李玲
辽宁科技学院 辽宁省本溪市 117000
摘要：确立了培养具有创新精神和实践能力强的高素质人才的基本目标，逐步认识和树立了以学生为中心，知识、能力、素质协调发展的实验教育新理念。大力支持实验基础与专业相结合、硬件与软件相结合、单元与系统相结合、嵌入式技术与通信技术相结合、科研与工程相结合。EDA仿真实验室成立以来，逐步完善EDA仿真和课程设计，并经过多年的实践和探索，逐步形成了一套成型的教学模式。通过EDA仿真实验和传统的电子电路实验相结合，不仅提高了设计规模和功能，而且发散了学生的思路，提高了学生对电子电路实验的兴趣，改善了传统的实验教学体系，从传统的“实验台和面包板”为基础的设计发展到了以“芯片为基础的”的模块化设计。
关键词：ＥＤＡ技术；电子实验；创新人才；创新意识；
ＥＤＡ技术在电子电路实验教学中的应用越来越普遍，如何将二者之间有机结合起来，已经成为了从事电气专业人士关注的焦点。通过深化改革，使学生在各项电子竞赛中具有了竞争力，取得了显著的成效，为学校赢得了荣誉，同时增强了学生对本专业的兴趣，为电子实验教学开辟了一条新思路。
一、ＥＤＡ技术的特征
ＥＤＡ技术是将传统硬件设计变为了在计算机上实现的软件设计，利用大规模的逻辑门阵列（ＦＰＧＡ／ＣＰＬＤ）为编程对象，通过内嵌的ＡＲＭ或ＤＳＰ内核，可实现复杂电路的设计。采用了ＥＤＡ技术可以使设计方案更加多样，可以进行更多方案的仿真和寻优，大大节约了系统的调试时间，增强了学生自主创新的能力。ＥＤＡ技术是电路设计的趋势，基于这个原因，当前，大多数理工学校都开始了ＥＤＡ技术相关课程和实验，使学生掌握ＥＤＡ技术的特点和ＶＨＤＬ的编程基础，为将来更好地从事本专业打下坚实的基础。我校自投资创立ＥＤＡ实验室以来，配备了６０台计算机，同时购买了６０套仿真实验箱，可开设智能抢答器的设计、交通灯的设计、数控频率计的设计、静态数据存储模拟过程的设计、血压脉搏器的设计、光敏浊度仪的设计等实验。结合多年的电子电路的教学经验，以有效、够用为原则，使学生从具体的实验到逐步学会大规模逻辑阵列ＦＰＧＡ和ＣＰＬＤ，学生可在课余时间通过视频和ＣＡＩ课件进行补充，学校辅以各种竞赛来激励学生的积极性。学生可循序渐进地完成综合性实验设计，提高实践能力和自我分析解决问题的能力。
二、传统的电子电路实验现状
我校电工电子实验中心面向全院相关专业开设了独立设置的实验课程及课内实验。开设“电子电路实验”，旨在加深学生对已学课程内容的理解，掌握电子电路实验方法，培养学生分析、设计、组装和调试电子电路的基本技能，并为掌握后继专业课程打好基础。可完成的常规电子电路实验有基本仪器使用、门电路的特性测试、组合逻辑电路的设计、数据选择器、加法器、触发器、计数器、译码器、５５５定时器应用等实验。采用ＴＴＬ逻辑器件，利用中小规模集成电路进行实验，用面包板和导线搭接，配合实验箱进行调试，是传统意义的电子电路实验室。其特点是通过对电路板的设计来完成，因此存在许多不足，如电接触性能不稳定、效率低、损耗大、实验内容和规模受到限制、实验功能单一，容易使学生产生乏味心理，而现代电子系统设计是通过对芯片的设计来完成，采用ＥＤＡ技术就可以很好地解决上述问题，可以大大突破这些限制。
三、实验教学与ＥＤＡ技术有机结合的改革构想
改革目前的应试考试制度。考试是检验学生对于知识的掌握情况，是教学成果中重要的一个环节。
在电子教学中不仅要让学生掌握最基本的计算机内部结构理论知识，更要让学生具备较强的实践能力、思考能力、自我总结能力以及创新能力，这些综合能力才能体现出学生综合素质。但是目前的考试制度是一张试卷定分数，仅仅体现出学生的考试能力，其他能力体现不出来，因此需要改革现有的应试考试制度。（１）改革内容。将传统的电子电路实验引入ＥＤＡ仿真技术，可以实现二者之间互补，既可以掌握“基于电路板”设计的优势，又可以了解现代“基于芯片”设计的长处。（２）改革宗旨。传统的电子电路实验只能通过现有的小规模集成芯片完成一定功能的实验，灵活性不够，单一乏味，而采用了ＥＤＡ技术可以引入ＶＨＤＬ或ＣＰＬＤ等大规模逻辑阵列完成复杂的实验，功能更加完备，甚至可以实现双冗余技术。引入ＥＤＡ技术可以弥补传统电子电路实验的不足，培养学生的创新意识和发散思维能力。（３）改革思路。将ＥＤＡ技术移植到传统的电子电路实验中，构建了一门新的实验课“ＥＤＡ仿真技术与应用”。实验过程分３步：第１步，电子电路实验和ＥＤＡ技术独立进行，培养学生理论基础和基本操作能力，通过不同方式来完成实验，对比实验结果，进行实验效果分析；第２步，通过ＥＤＡ技术实现自己的方案，完成实验的综合性设计，完善设计方案，增强学生创新能力；第３步，通过完善的ＥＤＡ仿真，如果条件允许，对实验电路进行搭建，进行测试，修正仿真和实践的差距，完成实验的最终目的，培养学生综合设计和实践能力。（４）改革特点。ＥＤＡ技术与电子实验教学相结合是现代实验教学的必由之路，对传统的实验教学内容和方式进行调整，使其与现代电子技术的发展保持同步，在原有的实验内容和器材的基础上升华，利用ＥＤＡ技术进行软件仿真，始终保持着所设计电路的前沿性，提高了实验的成功率和实验质量，摆脱了传统的实验受现有硬件资源限制的问题。
四、ＥＤＡ技术与电子电路实验有机结合的优势
1.实验质量大为提高。传统的实验是根据实验要求，学生做同一个实验，按照教师黑板的电路图接线，接好后，测量实验数据或者观察现象。这样的多次实验会导致学生缺乏实验兴趣，会使他们的创新精神长期受到压制。而如果将ＥＤＡ技术与电子线路实验相结合，学生可以根据实验内容自行进行设计，并通过软件仿真进行性能指标竞赛，同时，学生如果课上实验没有完成，可以利用课余时间进行研究，大大提高了实验教学的质量和完整性。
2.采用了两课的有机结合。学生根据实验内容可以采用不同的设计方案，发散思维，充分利用自己所学到的知识和经验，这样可以激发学生的创新意识，挖掘学生的创新潜能。长期进行这样的实验锻炼，既培养了学生的创新精神，又增强了学生的竞争意识。
3.因材施教。采用ＥＤＡ仿真技术和电子线路实验两课的有机结合，可以因材施教。教师可以根据ＥＤＡ技术和现有资源，针对学生的自身情况和爱好，分层次对学生进行培养。
4.实验成功率大为提高。在现有实验器材的基础上，可以尝试其他方案，通过仿真软件进行方案论证。经过多次软件调试，调试成功后再进行器材购买，这样就可以使实验成功率大为提高，即使软件仿真和硬件调试有可能出现冲突，但这种冲突也不会太大，并且可以根据具体的器件特点进行微调，实验成功的可能性还是很大的，即使有特例，也是很少的。
5.有了ＥＤＡ技术，可以不受现有芯片的约束，大胆进行软件尝试，采用其他先进的芯片进行软件仿真，这样既节约了开发时间，又减少了设计成本。
总之，通过多年的实践，将ＥＤＡ先进技术引入到传统的电子电路实践教学中，弥补了传统实验的不足，不仅丰富了实践教学的内容，而且发散了学生的思维，为学生将来步入社会多方位、多角度解决问题打下坚实基础。经过多年来的ＥＤＡ技术与课程设计相结合的实践，本专业学生的电子电路的设计能力得到很大的提高。
参考文献：
［１］张玉华．浅谈ＥＤＡ技术的发展与应用．2018.
［２］李海霞．浅谈EDA技术与电子实验教学的有机结合.2019.