夏文明
摘 要:EDA技術是電子通信專業(yè)的一門重要課程,如何讓學生快速入門并掌握這門技術是該課程教學的重點和難點,針對傳統(tǒng)教學模式的特點和不足,結合自身的教學實踐,從激發(fā)學生學習主動性,分層教學,以及課程的考核方案等方面對EDA技術的有效教學進行了探討,并提出了相應的實施方案。
關鍵詞:EDA技術 有效教學 教學模式
0.引言
EDA(ElectronicDesignAutomation)技術即電子設計自動化是以計算機為工作平臺,融合了應用電子技術、計算機技術、信息處理及智能化技術的最新成果而形成的一門新技術,是一種能夠設計和仿真電子電路或系統(tǒng)的軟件工具。
《EDA技術基礎》課程是電子、自動化、機電一體化等專業(yè)的一門專業(yè)課,在高校機電類專業(yè)教育中發(fā)揮著不容忽視的作用,EDA技術已經(jīng)成為電子行業(yè)領域開發(fā)和進行科學研究所需要的基本技能。通過對EDA技術課程教學改革,可以提高學生電子設計的綜合能力,培養(yǎng)學生主動獲取知識,靈活運用知識的能力,促進信息技術與學科課程的整合,逐步實現(xiàn)教學內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學生的學習方式、教師的教學方式和師生互動方式的變革。為加快現(xiàn)行教學內(nèi)容和教學方法的改革,筆者結合教學實踐,對《EDA技術基礎》的有效教學做些有益的探討。
1.激發(fā)學生的主動性,提高教學的有效性
我院的《EDA技術基礎》這門課是在大三上學期開的,在此之前已經(jīng)學習過了《C語言》和《PLC》等相似的課程,學生已經(jīng)有了一定的編程基礎,教師可以抓住這一有利條件做文章,讓學生克服恐懼心理,使得學生還沒有開始入門這門課,就對這門課的學習方法,理論框架有了大概的了解,這樣學生就覺得學這門課相對比較簡單,從而增強了學生的主動性。
現(xiàn)在的學生的學習目的功利性很強,不能馬上就用上的知識或課程是很難調(diào)動他們的興趣,因此還可以在平時時不時的灌輸EDA技術的重要性,講述這門課的應用領域有哪些,通過大量的切近生活的實例讓學生進一步了EDA技術,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,學生們聽到這門課程的應用領域和前景后,覺得這門課是非常實用的,從而讓學生產(chǎn)生濃厚的學習興趣和探索專業(yè)知識新領域的欲望。
2.課堂教學實施模式多元化
《EDA技術基礎》是一門操作性非常強的課程,當然它不是簡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和編程方法,目前,這類課程普遍存在著教學效率不高,學生學后感覺不知所云的問題,究其原因主要是教學手段陳舊,和現(xiàn)代編程類專業(yè)課的教學要求不匹配,以至于學生學習積極性不高,難以接受,導致學習效果不理想,教學有效性不強。因此迫切的需要改變傳統(tǒng)的教學模式,有效利用機房的多媒體教學設備和教學試驗箱,在教學過程中根據(jù)教學內(nèi)容和教學目標的需要,靈活運用案例教學、任務驅(qū)動、學訓結合、工學結合等教學手法[2],落實以學生為主體、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問題,結合本課程,筆者主要談兩種教學方法。
(1)改革教學理念,適當穿插“先學后教”教學法
先學后教是江蘇泰興洋思中學獨創(chuàng)的課堂教學模式,是對傳統(tǒng)的“先教后學、課后作業(yè)”教學模式的顛覆性改革,該模式的主要思想是先讓學生自學,讓學生對教授的內(nèi)容有個深入的了解,待會學生聽老師講的時候?qū)λ鶎W的知識就有了深入的認識了,較傳統(tǒng)方法有一定優(yōu)勢,但是這種教學模式是建立在學生自覺,求知欲強的基礎上的,對于學習方法,學習態(tài)度相對欠缺的高職學生不是特別理想,但是鑒于《EDA技術基礎》這門課卻可以適當穿插,因為VHDL語言和C語言有一定相似性,所以在學習第四章VHDL設計初步[3]時可以適當穿插這個方法,比如學習第一節(jié)2選1多路選擇器的VHDL描述,可以讓學生先自學,然后點同學回答這個程序和C語言的異同點,相同點是都需要定義數(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語言中主程序的開始是大括號,而EDA主程序的開始是用BEGIN;IF_THEN_ELSE語句和C語言幾乎是一模一樣的,雖然少了個關鍵詞THEN,但總體思想,算法框架是一樣的,如果采用傳統(tǒng)的方法,學生只是簡單聽老師講,可能不會注意到這些異同點,或者對這些異同點印象不深,采用先學后教的方法后,學生對VHDL語言的特點就有了深刻的認識,就能很快掌握VHDL語言的規(guī)律。
(2)幻燈片教學、數(shù)字電路復習與現(xiàn)場編程相結合
《EDA技術基礎》中很多應用程序比較復雜,這些程序是以數(shù)字電路為背景的,而數(shù)字電路是大二上學期開設的,過了一年大部分學生已經(jīng)淡忘了,如果這些數(shù)字電路的工作過程都不知道,編程就無從談起了,因此在編寫應用程序以前要適當介紹相關的數(shù)字電路的內(nèi)容,然后再來編程,編程前還是按照幻燈片將各條語句講解一遍,這時學生雖然知道了各條語句的含義,但是讓學生自己寫肯定就無所適從了,這時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?,并講解為什么要這樣寫,這樣學生就能清楚的知道該段程序的算法框架和編程思路了,然后讓學生自己編寫,最后編譯,如果編譯通過,學生這個內(nèi)容就肯定掌握了。
(3)對比教學
《EDA技術基礎》和PLC、C語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方面進行對比,增強印象,比如PLC不需要定義端口,而EDA和C語言需要定義端口等等。不僅幾門課程之間可以進行對比,而且就EDA這門課程也可以就一些容易混淆的概念進行對比教學,比如EDA中有個一重要的概念是,并行執(zhí)行和順序執(zhí)行,這是EDA的一個重要特點[3],也是教學中的一個難點,單獨講解學生比較難理解,如果舉個例子對比講解,就容易理解多了。下面舉一個例子進行分析。
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,但是第一個編譯就通不過,第二個程序加了一個進程就可以通過了,這是為什么呢,這是因為進程外的程序是并行的,也就是說Y<=a和Y<=b是同時發(fā)生的,這時問題來了,Y到底是接受a還是b呢,矛盾,因此編譯通不過,而程序2的賦值發(fā)生在進程里,而進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無效,但是賦值是明確的,不存在矛盾,因此編譯可以通過。通過這個例子,學生就能很好的理解并行運行和順序運行的區(qū)別了。
3.實驗采用分層教學模式
《EDA技術基礎》除了40課時的理論課外,還有兩周的實訓,每一屆,特別是高職肯定有相當一部分學生沒有教材上的知識掌握的不是特別牢固,如果大家都做一樣難度的實驗,有部分同學就跟不上了,按照以往的規(guī)律這時候這部分同學不是跟其他同學講話就是看手機,特別是手機網(wǎng)絡盛行的今天,這還是好的,有的同學可能還會儀器弄壞,怎么辦,筆者舉得實驗分層是個很好的模式。筆者在平時將實驗分為兩個大類,一類是用EDA工具完成數(shù)字電路實驗中的部分內(nèi)容,如紅綠燈控制、數(shù)碼譯碼顯示、全加器全減器等,這類實驗學生在數(shù)字電路中都比較熟悉了,現(xiàn)在只是將其用軟件實現(xiàn),難度不大;一類是自動化控制、邏輯分析儀、虛擬儀表等[4],這類實驗技術指標大幅度提高,能體現(xiàn)EDA技術的優(yōu)勢,給實驗興趣濃厚和學有余力的學生提供更多的實驗空間,充分調(diào)動發(fā)揮學生的創(chuàng)造力和聰明才智。
4.結束語
我院2011年在應用電子專業(yè)開設了《EDA技術基礎》課程,筆者擔任了該課程的教學,在教學中利用靈活多變的教學方法,通過理論教學和實踐教學,把專業(yè)技術和操作技能傳授給學生,為提高該課程教學的有效性,本文從四個方面對EDA技術的教學進行了探討,但要進一步提高教學的有效性,還有很多問題需要深入的揣摩,在今后的教學實踐中,還需要繼續(xù)鉆研課程理論,探索符合該課程的教學規(guī)律,從而全面提高教學的有效性。
參考文獻:
[1]王淑芳.大學有效教學研究[J].高等工程教育研究,2006(4):14-16.
[2]丁玲.EDA應用課程教學改革分析[J].遼寧工業(yè)大學學報,2012,14(1):128-130.
[3]潘松,黃繼業(yè).EDA技術實用教程(第三版)[M].北京:科學出版社,2006.
[4]韓進.VHDL在數(shù)字集成電路設計中的應用[J].山東科技大學學報,2003(4):74-77.