電子設(shè)計(jì)自動化雙語課程的對話式教學(xué)初探

陸振宇　郭業(yè)才

摘 要：國際化的迅猛發(fā)展，客觀上要求我國高校培養(yǎng)的EDA人才具有很強(qiáng)的國際交流能力。對電子設(shè)計(jì)自動化專業(yè)課程進(jìn)行雙語教學(xué)，努力構(gòu)建師生之間全方位互動對話式的教學(xué)模式，必將有助于實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)。本文討論“電子設(shè)計(jì)自動化”課程雙語教學(xué)過程中的對話式教學(xué)的意義、困難及改善措施，在合理選用外文原版教材、實(shí)施多媒體教學(xué)、開放教學(xué)方式等方面提出了一些思考。

關(guān)鍵詞：電子設(shè)計(jì)自動化；雙語課程；對話式教學(xué)

一、引言

電子設(shè)計(jì)自動化，英文縮寫EDA（Electronic Design Automation），是電子設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)的一門新技術(shù)，在電子電路的設(shè)計(jì)和仿真、可編程器件的編程、集成電路的版圖設(shè)計(jì)和印刷電路板（PCB）的設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用。EDA課程是一門重要的電子信息類專業(yè)課程，該課程有很強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性。隨著信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，新的算法和新的器件不斷出現(xiàn)，因此EDA課程在電子信息類專業(yè)課程體系中的重要性越來越突出，但是與電子設(shè)計(jì)自動化有關(guān)的文獻(xiàn)和器件手冊基本上都是用英文撰寫或者是英文的縮寫，軟件平臺大部分都是非漢化的英文軟件。鑒于此，對EDA課程進(jìn)行雙語教學(xué)是非常重要和有實(shí)際意義的，對提高學(xué)生EDA課程學(xué)習(xí)的效果以及專業(yè)外語水平都能起到非常重要的作用。通過課程學(xué)習(xí)可以讓學(xué)生掌握電子線路CAD的基本方法和基本技能，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實(shí)踐操作能力，為今后從事與本專業(yè)相關(guān)的技術(shù)工作打下良好的技能基礎(chǔ)。

二、EDA課程的特點(diǎn)

當(dāng)前，計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)（CAD）已廣泛應(yīng)用于各個相關(guān)領(lǐng)域，成為當(dāng)前電子線路設(shè)計(jì)的主要技術(shù)工具。EDA是CAD技術(shù)應(yīng)用于電子信息工程領(lǐng)域中一門新技術(shù)，它的廣泛應(yīng)用極大地推動了電子工業(yè)和集成電路行業(yè)的發(fā)展，已成為電子工業(yè)中尤其是IC行業(yè)中必不可少的一項(xiàng)技術(shù)。EDA技術(shù)提供了一種集計(jì)算機(jī)和電子技術(shù)為一體的有關(guān)電子線路的分析、設(shè)計(jì)和測試方法，它以大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷≒LD）為設(shè)計(jì)載體，以硬件描述語言（HDL）為系統(tǒng)邏輯描述的主要表達(dá)方式，以EDA實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計(jì)工具，通過相關(guān)的應(yīng)用軟件自動地完成電子線路設(shè)計(jì)，最終形成IC或ASIC（專用集成電路）。常用的EDA工具主要有：multiSIM7（原EWB的最新版本）、OrCAD、PCAD、PSPICE、Protel、LSIIogic、Viewlogic、Mentor、Synopsys、MicroSim、Graphics、Cadence，等等。電子設(shè)計(jì)自動化課程主要介紹了學(xué)習(xí)EDA所需的背景和基礎(chǔ)知識，課程以友好和輕松的方式介紹了EDA行業(yè)和相關(guān)技術(shù)，介紹了EDA要解決的設(shè)計(jì)問題（相關(guān)行業(yè)需求）以及解決問題所需要的工具，還包括EDA應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)者以及為何EDA能成為電子產(chǎn)品和芯片設(shè)計(jì)關(guān)鍵的原因。

三、EDA雙語對話式教學(xué)

1.教材的選用

教材是教師授課的主要資源，是教師和學(xué)生進(jìn)行教與學(xué)的活動所依據(jù)的材料。國內(nèi)的教材修訂和更新往往周期較長，所以要開展多媒體雙語教學(xué)，尤其是電子信息類的專業(yè)課程雙語教學(xué)，教材的選擇非常重要。本文認(rèn)為，必須依托外語原版教科書，沒有原版教材，尤其是電子信息類專業(yè)原版教材，教師和學(xué)生都無法了解大量的專業(yè)詞匯和縮寫的來源及原因，也就無法進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的雙語教學(xué)。為了選擇一本合適的教材， 筆者將國外最新的幾本權(quán)威英文原版教材與國內(nèi)的相關(guān)教材進(jìn)行了分析和比較，在此基礎(chǔ)上選出適用于對話式教學(xué)的電子設(shè)計(jì)自動化雙語教材——《電子設(shè)計(jì)自動化基礎(chǔ)（英文版）》。該書是由機(jī)械工業(yè)出版社出版，教材的作者是美國的Mark D.Birnbaum，他分別在普林斯頓大學(xué)和東北大學(xué)獲得BSEE和MSEE學(xué)位。作為EDA的使用者、管理者、開發(fā)者和工具制造者，他對這個主題具有獨(dú)特的權(quán)威性。目前Birnbaum帶領(lǐng)兩個標(biāo)準(zhǔn)小組，并教授微電子學(xué)和EDA課程。因此，該教材已經(jīng)被公認(rèn)為EDA教學(xué)領(lǐng)域的權(quán)威雙語教材。

該教材介紹了學(xué)習(xí)EDA所需的背景和基礎(chǔ)知識，詳細(xì)介紹了IC行業(yè)的發(fā)展及現(xiàn)狀。該教材以友好和輕松的方式介紹了EDA行業(yè)及其相關(guān)技術(shù)，即使對于非專業(yè)讀者，其內(nèi)容也非常清晰易懂。因此本教材既可面向EDA、IC或相關(guān)產(chǎn)業(yè)中負(fù)責(zé)市場、銷售、管理和財(cái)務(wù)等的非技術(shù)人員，同時也可以作為與IC設(shè)計(jì)相關(guān)課程的補(bǔ)充教材。另外，該教材提供了豐富的附錄供讀者參考，包括電子、IC、計(jì)算等方面的參考資料、相關(guān)資源和縮略語術(shù)語表。該教材的主要特點(diǎn)是：

（1）闡述EDA是如何產(chǎn)生并伴隨IC產(chǎn)業(yè)及相關(guān)技術(shù)發(fā)展的。

（2）從EDA軟件的用戶和軟件開發(fā)者的角度進(jìn)行探討，包括EDA軟件行業(yè)商業(yè)模型、投資回報(bào)和評價(jià)工具。

（3）介紹了EDA各級工具：電子系統(tǒng)級工具（定義IC作用）、前端功能性芯片級工具（設(shè)計(jì)IC行為）、后端設(shè)計(jì)工具（實(shí)現(xiàn)IC物理布局）。

（4）討論了EDA軟件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢和面臨的相關(guān)問題，包括面臨的深亞微米挑戰(zhàn)、片上系統(tǒng)的發(fā)展和知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)。

（5）最后介紹了EDA的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織和出版物。

2.對話式教學(xué)方法和途徑

所謂對話，是指一種民主平等的、坦率真誠的、主客體之間的言語交流活動，對話的各方相對獨(dú)立，各自保持彼此的自尊。而“對話式”不僅僅是指言語上的對話，它還包括教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間思維的碰撞、肢體語言的交流和眼神的交流，它是多種意義上的對話，也指有效的對話等。換言之，對話式教學(xué)是一種民主、平等、坦率、真誠的信息交流，是教育者為深刻把握文本的言語、情感、內(nèi)蘊(yùn)而組織的師生之間、生生之間、師生與文本之間的一種多元交流活動，它從一開始就與民主、平等、坦誠、傾聽等相伴而生。

長期以來，我國的工科課堂教學(xué)在本質(zhì)上是“獨(dú)白式”的，也就是認(rèn)可教師在教學(xué)中的主導(dǎo)地位，剝奪了學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的地位與權(quán)利，從而造成了教師無法了解學(xué)生掌握知識的情況，同時也導(dǎo)致了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高。因此，對話式教學(xué)便成為現(xiàn)代教學(xué)改革的主流。

在本文選用的教材中，引入了一個剛剛進(jìn)入EDA行業(yè)工作的大學(xué)生Nora作為貫穿全文的主人公，他急切想了解EDA公司的業(yè)務(wù)情況，在參加一次公司組織的聚會上開始向公司同事以及公司的客戶進(jìn)行對話，逐步了解了以下內(nèi)容：EDA的用戶和工具、EDA產(chǎn)業(yè)、EDA工具和設(shè)計(jì)概念、電子系統(tǒng)級設(shè)計(jì)工具、前端設(shè)計(jì)工具、后端設(shè)計(jì)工具、EDA的發(fā)展趨勢等。

本雙語課程讓學(xué)生扮演Nora，作為一個大學(xué)畢業(yè)生感受在EDA公司的學(xué)習(xí)歷程。教師扮演公司的同事以及客戶，向Nora介紹和講解公司的業(yè)務(wù)狀況。這種雙語教學(xué)過程能夠充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，同時也提高了學(xué)生的專業(yè)外語水平，尤其是專業(yè)口語水平，對于今后學(xué)生進(jìn)入外企工作并成為國際化專業(yè)人才，具有很好的培養(yǎng)效果。

同時，本課程還在課堂上讓學(xué)生組建團(tuán)隊(duì)進(jìn)行情景式教學(xué)。情景式教學(xué)能在教學(xué)過程中引起學(xué)生的直接注意并引起積極的情感體驗(yàn)，直接提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。生動活潑的情境與演示，能引起學(xué)生的情緒高漲，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)的增強(qiáng)與知識的內(nèi)化和強(qiáng)化，將情感等非智力因素轉(zhuǎn)化為智力因素。作者所承擔(dān)的課程中，讓學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中扮演不同角色的人員進(jìn)行英語對話，以加強(qiáng)學(xué)生對教材內(nèi)容的理解，同時也提高了學(xué)生的口語能力，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神，使學(xué)生在團(tuán)結(jié)協(xié)作中實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)。這樣做不僅啟迪了學(xué)生的思維，同時又為學(xué)生提供了交流信息、共同學(xué)習(xí)、展示自我的機(jī)會，使學(xué)生體驗(yàn)到團(tuán)結(jié)協(xié)作、克服困難而獲得成功的快樂，并對他們合作能力的培養(yǎng)、良好習(xí)慣的養(yǎng)成以及綜合素質(zhì)的提高都有較明顯的效果，有助于學(xué)生成為實(shí)用型的人才。

四、結(jié)語

對話式情景雙語教學(xué)是工科專業(yè)課程教學(xué)改革中出現(xiàn)的新事物。尤其是電子信息類的專業(yè)課程非常適合采用對話式情景雙語教學(xué)方式，但是雙語課程教學(xué)體系的建設(shè)、英語知識學(xué)習(xí)和應(yīng)用是一個探索發(fā)展的過程。同時，學(xué)生對雙語課的適應(yīng)也是一個漸進(jìn)和艱難的過程。

筆者經(jīng)過一個學(xué)期的EDA課程的對話式情景雙語教學(xué)，逐漸消除了學(xué)生閱讀英文專業(yè)文獻(xiàn)的畏難情緒，而且也使得學(xué)生對專業(yè)課程的學(xué)習(xí)興趣大增。今后，筆者還將在雙語課程的教材和課件等教學(xué)工作方面不斷探索和總結(jié)，努力提高EDA課程的教學(xué)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]柴雅靜，楊同忠，劉燕.數(shù)字電子技術(shù)多媒體雙語教學(xué)初探[J].理工高教研究，2004（2）.

[2]張朝暉.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的雙語教學(xué)探討[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2005（3）.

[3]孟貴胥，王兢.數(shù)字電子技術(shù)[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2002.

[4]王兢，王洪玉，等.數(shù)字電路與系統(tǒng)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.

[5]Mark Zwolinski.Digital System Design with VHDL[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.

[6]楊保華，李淮江，趙鑫.“數(shù)字電路”開展雙語教學(xué)的實(shí)踐與探索[J].淮北煤炭師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008，29（2）.

[7]王峰.《國際經(jīng)濟(jì)學(xué)》課程雙語教學(xué)互動模式探析[J].廣東外語外貿(mào)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，21（4）.

[8]Mark Birnbaum.電子設(shè)計(jì)自動化基礎(chǔ)（英文版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（61473334，61104062）。

作者簡介：陸振宇（1976- ），男，南京信息工程大學(xué)電子與信息學(xué)院副教授，研究方向：智能系統(tǒng)、隨機(jī)控制。

郭業(yè)才（1962- ），男，南京信息工程大學(xué)電信學(xué)院副院長，教授，研究方向：信號處理。