單片機實驗環境，通過軟件仿真提高學生對單片機系統的認識。

Proteus軟件是英國Labcenter electronics 公司出版的EDA 工具軟件，該軟件實現了單片機仿真和SPICE電路仿真相結合。它不僅能仿真單片機的工作情況，還能仿真單片機外圍電路或沒有單片機參與的其他電路的工作情況。由Proteus構成的這類試驗平臺可充分利用學校計算機房的現有設備，減少了實驗設備的硬件維護工作量。

2.2教學方式改革，增加實驗比重

現今高校學生普遍存在缺乏自主學習性、動手能力弱等缺點，培養應用型人才要求學生在具備一定理論的基礎上還要具備較好的動手實踐能力。

2.2.1更新教學觀念，突出實驗實踐重要性

首先要轉變教師在實驗中的地位，對待學生以引導為主，盡量組織學生進行分析、討論、批評、切磋和補充，強化學生在實驗教學活動中的主導地位，引導學生自主參與到實驗中。

2.2.2強化實踐教學，組件完善的實驗系統

改變傳統理論實驗教學比重，多給學生留在實驗室的時間，建立科學、合理、高效的實驗考評機制。一方面配套增設相對應的實驗設備與儀器，讓學生能將軟件設計與硬件實現能有效地聯系起來；第二，更加鼓勵學生利用電路板制作知識自我創建需要的硬件電路。比如制作一個單片機開發板，硬件電路成熟、成本低、精簡易攜帶、制作時間也短。這樣以學促學，激發了學生的層次設計能力，調動了學生學習積極性，使教學內容更豐富、教學過程更生動、教學效果也更加明顯。

2.2.3引導學習興趣，提高學習積極性

由于課程學時有限，學生僅僅依靠課堂時間就能完全掌握EDA設計能力難度很大。而興趣是最好的老師，如果能在學習的初期就培養好學生的學習興趣、增強學生的學習動力，學生有了學習的主動性，整個學習過程就會輕松而且愉快。教師通過啟發式的教學方式培養學生對EDA的學習興趣，在教學過程中加強與學生的互動，結合學生的實際情況，增加對學生感興趣內容的講述，使得學生能慢慢的了解EDA，認識EDA，喜歡上EDA，這樣才能提高學習效率，事半功倍。

3.結束語

EDA技術作為電子信息專業的核心課程，其教學應堅持以應用為目的、實用為主、學用結合。EDA 技術的廣泛應用，現在已涉及各行各業。EDA 水平不斷提高，設計工具趨于完美的地步，EDA 市場日趨成。廣大電子工程人員應加快學習和應用，提高自身的競爭能力，適應EDA技術的迅猛發展。

【參考文獻】

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