《EDA技術(shù)基礎(chǔ)》有效教學(xué)研究

夏文明

摘 要：EDA技術(shù)是電子通信專業(yè)的一門重要課程，如何讓學(xué)生快速入門并掌握這門技術(shù)是該課程教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的特點(diǎn)和不足，結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐，從激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，分層教學(xué)，以及課程的考核方案等方面對(duì)EDA技術(shù)的有效教學(xué)進(jìn)行了探討，并提出了相應(yīng)的實(shí)施方案。

關(guān)鍵詞：EDA技術(shù) 有效教學(xué) 教學(xué)模式

0.引言

EDA（ElectronicDesignAutomation）技術(shù)即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化是以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，融合了應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)的最新成果而形成的一門新技術(shù)，是一種能夠設(shè)計(jì)和仿真電子電路或系統(tǒng)的軟件工具。

《EDA技術(shù)基礎(chǔ)》課程是電子、自動(dòng)化、機(jī)電一體化等專業(yè)的一門專業(yè)課，在高校機(jī)電類專業(yè)教育中發(fā)揮著不容忽視的作用，EDA技術(shù)已經(jīng)成為電子行業(yè)領(lǐng)域開發(fā)和進(jìn)行科學(xué)研究所需要的基本技能。通過(guò)對(duì)EDA技術(shù)課程教學(xué)改革，可以提高學(xué)生電子設(shè)計(jì)的綜合能力，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)，靈活運(yùn)用知識(shí)的能力，促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式和師生互動(dòng)方式的變革。為加快現(xiàn)行教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革，筆者結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，對(duì)《EDA技術(shù)基礎(chǔ)》的有效教學(xué)做些有益的探討。

1.激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性，提高教學(xué)的有效性

我院的《EDA技術(shù)基礎(chǔ)》這門課是在大三上學(xué)期開的，在此之前已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)了《C語(yǔ)言》和《PLC》等相似的課程，學(xué)生已經(jīng)有了一定的編程基礎(chǔ)，教師可以抓住這一有利條件做文章，讓學(xué)生克服恐懼心理，使得學(xué)生還沒(méi)有開始入門這門課，就對(duì)這門課的學(xué)習(xí)方法，理論框架有了大概的了解，這樣學(xué)生就覺得學(xué)這門課相對(duì)比較簡(jiǎn)單，從而增強(qiáng)了學(xué)生的主動(dòng)性。

現(xiàn)在的學(xué)生的學(xué)習(xí)目的功利性很強(qiáng)，不能馬上就用上的知識(shí)或課程是很難調(diào)動(dòng)他們的興趣，因此還可以在平時(shí)時(shí)不時(shí)的灌輸EDA技術(shù)的重要性，講述這門課的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些，通過(guò)大量的切近生活的實(shí)例讓學(xué)生進(jìn)一步了EDA技術(shù)，比如交通燈控制、數(shù)碼譯碼顯示、數(shù)字鐘表、虛擬儀表、接口與通信模塊乃至處理器等等，學(xué)生們聽到這門課程的應(yīng)用領(lǐng)域和前景后，覺得這門課是非常實(shí)用的，從而讓學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣和探索專業(yè)知識(shí)新領(lǐng)域的欲望。

2.課堂教學(xué)實(shí)施模式多元化

《EDA技術(shù)基礎(chǔ)》是一門操作性非常強(qiáng)的課程，當(dāng)然它不是簡(jiǎn)單看著老師依葫蘆畫瓢就可以了，還需要掌握一定的理論知識(shí)和編程方法，目前，這類課程普遍存在著教學(xué)效率不高，學(xué)生學(xué)后感覺不知所云的問(wèn)題，究其原因主要是教學(xué)手段陳舊，和現(xiàn)代編程類專業(yè)課的教學(xué)要求不匹配，以至于學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，難以接受，導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果不理想，教學(xué)有效性不強(qiáng)。因此迫切的需要改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，有效利用機(jī)房的多媒體教學(xué)設(shè)備和教學(xué)試驗(yàn)箱，在教學(xué)過(guò)程中根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)的需要，靈活運(yùn)用案例教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、學(xué)訓(xùn)結(jié)合、工學(xué)結(jié)合等教學(xué)手法[2]，落實(shí)以學(xué)生為主體、以能力為本位的教育理念，是目前高職教育者們普遍探索的熱點(diǎn)問(wèn)題，結(jié)合本課程，筆者主要談兩種教學(xué)方法。

（1）改革教學(xué)理念，適當(dāng)穿插“先學(xué)后教”教學(xué)法

先學(xué)后教是江蘇泰興洋思中學(xué)獨(dú)創(chuàng)的課堂教學(xué)模式，是對(duì)傳統(tǒng)的“先教后學(xué)、課后作業(yè)”教學(xué)模式的顛覆性改革，該模式的主要思想是先讓學(xué)生自學(xué)，讓學(xué)生對(duì)教授的內(nèi)容有個(gè)深入的了解，待會(huì)學(xué)生聽老師講的時(shí)候?qū)λ鶎W(xué)的知識(shí)就有了深入的認(rèn)識(shí)了，較傳統(tǒng)方法有一定優(yōu)勢(shì)，但是這種教學(xué)模式是建立在學(xué)生自覺，求知欲強(qiáng)的基礎(chǔ)上的，對(duì)于學(xué)習(xí)方法，學(xué)習(xí)態(tài)度相對(duì)欠缺的高職學(xué)生不是特別理想，但是鑒于《EDA技術(shù)基礎(chǔ)》這門課卻可以適當(dāng)穿插，因?yàn)閂HDL語(yǔ)言和C語(yǔ)言有一定相似性，所以在學(xué)習(xí)第四章VHDL設(shè)計(jì)初步[3]時(shí)可以適當(dāng)穿插這個(gè)方法，比如學(xué)習(xí)第一節(jié)2選1多路選擇器的VHDL描述，可以讓學(xué)生先自學(xué)，然后點(diǎn)同學(xué)回答這個(gè)程序和C語(yǔ)言的異同點(diǎn)，相同點(diǎn)是都需要定義數(shù)據(jù)端口，但EDA需要確定該端口是輸入端口還是輸出端口，還有C語(yǔ)言中主程序的開始是大括號(hào)，而EDA主程序的開始是用BEGIN；IF_THEN_ELSE語(yǔ)句和C語(yǔ)言幾乎是一模一樣的，雖然少了個(gè)關(guān)鍵詞THEN，但總體思想，算法框架是一樣的，如果采用傳統(tǒng)的方法，學(xué)生只是簡(jiǎn)單聽老師講，可能不會(huì)注意到這些異同點(diǎn)，或者對(duì)這些異同點(diǎn)印象不深，采用先學(xué)后教的方法后，學(xué)生對(duì)VHDL語(yǔ)言的特點(diǎn)就有了深刻的認(rèn)識(shí)，就能很快掌握VHDL語(yǔ)言的規(guī)律。

（2）幻燈片教學(xué)、數(shù)字電路復(fù)習(xí)與現(xiàn)場(chǎng)編程相結(jié)合

《EDA技術(shù)基礎(chǔ)》中很多應(yīng)用程序比較復(fù)雜，這些程序是以數(shù)字電路為背景的，而數(shù)字電路是大二上學(xué)期開設(shè)的，過(guò)了一年大部分學(xué)生已經(jīng)淡忘了，如果這些數(shù)字電路的工作過(guò)程都不知道，編程就無(wú)從談起了，因此在編寫應(yīng)用程序以前要適當(dāng)介紹相關(guān)的數(shù)字電路的內(nèi)容，然后再來(lái)編程，編程前還是按照幻燈片將各條語(yǔ)句講解一遍，這時(shí)學(xué)生雖然知道了各條語(yǔ)句的含義，但是讓學(xué)生自己寫肯定就無(wú)所適從了，這時(shí)候要從幻燈片切換到編程軟件界面，教師不看教材，根據(jù)電路的要求，教師自己在軟件界面上一句一句將程序?qū)懗鰜?lái)，并講解為什么要這樣寫，這樣學(xué)生就能清楚的知道該段程序的算法框架和編程思路了，然后讓學(xué)生自己編寫，最后編譯，如果編譯通過(guò)，學(xué)生這個(gè)內(nèi)容就肯定掌握了。

（3）對(duì)比教學(xué)

《EDA技術(shù)基礎(chǔ)》和PLC、C語(yǔ)言等課程在端口定義，編程算法等方面有很多不同之處，可以將這些課程的相關(guān)方面進(jìn)行對(duì)比，增強(qiáng)印象，比如PLC不需要定義端口，而EDA和C語(yǔ)言需要定義端口等等。不僅幾門課程之間可以進(jìn)行對(duì)比，而且就EDA這門課程也可以就一些容易混淆的概念進(jìn)行對(duì)比教學(xué)，比如EDA中有個(gè)一重要的概念是，并行執(zhí)行和順序執(zhí)行，這是EDA的一個(gè)重要特點(diǎn)[3]，也是教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)，單獨(dú)講解學(xué)生比較難理解，如果舉個(gè)例子對(duì)比講解，就容易理解多了。下面舉一個(gè)例子進(jìn)行分析。

程序1：Architecture one of mux21 is

Begin

Y<=a；

Y<=b；

End；

程序2：Architecture one of mux21 is

Begin

Process（a，b）

Begin

Y<=a；

Y<=b；

End；End；

雖然同樣是賦值，但是第一個(gè)編譯就通不過(guò)，第二個(gè)程序加了一個(gè)進(jìn)程就可以通過(guò)了，這是為什么呢，這是因?yàn)檫M(jìn)程外的程序是并行的，也就是說(shuō)Y<=a和Y<=b是同時(shí)發(fā)生的，這時(shí)問(wèn)題來(lái)了，Y到底是接受a還是b呢，矛盾，因此編譯通不過(guò)，而程序2的賦值發(fā)生在進(jìn)程里，而進(jìn)程里的程序是順序執(zhí)行的，因此Y<=a被Y<=b覆蓋掉了，雖然Y<=a無(wú)效，但是賦值是明確的，不存在矛盾，因此編譯可以通過(guò)。通過(guò)這個(gè)例子，學(xué)生就能很好的理解并行運(yùn)行和順序運(yùn)行的區(qū)別了。

3.實(shí)驗(yàn)采用分層教學(xué)模式

《EDA技術(shù)基礎(chǔ)》除了40課時(shí)的理論課外，還有兩周的實(shí)訓(xùn)，每一屆，特別是高職肯定有相當(dāng)一部分學(xué)生沒(méi)有教材上的知識(shí)掌握的不是特別牢固，如果大家都做一樣難度的實(shí)驗(yàn)，有部分同學(xué)就跟不上了，按照以往的規(guī)律這時(shí)候這部分同學(xué)不是跟其他同學(xué)講話就是看手機(jī)，特別是手機(jī)網(wǎng)絡(luò)盛行的今天，這還是好的，有的同學(xué)可能還會(huì)儀器弄壞，怎么辦，筆者舉得實(shí)驗(yàn)分層是個(gè)很好的模式。筆者在平時(shí)將實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)大類，一類是用EDA工具完成數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中的部分內(nèi)容，如紅綠燈控制、數(shù)碼譯碼顯示、全加器全減器等，這類實(shí)驗(yàn)學(xué)生在數(shù)字電路中都比較熟悉了，現(xiàn)在只是將其用軟件實(shí)現(xiàn)，難度不大；一類是自動(dòng)化控制、邏輯分析儀、虛擬儀表等[4]，這類實(shí)驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)大幅度提高，能體現(xiàn)EDA技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，給實(shí)驗(yàn)興趣濃厚和學(xué)有余力的學(xué)生提供更多的實(shí)驗(yàn)空間，充分調(diào)動(dòng)發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力和聰明才智。

4.結(jié)束語(yǔ)

我院2011年在應(yīng)用電子專業(yè)開設(shè)了《EDA技術(shù)基礎(chǔ)》課程，筆者擔(dān)任了該課程的教學(xué)，在教學(xué)中利用靈活多變的教學(xué)方法，通過(guò)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)，把專業(yè)技術(shù)和操作技能傳授給學(xué)生，為提高該課程教學(xué)的有效性，本文從四個(gè)方面對(duì)EDA技術(shù)的教學(xué)進(jìn)行了探討，但要進(jìn)一步提高教學(xué)的有效性，還有很多問(wèn)題需要深入的揣摩，在今后的教學(xué)實(shí)踐中，還需要繼續(xù)鉆研課程理論，探索符合該課程的教學(xué)規(guī)律，從而全面提高教學(xué)的有效性。

參考文獻(xiàn)：

[1]王淑芳.大學(xué)有效教學(xué)研究[J].高等工程教育研究，2006（4）：14-16.

[2]丁玲.EDA應(yīng)用課程教學(xué)改革分析[J].遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，14（1）：128-130.

[3]潘松，黃繼業(yè).EDA技術(shù)實(shí)用教程（第三版）[M].北京：科學(xué)出版社，2006.

[4]韓進(jìn).VHDL在數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2003（4）：74-77.