CPLD电子竞赛对EDA课程教学改革的启示

ＴＥＣ　

ＥＰＬＢ电子竞赛对ＥＥＩＡ课程　

教学改革的启　

摘要：本文从Ａｌｔｅｒａ杯ＣＰＬＤ电路设计竞赛出发，分析　

了传统ＥＤＡ教学模式中存在的问题，提出了采用实践到理论　

再到实践的教学方法对全面改进ＥＤＡ课堂教学及实践环节的　

作用，强调了以培养实践能力和创新能力为主的教学目的。　

关键词：ＣＰＬＤ；电子竞赛；ＥＤＡ课程；教学改革　

江苏吴尘王鹏　

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引直　ｌ同学通过比赛对ＥＤＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ａｕｔｏｍａ－ｌ发现在ＥＤＡ专业课程教学中应将教学内容进　

２００８年９月底，江苏省大学生电子设计竞ｊ　ｔｉｏｎ）课程和ＣＰＬＤ有了更深的认识，并能根据项』行重新组织及编排，采用从实践到理论再到实　

赛组委会举办了Ａｌｔｅｒａ杯ＣＰＬＤ电路设计竞赛。ｌ目设计需要编写源程序和对电路进行调试，这ｌ践的教学方法，进一步深化ＥＤＡ课程教学改　

竞赛在指定ＣＰＬＤ开发平台及不得使用任何ｆ在未参与竞赛之前，是不可能的事情。竞赛使学Ｉ革。　ＭＣＵ的前提下，坚持“创意发挥、规范设计、突破ｌ生把所学知识应用于实际，提高了学生项目开ｌ　１ＥＤＡ专业课程的教学特点　

自我、快乐竞赛”的比赛原则，由参赛队自主命】发的能力，增强了学生就业的适应性，为毕业后Ｉ　随着大规模集成电路技术的不断发展，Ｅ一　

题，充分挖掘器件潜力，进行具有新颖性、实用Ｉ迅速适应岗位需求奠定了基础。而参加比赛的Ｉ　ＤＡ技术在教学、科研、产品设计与制造等各方　

性、趣味性的项目设计。苏州市职业大学电子信Ｉ低年级同学在后来的ＥＤＡ专业课程的学习中，ｊ面都发挥着巨大的作用，因此，几乎所有的理工　

息工程系派出９个代表队参赛，获得了１个一ｌ接受理论知识快，实践动手能力强，考试成绩都ｌ科院校的电子信息类专业都开设了ＥＤＡ课程。　

等奖，４个二等奖的好成绩。参加比赛的高年级｛在良好以上。在对竞赛取得的成效进行总结后，ｉ　ＥＤＡ技术，即电子设计自动化技术是以计算机　

先进的教学手段进行教学。　

３．２我们可用以下方法进行实践，并验证结论　３．２．１以篮球的技、战术教学为例，首先拟定篮球的原地单手肩上投　

篮、行进间单手肩上投篮为上课的重点和难点，制订学习训练计划，搜集　

各种资料和素材，然后精心制作多媒体课件，在实验班进行教学，使学生　

有一个形象的、直接的整体概念；在纠正错误时，先在学习技术动作时，收　

集学生自己的正确和错误素材，重新制作课件，然后再进行适当时机的课　件教学，及时反馈，纠正学生的错误动作；如果学生已基本掌握。课件教学　

时间可以相应减少，如动作普遍没掌握，则应增加正误对比课件教学，从　

而真正快速掌握技术动作要领。实践证明：在实验班和对照班中，学生掌　

握技术动作的时间和实际效果实验班明显高于对照班。（见表７）　

表７：　掌握动作的平均时间和实际效果　

掌搦动作　、　均时ｎＵ　实翰　效果　

原地　行进问　原地　行进问　实验班（４５人）　１５分钟　：３Ｏ分钟　良＋　良＋　对ｊ！｛｛班（４０人）　３５分钟　５５分钟　Ｌｎ＋　中　

３．２．２理论课方面，我们进行普通教学和多媒体课件教学对比，在课堂　

效果和回答问题上，运用课件教学的效果明显高于普通教学，注意力和积　

极性同样也相差显著。在理论课中，如把其它各项的技术重点和难点运用　

多媒体课件进行补充，即可先在教室里进行课件教学；或出现很明显的技　

术错误动作，进行集中课件教学，效果出乎意料的好。实践结果显示：在各　

方面，特别是学生掌握情况和期末考试平均成绩，实验班均高于对照班。　（见表８）　

表８：　掌握各种技术动作情况和期末考试平均成绩　

掌扔　ｉ术动作情况　剐未’　均成续　

实验胡（４５人）　匙　７８．６　对｝嗽明　ｆ　４０人）　巾　了１．９　

４结论　４．１在体育理论课教学中，要根据学生实际情况，制订详细授课计划，　

积极寻找各种资料和教学素材，充分利用各种先进手段，特别是多媒体技　

术，选择学生掌握各种体育知识的最佳时机和频率，进行有计划的多媒体　辅助教学，效果出乎意料的好。　

４．２在上体育实践课和专项训练时，要根据学生的实际情况，选择最　

佳时机和频率进行多媒体辅助教学。这里的最佳时机和频率与上理论课　

稍有不同，时间的长短视学生掌握学习内容的情况而定，地点的选择可根　

据学校的实际设施和上课的内容来定。在体育课教学的几个部分中，运用　

多媒体辅助教学最多的是基本部分和准备部分的辅助练习中，而专项训　

练课，同样可以加入多媒体技术进行辅助教学，有时比现场临摸传授更来　

得具体、形象，特别是学习新技术动作和纠正错误动作时，课中充分运用　

多媒体课件的形象、直观、逼真的特性进行辅助教学，实际效果明显高于　

教师亲身示范。运用多媒体课件时间的长短和频率同样也是根据学生的　

掌握情况而定，此结论在实践中也得到了很好的证明。　

（作者单位：佛山市高级技工学校）　

（编辑王醑）　

圈固啊圈啊—匝职业技术　７１

　竺　竺一　！　竺！＝一　！竺　！．！　。！一！　！…　．！！　

为工作平台，以ＥＤＡ工具软件为开发环境，以　

硬件描述语言ＨＤＬ（Ｈａｒｄｗａｒｅ　Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ　Ｌｍｌ—　

ｇｕａｇｅ）为设计语言，以专用集成电路ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉ—　

ｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、单片系统ＳＯＣ　

（Ｓｙｓｔｅｍ　ＯＨ　ａ　Ｃｈｉｐ）芯片为目标器件，以电子系统　

设计为应用方向的电子产品自动化设计技术。　目前，大部分高校都开设ＥＤＡ课程，让学生了　

解ＥＤＡ的基本概念和基本原理，学习ＨＤＬ语言　

编写规范的程序，掌握逻辑综合的理论和算法，　

使用ＥＤＡ工具进行电子电路课程的实验并进　

行简单的数字系统设计。利用ＥＤＡ技术和　

ＣＰＬＤ等可编程逻辑器件可全面提升学生对数　

字电路的认识，能使学生对组成数字系统的各　

种单元模块进行分析，能针对客观要求，进行逻　

辑抽象，设计具有相应功能的数字电路系统。因　此，越来越多的高校将ＥＤＡ课程列为主干课　

程。　２传统ＥＤＡ教学模式的不足　

通过这次参加Ａｌｔｅｒａ杯ＣＰＬＤ电子设计大　

赛，发现传统的ＥＤＡ教学存在很多不足的地　

方，导致学生在参加竞赛时存在如下几个缺陷：　

２．１由于传统的ＥＤＡ教学实验模式主要以　

熟悉工具软件的使用和基础数字电路验证实验　为主．所以大部分学生在学习过程中没有系统　

级的概念。而电子设计大赛要求学生能设计及　

制作一个实际产品，这就要求学生不仅要有底　

层电路的设计知识，还应具有一个全局的概念。　

实际产品的设计需要综合运用各方面的知识，　

学生必须从系统的角度来分析每个设计，同时　

还要对数字电路结构、ＥＤＡ工具、微电子等有关　知识有比较全面的了解。电子大赛暴露出学生　

针对实际产品的制作时，知识面非常狭窄，思维　

不够活跃，不能够提出多种设计方案选择，综合　

应用所学知识的能力不强等问题。　

２．２传统的ＥＤＡ教学模式采用先理论后实　

践的教学方法。使得学生学习理论知识兴趣不　

高。尽管老师在教授ＥＤＡ课程时无数次地强调　

理论知识的重要性，但也不及学生的一次实际　

经历给他们的印象深刻。一些学过ＥＤＡ课程的　高年级学生虽然做过相关的实验，但是制作实　

际产品时，却不知从何做起，没有理论知识来支　

撑是不可能解决实际问题的。　

２．３电子设计大赛还暴露出学生蓐软件轻　

硬件，查阅资料能力较弱，自学能力较差等缺　

陷。传统的ＥＤＡ教学方法使得学生偏向于硬件　

描述语言（ＶＨＤＬ、Ｖｅｒｉｌｏｇ　ＨＤＬ）的学习而忽略了　

对可编程逻辑器件硬件结构的研究，因此，当涉　

及到ＣＰＬＤ开发板上的硬件资源问题时，如扩展　

口的连接，寄存器的使用等，学生往往束手无　策。　３电子设计大赛推动ＥＤＡ课程教学改革　

通过参加电子设计大赛发现的这些缺陷以　

及电子大赛给予的启示，迫切需要在ＥＤＡ课程　

教学设计上进行相应的改革，加强实践教学，提　高学生学习兴趣，开拓学生视野，激发学生的创　

造性思维。低年级的学生在参赛前没有学习过　

ＥＤＡ课程，相关的知识也只是关于数字电路和　

ｃ语言的一些基础知识。因此在实际比赛过程　中，会遇到很多问题无法解决，虽然电子大赛的　

题目大多和实际应用紧密结合，但是学生在制　作过程中会深刻体会到理论知识在实际应用中　

的作用。兴趣是学生最好的老师，当低年级学生　上到ＥＤＡ专业课时，他们就会在心理上产生获　

取相关知识的冲动，当他们带着问题学习理论　

课时就能够很好地掌握理论知识，不仅如此，还　

能够将理论知识再应用到实际中去，起到一个　

很好的效果。　

ＥＤＡ技术的发展，推动着ＥＤＡ课程的教学　内容、教学方法的不断改革和优化，由于目前电　

子类专业课程门类已大大增加，这门课程的学时　

应该不会太多。所以在有限的理论教学和实践教　

学中如何更好地培养学生的实践能力和创新能　力，将是一个值得深入探讨的问题。通过大赛的　

启示，可以在以下几方面尝试进行教学改革：　

首先，在课时方面增加实践教学的比重，实　践教学课时和理论课时的比例达到１：ｌ或更　

高，在教学之初可安排学生接触一些简单有趣　的数字系统，如交通灯系统，闹钟系统等，源程　

序由教师提供，学生无需了解数字系统的内部　

工作原理。在这些实际操作过程中，首先让学生　

能熟练使用ＥＤＡ软件工具，让他们对数字系统　

的功能实现，软硬件配合等都有了感性认识，并　对ＥＤＡ技术如何控制系统工作产生浓厚的兴　

趣，在心理上产生学习理论知识的冲动。　

其次，理论教学应循序渐进，以引导性教学　

为主。建议对于ＶＨＤＬ或Ｖｅｒｉｌｏｇ　ＨＤＬ的语法讲　

解不必像ｃ语言那样逐条讲解，以常用的语法　

为主，结合实例逐步展开，通过一些验证性实验　

及简单的设计实验培养学生的自学能力。　

最后，为了使学生具有独立分析和解决实　

际问题的能力，可在课时上安排两周的课程设　

计。可以通过教师推荐题目或者学生自拟题目　

的方式，进行数字系统的设计，使学生了解从选　

题、调研、制定设计方案、软件设计、硬件调试，　

甚至是外围电路的扩展设计等整个设计过程，　

在设计过程中教师对学生遇到的问题进行引导　

解决，活跃学生思维，调动学生学习主动性。　

总之，先实践后理论的教学中教师要起到