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1、合理利用EDA实验教学提高学生创新能力 传统电工电子实验教学方式陈旧、内容枯燥、教学效果低，实验教学模式的改革迫在眉睫。本文将EDA实验引入到电工电子基础实验中，真实与虚拟相结合。激发学生对实验课的主动性与创新性，调动学生的积极性与自觉性，提高实验课教学质量，达到全面提高学生实践创新能力的目标。 AbstractTraditional electric and electronic experimental teaching methods is obsolete， boring content， low effectiveness of teaching， experimental teac
2、hing mode reform is urgently needed. This paper introduces EDA experimental basis to the electrical and electronic experiments， combines the real and virtual. Arouse the students initiative and innovation of experiment， arouses students enthusiasm and self-consciousness， improve the quality of exper
3、iment teaching， achieve the goal of improving students practical innovation ability. Key words experimental teaching reform；electrical and electronic experiment；EDA；innovation capability 0 引言 电工电子实验是高校工科专业的重要课程，合理设置实验授课内容、改进授课方法是提高电工电子实验教学质量的重要环节，是培养学生实践创新能力的必要途径。EDA技术以计算机为平台，以硬件描述语言和EDA软件为开发工具，通过可编
4、程逻辑器件来实现复杂的电子电路或系统，代表了现代电子设计的主流趋势1，2。EDA仿真中元器件参数无个体差异、元器件取之不竭，且避免了实验设备和元器件的损坏，理想化了实验过程，结果准确、直观、易保存。但也存在一定的局限性，如学生对实际器件、实际电路无感性认识；EDA实验中只会有通断两种状态，且无接触不良问题，但在实际电路中是不可避免的3，4。 仿真实验的结果必然要转化成现实的线路去完成一定的功能，成为一种真实的产品。因此，在进行EDA实验的同时还应进行实际电路的搭接、调试。仿真实验一定要与实际实验相结合，充分利用各自的优势，相互弥补各自的不足，就能进一步拓展知识面，提高学生的实验能力和计算机操作
5、能力5。 随着“教学质量工程”建设和实践教学改革的不断深入，电气类专业的实践教学体系中如何设置EDA技术的实践环节，如何合理地设置EDA实践教学内容，如何更好地培养和提高学生的创新能力，已成为从事电工电子实验教学的教师研究和探索的热点问题。 1 实验教学改革思路 实验课程的任务不仅仅是传授实验技能和操作能力，实验课程的实施更应定位于实验科学与技能、实践与创新能力的系统传授与学习训练。实验项目不能仅局限于对某些课程理论的认知与验证，必须形成基础认知、综合设计、研究创新等环节有机结合的实验教学课程体系；积极推进实验教学内容的改革也是实验教学的重点。在保证基本的实验技能和操作能力培养的前提下，适当减
6、少基础型实验，增加设计型、系统型实验的比例。 为发挥学生学习中的主观能动性，激发学生创新意识，努力培养他们的创新实践能力，鼓励和引导学生在实验过程中进行开创性的思维，实验任务中只给出设计要求和原理框图，而不再给出详细的设计电路图。学生在本实验项目提出的技术要求和原理方框图的基础上，通过广泛检索资料，确定实施方案，并根据各集成电路的功能实现设计要求。不同学生可以根据设计要求设计出不同的实施方案，有利于提高学生的自主设计能力。 2 实验教学改革措施 2.1 基础实验环节中增设EDA实验 电子技术实验具有很强的实践性。只有采用好的教学方法和手段，并配合精心设计的实践环节才能使学生加深对理论知识的理解
7、，锻炼动手能力。与此同时，引入EDA设计工具使传统的硬件设计与调试软件化，往往能够达到事半功倍的效果6。 实验室开设传统的硬件实验是为了训练学生学习常用电子仪器的使用方法、电子电路的测试方法、集成电路的应用等基本实验技能，并加深对理论知识的理解，强调动手能力和基本概念。而教师在理论课或实验中引入EDA教学环节，有利于引导学生自行研究问题，培养创新精神。 例如，在学生学习电工电子技术课程时，就要求他们初步掌握一种硬件描述语言和EDA软件设计工具，并完成相应的EDA作业。在实验课程中安排部分学时，要求学生利用PSpice、Multisim等软件对实验电路进行模拟仿真等。如RLC串联谐振EDA仿真实
8、例。仿真模型见图1所示，由电路参数可知谐振频率f0=9.19KHZ。仿真结果见图2所示，从仿真结果中可见实验过程中调试方便，效果准确、直观，且避免损坏元件。 这些内容可使学生在学习理论课程时也对EDA技术有所认识和了解。因此我们在基础实验环节仍然以中小规模集成电路为载体，强调实践性和工程性；另外加入EDA实验内容来激发学生的学习兴趣，提高研究能力。 2.2 综合设计性实验中利用EDA工具 基于VHDL语言，通过可编程逻辑器件来实现复杂的电子电路或系统，代表了现代电子设计的主流趋势。应用Max+Plus软件设计脉冲展宽电路的实例，仿真模型及结果如图3、4所示。由此实验可提高学生顶层设计的思想，锻
9、炼学生独立进行综合设计实际应用电路的能力7。 2.3 通过电子科技制作提高学生创新能力 EDA仿真通过后，掌握PCB设计的基本流程和独立设计电路板，并完成从选择器件、制板、焊接至调试的全过程。这些实际动手制作的过程在一定程度上弥补了EDA设计中无实物验证的缺陷，且满足了部分有能力的学生的学习需求，使得EDA技术得到更大范围的推广和使用8。 以构造一个24小时制的数字钟为例，基于Quartus软件和FPGA开发板进行，模型如图4所示，仿真验证通过后锁定引脚即可将设计编程下载进选定的目标器件中，下载完成后，通过硬件测试进一步确定设计的正确性。 通过这些内容分层次的设立，在很大程度上满足了理论教学和
10、实践教学的需要，充实了实践教学的体系，进一步发挥了实践教学在人才培养中的特殊作用。运行几年来取得了良好的教学效果。 3 总结 通过上述合理利用EDA技术的实验教学改革的实施，使得电工电子技术理论教学和实验教学融会贯通，有机结合，相互促进，相互补充。学生的兴趣被激发出来，充分调动了学生学习的积极性和主动性，可以更为深入地研究自己感兴趣的领域，使他们在近几年来的全国大学生电子设计竞赛及其他各种全国性大赛中均取得了很好的成绩。EDA软件与传统实验相互补充，发挥各自优势，促进实践教学。 在今后的工作中，我们还要在现有基础上不断发展进取。合理安排教学内容，少讲多练、理论和实验紧密结合。让学生在实验过程中了解和体会EDA软件作为辅助工具在电子技术领域的重要作用。继续开展结合实际、丰富实验内容的工作，建立由基础验证型、综合设计型和研究创新型等多个层次组成的实验教学内容体系，更加科学地规划教学内容，满足不同类型、不同阶段学生的学习需求。