發(fā)布時間：2022-07-24 02:39:49
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇電子設(shè)計自動化教學(xué)研究，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
所謂EDA技術(shù)，是指以計算機和EDA軟件為設(shè)計工具、以硬件描述語言為系統(tǒng)邏輯描述手段，以可編程邏輯器件設(shè)計載體、以電子系統(tǒng)設(shè)計和專用集成電路設(shè)計為目標(biāo)的電子產(chǎn)品自動化設(shè)計過程。EDA是電子設(shè)計自動化（ElectronicDesignAutomation）的縮寫。隨著電子設(shè)計自動化技術(shù)的發(fā)展，其在眾多領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用，社會對此類技術(shù)人才的需要也不斷增加，傳統(tǒng)教學(xué)模式已不利于培養(yǎng)出適應(yīng)市場需要的、具有較強動手能力的應(yīng)用型人才，教學(xué)改革勢在必行。提高EDA技術(shù)課程的教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)水平，形成有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的先進(jìn)教學(xué)理念和教學(xué)模式，培養(yǎng)出一大批符合時代要求和具有較強動手能力的學(xué)生。
一、教學(xué)中存在的問題
我國長期以來形成的教育模式較為封閉、單調(diào)，滿堂灌的傳統(tǒng)教學(xué)模式在教學(xué)中仍占據(jù)主體地位。在EDA技術(shù)這類實踐性、應(yīng)用性很強的專業(yè)課程的講授中，如何提高學(xué)生實踐能力是需要教師不斷探究的問題。目前，課程教學(xué)歸納起來主要存在以下幾個方面問題：教學(xué)方式上，除了大量采取了多媒體教學(xué)形式外，教學(xué)方式仍是單向灌輸，學(xué)生在大多數(shù)情況下為被動接受，學(xué)習(xí)興趣和積極性不高；教學(xué)過程中，以教師為中心，教學(xué)目標(biāo)主要是知識的傳播，但對知識運用涉及較少，且大多數(shù)由教師直接介紹給學(xué)生，側(cè)重于講解概念和機械式的演練，而要求學(xué)生獨立思考并進(jìn)行問題解決的不多，同時，由于課時有限而內(nèi)容較多，以至于在課堂上沒有學(xué)生發(fā)揮的時間；實驗，多為驗證性實驗，缺少設(shè)計性和綜合性實驗，學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力不強；考核方式，仍采取傳統(tǒng)考試的方式，重點考察對知識的記憶程度，缺乏對學(xué)生思維方法、分析和解決問題的訓(xùn)練。
二、改革措施
在EDA技術(shù)課程教學(xué)過程中，我們一直在研究如何提高教學(xué)效果，逐步完善教學(xué)大綱，不斷整合教學(xué)內(nèi)容，同時在教學(xué)方式、考核方式等方面也做了一定改革。“學(xué)中做，做中學(xué)”開啟教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣 本課程主要講授：EDA技術(shù)的基本知識；可編程邏輯器件的結(jié)構(gòu)原理；VHDL語言；EDA開發(fā)系統(tǒng)的使用。如果在課程講授初期按部就班從單純介紹基本知識入手，學(xué)生對可編程器件和EDA技術(shù)設(shè)計流程沒有感性的認(rèn)識，這樣聽課會感到比較枯燥，沒有學(xué)習(xí)興趣，接受起來也比較困難。EDA技術(shù)實踐性很強，側(cè)重于應(yīng)用，不需深入了解可編程邏輯器件的結(jié)構(gòu)，就可完成一些數(shù)字電路的設(shè)計。
為了更好更高效地利用有限的學(xué)時，從EDA技術(shù)開發(fā)工具和實驗系統(tǒng)介紹入手，幫助學(xué)生在感性上對EDA技術(shù)產(chǎn)生一定的認(rèn)識，第一次課可以在實驗室以繪制原理圖的方式設(shè)計一個簡單的電路，教師演示整個設(shè)計的過程，然后讓學(xué)生學(xué)著再做一遍，這樣學(xué)生很快對EDA技術(shù)設(shè)計流程有了很清晰的認(rèn)識，調(diào)動了學(xué)習(xí)積極性，以后再接受其他知識時會有整體性的概念，也不再有盲目性。
“學(xué)為主，教為輔”的教學(xué)探索 實施素質(zhì)教育，培養(yǎng)創(chuàng)新人才，提高學(xué)生的動手實踐能力，應(yīng)以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，教師給予一定的引導(dǎo)。在VHDL語言的學(xué)習(xí)中，教師無需逐字逐句介紹語法規(guī)范語法要素及語句，在每次課結(jié)束后布置下次課學(xué)生應(yīng)具備的電子電路知識，學(xué)生在課下可以利用一些時間進(jìn)行相關(guān)知識資料的查詢和學(xué)習(xí)，增強主觀能動性。課堂上，教師對語句和相關(guān)語法簡單介紹后，學(xué)生就可以用這些語句自行設(shè)計預(yù)習(xí)的邏輯電路，遇到問題大家共同探討解決，培養(yǎng)學(xué)生獲取知識的能力。以不同的項目為載體學(xué)習(xí)VHDL語言，讓學(xué)生快速掌握EDA技術(shù)的基本內(nèi)容，讓學(xué)生在完成具體項目的過程中來構(gòu)建相關(guān)理論知識。實踐環(huán)節(jié)教學(xué)改革探索 精心設(shè)計實驗內(nèi)容，包括驗證性、設(shè)計性和綜合性實驗。驗證性實驗主要是鞏固所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識，熟練掌握軟件開發(fā)工具的操作，綜合性實驗是課程的重點實驗，學(xué)生是實驗的首要開發(fā)者，可以培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計能力，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，可以多設(shè)計一些綜合性實驗內(nèi)容供學(xué)生選擇。設(shè)計性實驗不做具體要求，以自主學(xué)習(xí)為主，為對此知識領(lǐng)域感興趣的同學(xué)作為課外的學(xué)習(xí)補充。另外，鼓勵學(xué)生參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練、電子設(shè)計大賽等各種實訓(xùn)活動，做好后續(xù)的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計工作。學(xué)生的設(shè)計成果如圖一、圖二所示：完善考核方式 采用“平時＋實驗＋期末考試”相結(jié)合的考核方式，分值劃分比例是：平時考勤10%、實驗40%、期末考試50%，避免考試前突擊背誦授課內(nèi)容，更多重視平時學(xué)習(xí)過程的考核，注重動手實踐能力的考核，充分調(diào)動學(xué)生的上課積極性。實驗考核中包括預(yù)習(xí)情況、操作過程、實驗結(jié)果和實驗報告，嚴(yán)格考核每一環(huán)節(jié)。
三、結(jié)論
EDA技術(shù)課程在高校電子類專業(yè)教育中發(fā)揮著不容忽視的作用。本文從分析EDA課程教學(xué)中存在的問題出發(fā)，探討了如何從教學(xué)方法、考核評價方式和教學(xué)模式等方面進(jìn)行改革，提高了學(xué)生開發(fā)數(shù)字系統(tǒng)的能力，培養(yǎng)了學(xué)生主動獲取知識、靈活運用知識的能力，為將來從事電子通信工程、測控技術(shù)等領(lǐng)域的工程應(yīng)用打下堅實基礎(chǔ)。
作者：婁瑩 門英輝 單位：遼寧科技大學(xué)電子與信息工程學(xué)院
電子設(shè)計自動化（EDA：ElectronicDesignautomation）是將計算機技術(shù)應(yīng)用于電子設(shè)計過程中而形成的一門新技術(shù)，[1]它已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電子電路的設(shè)計和仿真、集成電路的版圖設(shè)計、印刷電路板（PCB）的設(shè)計和可編程器件的編程等各項工作中。隨著半導(dǎo)體技術(shù)及電子信息工業(yè)的不斷發(fā)展，電子設(shè)計自動化技術(shù)在信息行業(yè)中的應(yīng)用范圍越來越廣泛，應(yīng)用領(lǐng)域也涉及產(chǎn)業(yè)鏈中的幾乎任何一個環(huán)節(jié)。一方面是社會上對電子設(shè)計自動化人才的急需，另一方面是我國高校中電子設(shè)計自動化人才培養(yǎng)的落后，兩者之間的矛盾也促使眾多的高校開始在電子信息、微電子技術(shù)等專業(yè)中開設(shè)“電子設(shè)計自動化”課程。如今，該課程已成為眾多信息類學(xué)科的專業(yè)必修課，這為我國電子設(shè)計自動化人才的培養(yǎng)和充實做出了巨大的貢獻(xiàn)。“電子設(shè)計自動化”課程教學(xué)效果直接影響著人才培養(yǎng)的質(zhì)量，因此，優(yōu)秀的教學(xué)方法和教學(xué)質(zhì)量是教學(xué)過程中必須重視的。筆者根據(jù)近幾年的教學(xué)經(jīng)歷，總結(jié)經(jīng)驗，開拓創(chuàng)新，形成了一套特有的教學(xué)方法，旨在培養(yǎng)出基礎(chǔ)牢、思路清、知識廣、能力強的電子設(shè)計自動化人才。
一、“電子設(shè)計自動化”課程教學(xué)的特點
電子設(shè)計自動化是一個較為寬泛的概念，它涵蓋了電路設(shè)計、電路測試與驗證、版圖設(shè)計、PCB板開發(fā)等各個不同的應(yīng)用范圍。而當(dāng)前“電子設(shè)計自動化”課程設(shè)置多數(shù)側(cè)重電路設(shè)計部分，即采用硬件描述語言設(shè)計數(shù)字電路。因此，該課程的教學(xué)具非常突出的特點。
1.既要有廣度，又要有深度
有廣度即在教學(xué)過程中需要把電子設(shè)計自動化所包含的各個不同的應(yīng)用環(huán)節(jié)都要讓學(xué)生了解，從而使學(xué)生從整個產(chǎn)業(yè)鏈的角度出發(fā)，把握電子設(shè)計自動化的真正含義，以便于他們建立起一個全局概念。有深度即在教學(xué)過程中緊抓電路設(shè)計這個重點，著重講解如何使用硬件描述語言設(shè)計硬件電路，使學(xué)生具備電路設(shè)計的具體技能，并能夠應(yīng)用于實踐和工作當(dāng)中。
2.突出硬件電路設(shè)計的概念
在眾多高校開設(shè)的“電子設(shè)計自動化”課程中，多數(shù)是以硬件描述語言VHDL作為學(xué)習(xí)重點的。而VHDL語言是一門比較特殊的語言，與C語言、匯編語言等存在很大的不同。因此，在教學(xué)過程中首先要讓學(xué)生明白這門語言與前期所學(xué)的其他語言的區(qū)別，并通過實例，如CPU的設(shè)計及制造過程，讓學(xué)生明白VHDL等硬件描述語言的真正用途，并將硬件電路設(shè)計的概念貫穿整個教學(xué)過程。
3.理論與實踐并重
“電子設(shè)計自動化”是一門理論性與實踐性都很強的課程，必須兩者并重，才能收到良好的教學(xué)效果。在理論學(xué)習(xí)中要突顯語法要點和電路設(shè)計思想，[2]并通過實踐將這些語法與設(shè)計思想得以加強和鞏固，同時在實踐中鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力。
二、“電子設(shè)計自動化”課程教學(xué)方法總結(jié)
良好的教學(xué)方法能起到事半功倍的效果。因此，針對“電子設(shè)計自動化”課程的教學(xué)特點，筆者根據(jù)近幾年的教學(xué)經(jīng)驗總結(jié)了一些行之有效的教學(xué)方法。
1.以生動的形式帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入電子設(shè)計自動化的世界
電子設(shè)計自動化對學(xué)生來說是一個全新的概念。如何讓他們能夠快速地進(jìn)入到這個世界中，并了解這個世界的大概，從而對這個領(lǐng)域產(chǎn)生興趣，是每個老師在這門課授課之前必須要做的一件事情。教師可以采用一些現(xiàn)代化的多媒體授課技術(shù)，讓學(xué)生更直觀地了解電子設(shè)計自動化。由于電子設(shè)計自動化是一個很抽象的概念，因此，可以通過播放視頻、圖片等一些比較直觀的內(nèi)容來讓學(xué)生了解這個領(lǐng)域。從學(xué)生最熟悉的電腦CPU引入，通過一段“CPU從設(shè)計到制造過程”的視頻，讓學(xué)生了解集成電路設(shè)計與制造的流程與方法，并引出集成電路這個概念。通過早期的集成電路與現(xiàn)在的集成電路的圖片對比，引出EDA的概念，并詳細(xì)講解EDA對于集成電路行業(yè)的發(fā)展所作的巨大貢獻(xiàn)。在教學(xué)過程中，通過向?qū)W生介紹一些使用EDA技術(shù)實現(xiàn)的當(dāng)前比較主流的產(chǎn)品及其應(yīng)用，提高學(xué)生對EDA的具體認(rèn)識。這些方法不僅使學(xué)生對EDA相關(guān)的產(chǎn)業(yè)有了相應(yīng)的了解，更激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能夠踴躍地投入到“電子設(shè)計自動化”的學(xué)習(xí)中。
2.以實例展開理論教學(xué)
“電子設(shè)計自動化”的學(xué)習(xí)內(nèi)容包含三大部分：[3]硬件描述語言（以VHDL語言為學(xué)習(xí)對象）、開發(fā)軟件（以QUARTUSII為學(xué)習(xí)對象）和實驗用開發(fā)板（以FPGA開發(fā)板為學(xué)習(xí)對象）。硬件描述語言的學(xué)習(xí)屬于理論學(xué)習(xí)部分，是重中之重。對于一門編程語言的學(xué)習(xí)來說，語法和編程思想是學(xué)習(xí)要點。在傳統(tǒng)的編程語言學(xué)習(xí)的過程中，通常都是將語法作為主線，結(jié)合語法實例逐漸形成編程思想。這種學(xué)習(xí)方法會使學(xué)生陷入到學(xué)編程語言就是學(xué)習(xí)語法的誤區(qū)中，不僅不能學(xué)到精髓，還會因為枯燥乏味而產(chǎn)生厭倦感。如何能使學(xué)生既能掌握電路設(shè)計的方法，又輕松掌握語法規(guī)則是一個教學(xué)難題。筆者改變傳統(tǒng)觀念，將編程思想的學(xué)習(xí)作為教學(xué)主線，在理論學(xué)習(xí)過程中，以具體電路實例為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生從分析電路的功能入手，熟悉將電路功能轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的程序語句的過程，并掌握如何將這些語句按照規(guī)則組織成一個完整無誤的程序。在此過程中，不斷引入新的語法規(guī)則。由于整個過程中學(xué)生的思考重點都放在電路功能的實現(xiàn)上，而語法的學(xué)習(xí)就顯得不那么突兀，也不會產(chǎn)生厭倦感。由于語法時刻都需要用到且容易忘記，因此在后期的實例講解過程中需要不斷地鞏固之前所學(xué)過的語法現(xiàn)象，以避免學(xué)生遺忘，以此讓學(xué)生明白，學(xué)習(xí)編程語言的真正目的是為了應(yīng)用于電路設(shè)計。通過一些實踐，學(xué)生體會到語言學(xué)習(xí)的成就感，進(jìn)一步提高了學(xué)習(xí)興趣，此方法收到了良好的教學(xué)效果。
3.將硬件電路設(shè)計的概念貫穿始終
硬件描述語言與軟件語言有本質(zhì)區(qū)別。很多學(xué)生由于不了解硬件描述語言的特點，在學(xué)習(xí)過程中很容易將之前所學(xué)的C語言等軟件編程語言的思維慣性的應(yīng)用于VHDL語言的學(xué)習(xí)過程中，這對于掌握硬件電路設(shè)計的實質(zhì)有非常大的阻礙。因此，在教學(xué)過程中，從最初引入到最后設(shè)計電路，都要始終將硬件電路設(shè)計的概念和思維方式貫穿其中。在講述應(yīng)用實例時，需要向?qū)W生分析該例中的語句和硬件電路的關(guān)系，并強調(diào)這些語句與軟件語言的區(qū)別。以if語句為例，在VHDL語言中，if語句的不同應(yīng)用可以產(chǎn)生不同的電路結(jié)構(gòu)。完整的if語句產(chǎn)生純組合電路，不完整的if語句將產(chǎn)生時序電路，如果應(yīng)用不當(dāng)，會在電路中引入不必要的存儲單元，增加電路模塊，耗費資源。[4]而對于軟件語言，并沒有完整if語句與不完整if語句之分。為了讓學(xué)生更深刻地理解不同的if語句對應(yīng)的硬件電路結(jié)構(gòu)特性，可以通過一個小實例綜合之后的電路結(jié)構(gòu)圖來說明。
（1）（2）兩個程序唯一的不同點在于：程序（1）中使用的是elsif語句，是一個不完整的if語句描述，而程序（2）使用的是else語句，是一個完整的if語句描述。這一條語句的區(qū)別卻決定了兩個程序的電路結(jié)構(gòu)有很大的不同。（1）綜合的結(jié)果是一個時序電路，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如圖1所示。而（2）綜合的結(jié)果是一個純組合電路，電路結(jié)構(gòu)非常簡單，如圖2所示。通過綜合后的電路圖比較，學(xué)生更深刻理解這兩類語句的區(qū)別。強化硬件電路設(shè)計的思想，可以促使學(xué)生逐漸形成一種規(guī)范、高效、資源節(jié)約的設(shè)計風(fēng)格，培養(yǎng)一個優(yōu)秀的硬件電路設(shè)計工程師。
4.通過實踐拓展強化學(xué)生動手能力
“電子設(shè)計自動化”是一門實用性很強的課程，學(xué)生在學(xué)完該課程后必須具備一定的硬件電路設(shè)計和調(diào)試的能力，因此在教學(xué)中需要不斷地用實踐訓(xùn)練來強化學(xué)生在課堂所學(xué)習(xí)的理論知識，并使他們達(dá)到能夠獨立設(shè)計較復(fù)雜硬件電路的能力。筆者在教學(xué)過程中鼓勵學(xué)生將課程實踐和畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容相結(jié)合的方法，讓學(xué)生強化實踐能力，收到了良好的效果。學(xué)習(xí)“電子設(shè)計自動化”課程的學(xué)生基本上都是即將進(jìn)入大四，此時他們的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)開始進(jìn)入選題，開始了初步設(shè)計的過程。筆者先在實驗課堂向?qū)W生布置一些常用硬件電路設(shè)計的題目，比如交通燈、自動售貨機、電梯控制器等，讓學(xué)生體會電子設(shè)計自動化課程的實用性，激發(fā)他們的思考和學(xué)習(xí)興趣。在此基礎(chǔ)上分組組建實踐小團(tuán)隊，讓每組學(xué)生共同完成一個較復(fù)雜的電路系統(tǒng)，比如遙控小車、溫度測控系統(tǒng)等，鼓勵他們將所做的內(nèi)容與畢業(yè)設(shè)計對接。其中大部分同學(xué)通過這些訓(xùn)練都可以掌握硬件電路設(shè)計的基本方法和流程，有一部分同學(xué)還能設(shè)計出比較出色的作品。此過程不僅讓學(xué)生體會到了學(xué)習(xí)知識的快樂，也培養(yǎng)了他們的團(tuán)隊協(xié)作精神，為他們以后的繼續(xù)深造和工作做了鋪墊。
三、結(jié)束語
掌握“電子設(shè)計自動化”課程的特點，有針對性地改善教學(xué)方法，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，強化理論和實踐教學(xué)相結(jié)合，一方面使學(xué)生把握課程的全局性，了解和熟悉電子設(shè)計自動化行業(yè)的狀況和最新動態(tài)；另一方面培養(yǎng)學(xué)生具有扎實的理論基礎(chǔ)和良好的動手能力，培養(yǎng)出厚基礎(chǔ)、重實踐、有創(chuàng)新的高素質(zhì)人才，具有重要的社會意義。
電子設(shè)計自動化（EDA：ElectronicDesignautomation）是將計算機技術(shù)應(yīng)用于電子設(shè)計過程中而形成的一門新技術(shù)，[1]它已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電子電路的設(shè)計和仿真、集成電路的版圖設(shè)計、印刷電路板（PCB）的設(shè)計和可編程器件的編程等各項工作中。隨著半導(dǎo)體技術(shù)及電子信息工業(yè)的不斷發(fā)展，電子設(shè)計自動化技術(shù)在信息行業(yè)中的應(yīng)用范圍越來越廣泛，應(yīng)用領(lǐng)域也涉及產(chǎn)業(yè)鏈中的幾乎任何一個環(huán)節(jié)。一方面是社會上對電子設(shè)計自動化人才的急需，另一方面是我國高校中電子設(shè)計自動化人才培養(yǎng)的落后，兩者之間的矛盾也促使眾多的高校開始在電子信息、微電子技術(shù)等專業(yè)中開設(shè)“電子設(shè)計自動化”課程。如今，該課程已成為眾多信息類學(xué)科的專業(yè)必修課，這為我國電子設(shè)計自動化人才的培養(yǎng)和充實做出了巨大的貢獻(xiàn)。
“電子設(shè)計自動化”課程教學(xué)效果直接影響著人才培養(yǎng)的質(zhì)量，因此，優(yōu)秀的教學(xué)方法和教學(xué)質(zhì)量是教學(xué)過程中必須重視的。筆者根據(jù)近幾年的教學(xué)經(jīng)歷，總結(jié)經(jīng)驗，開拓創(chuàng)新，形成了一套特有的教學(xué)方法，旨在培養(yǎng)出基礎(chǔ)牢、思路清、知識廣、能力強的電子設(shè)計自動化人才。
一、“電子設(shè)計自動化”課程教學(xué)的特點
電子設(shè)計自動化是一個較為寬泛的概念，它涵蓋了電路設(shè)計、電路測試與驗證、版圖設(shè)計、PCB板開發(fā)等各個不同的應(yīng)用范圍。而當(dāng)前“電子設(shè)計自動化”課程設(shè)置多數(shù)側(cè)重電路設(shè)計部分，即采用硬件描述語言設(shè)計數(shù)字電路。因此，該課程的教學(xué)具非常突出的特點。
1.既要有廣度，又要有深度
有廣度即在教學(xué)過程中需要把電子設(shè)計自動化所包含的各個不同的應(yīng)用環(huán)節(jié)都要讓學(xué)生了解，從而使學(xué)生從整個產(chǎn)業(yè)鏈的角度出發(fā)，把握電子設(shè)計自動化的真正含義，以便于他們建立起一個全局概念。有深度即在教學(xué)過程中緊抓電路設(shè)計這個重點，著重講解如何使用硬件描述語言設(shè)計硬件電路，使學(xué)生具備電路設(shè)計的具體技能，并能夠應(yīng)用于實踐和工作當(dāng)中。
2.突出硬件電路設(shè)計的概念
在眾多高校開設(shè)的“電子設(shè)計自動化”課程中，多數(shù)是以硬件描述語言VHDL作為學(xué)習(xí)重點的。而VHDL語言是一門比較特殊的語言，與C語言、匯編語言等存在很大的不同。因此，在教學(xué)過程中首先要讓學(xué)生明白這門語言與前期所學(xué)的其他語言的區(qū)別，并通過實例，如CPU的設(shè)計及制造過程，讓學(xué)生明白VHDL等硬件描述語言的真正用途，并將硬件電路設(shè)計的概念貫穿整個教學(xué)過程。
3.理論與實踐并重
“電子設(shè)計自動化”是一門理論性與實踐性都很強的課程，必須兩者并重，才能收到良好的教學(xué)效果。在理論學(xué)習(xí)中要突顯語法要點和電路設(shè)計思想，[2]并通過實踐將這些語法與設(shè)計思想得以加強和鞏固，同時在實踐中鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力。
二、“電子設(shè)計自動化”課程教學(xué)方法總結(jié)
良好的教學(xué)方法能起到事半功倍的效果。因此，針對“電子設(shè)計自動化”課程的教學(xué)特點，筆者根據(jù)近幾年的教學(xué)經(jīng)驗總結(jié)了一些行之有效的教學(xué)方法。
1.以生動的形式帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入電子設(shè)計自動化的世界
電子設(shè)計自動化對學(xué)生來說是一個全新的概念。如何讓他們能夠快速地進(jìn)入到這個世界中，并了解這個世界的大概，從而對這個領(lǐng)域產(chǎn)生興趣，是每個老師在這門課授課之前必須要做的一件事情。教師可以采用一些現(xiàn)代化的多媒體授課技術(shù)，讓學(xué)生更直觀地了解電子設(shè)計自動化。由于電子設(shè)計自動化是一個很抽象的概念，因此，可以通過播放視頻、圖片等一些比較直觀的內(nèi)容來讓學(xué)生了解這個領(lǐng)域。從學(xué)生最熟悉的電腦CPU引入，通過一段“CPU從設(shè)計到制造過程”的視頻，讓學(xué)生了解集成電路設(shè)計與制造的流程與方法，并引出集成電路這個概念。通過早期的集成電路與現(xiàn)在的集成電路的圖片對比，引出EDA的概念，并詳細(xì)講解EDA對于集成電路行業(yè)的發(fā)展所作的巨大貢獻(xiàn)。在教學(xué)過程中，通過向?qū)W生介紹一些使用EDA技術(shù)實現(xiàn)的當(dāng)前比較主流的產(chǎn)品及其應(yīng)用，提高學(xué)生對EDA的具體認(rèn)識。這些方法不僅使學(xué)生對EDA相關(guān)的產(chǎn)業(yè)有了相應(yīng)的了解，更激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能夠踴躍地投入到“電子設(shè)計自動化”的學(xué)習(xí)中。
2.以實例展開理論教學(xué)
“電子設(shè)計自動化”的學(xué)習(xí)內(nèi)容包含三大部分：[3]硬件描述語言（以VHDL語言為學(xué)習(xí)對象）、開發(fā)軟件（以QUARTUSII為學(xué)習(xí)對象）和實驗用開發(fā)板（以FPGA開發(fā)板為學(xué)習(xí)對象）。硬件描述語言的學(xué)習(xí)屬于理論學(xué)習(xí)部分，是重中之重。對于一門編程語言的學(xué)習(xí)來說，語法和編程思想是學(xué)習(xí)要點。在傳統(tǒng)的編程語言學(xué)習(xí)的過程中，通常都是將語法作為主線，結(jié)合語法實例逐漸形成編程思想。這種學(xué)習(xí)方法會使學(xué)生陷入到學(xué)編程語言就是學(xué)習(xí)語法的誤區(qū)中，不僅不能學(xué)到精髓，還會因為枯燥乏味而產(chǎn)生厭倦感。如何能使學(xué)生既能掌握電路設(shè)計的方法，又輕松掌握語法規(guī)則是一個教學(xué)難題。筆者改變傳統(tǒng)觀念，將編程思想的學(xué)習(xí)作為教學(xué)主線，在理論學(xué)習(xí)過程中，以具體電路實例為基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生從分析電路的功能入手，熟悉將電路功能轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的程序語句的過程，并掌握如何將這些語句按照規(guī)則組織成一個完整無誤的程序。在此過程中，不斷引入新的語法規(guī)則。由于整個過程中學(xué)生的思考重點都放在電路功能的實現(xiàn)上，而語法的學(xué)習(xí)就顯得不那么突兀，也不會產(chǎn)生厭倦感。由于語法時刻都需要用到且容易忘記，因此在后期的實例講解過程中需要不斷地鞏固之前所學(xué)過的語法現(xiàn)象，以避免學(xué)生遺忘，以此讓學(xué)生明白，學(xué)習(xí)編程語言的真正目的是為了應(yīng)用于電路設(shè)計。通過一些實踐，學(xué)生體會到語言學(xué)習(xí)的成就感，進(jìn)一步提高了學(xué)習(xí)興趣，此方法收到了良好的教學(xué)效果。
3.將硬件電路設(shè)計的概念貫穿始終
硬件描述語言與軟件語言有本質(zhì)區(qū)別。很多學(xué)生由于不了解硬件描述語言的特點，在學(xué)習(xí)過程中很容易將之前所學(xué)的C語言等軟件編程語言的思維慣性的應(yīng)用于VHDL語言的學(xué)習(xí)過程中，這對于掌握硬件電路設(shè)計的實質(zhì)有非常大的阻礙。因此，在教學(xué)過程中，從最初引入到最后設(shè)計電路，都要始終將硬件電路設(shè)計的概念和思維方式貫穿其中。在講述應(yīng)用實例時，需要向?qū)W生分析該例中的語句和硬件電路的關(guān)系，并強調(diào)這些語句與軟件語言的區(qū)別。以if語句為例，在VHDL語言中，if語句的不同應(yīng)用可以產(chǎn)生不同的電路結(jié)構(gòu)。完整的if語句產(chǎn)生純組合電路，不完整的if語句將產(chǎn)生時序電路，如果應(yīng)用不當(dāng)，會在電路中引入不必要的存儲單元，增加電路模塊，耗費資源。[4]而對于軟件語言，并沒有完整if語句與不完整if語句之分。為了讓學(xué)生更深刻地理解不同的if語句對應(yīng)的硬件電路結(jié)構(gòu)特性，可以通過一個小實例綜合之后的電路結(jié)構(gòu)圖來說明。這一條語句的區(qū)別卻決定了兩個程序的電路結(jié)構(gòu)有很大的不同。（1）綜合的結(jié)果是一個時序電路，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如圖1所示。而（2）綜合的結(jié)果是一個純組合電路，電路結(jié)構(gòu)非常簡單，如圖2所示。通過綜合后的電路圖比較，學(xué)生更深刻理解這兩類語句的區(qū)別。強化硬件電路設(shè)計的思想，可以促使學(xué)生逐漸形成一種規(guī)范、高效、資源節(jié)約的設(shè)計風(fēng)格，培養(yǎng)一個優(yōu)秀的硬件電路設(shè)計工程師。
4.通過實踐拓展強化學(xué)生動手能力
“電子設(shè)計自動化”是一門實用性很強的課程，學(xué)生在學(xué)完該課程后必須具備一定的硬件電路設(shè)計和調(diào)試的能力，因此在教學(xué)中需要不斷地用實踐訓(xùn)練來強化學(xué)生在課堂所學(xué)習(xí)的理論知識，并使他們達(dá)到能夠獨立設(shè)計較復(fù)雜硬件電路的能力。筆者在教學(xué)過程中鼓勵學(xué)生將課程實踐和畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容相結(jié)合的方法，讓學(xué)生強化實踐能力，收到了良好的效果。學(xué)習(xí)“電子設(shè)計自動化”課程的學(xué)生基本上都是即將進(jìn)入大四，此時他們的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)開始進(jìn)入選題，開始了初步設(shè)計的過程。筆者先在實驗課堂向?qū)W生布置一些常用硬件電路設(shè)計的題目，比如交通燈、自動售貨機、電梯控制器等，讓學(xué)生體會電子設(shè)計自動化課程的實用性，激發(fā)他們的思考和學(xué)習(xí)興趣。在此基礎(chǔ)上分組組建實踐小團(tuán)隊，讓每組學(xué)生共同完成一個較復(fù)雜的電路系統(tǒng)，比如遙控小車、溫度測控系統(tǒng)等，鼓勵他們將所做的內(nèi)容與畢業(yè)設(shè)計對接。其中大部分同學(xué)通過這些訓(xùn)練都可以掌握硬件電路設(shè)計的基本方法和流程，有一部分同學(xué)還能設(shè)計出比較出色的作品。此過程不僅讓學(xué)生體會到了學(xué)習(xí)知識的快樂，也培養(yǎng)了他們的團(tuán)隊協(xié)作精神，為他們以后的繼續(xù)深造和工作做了鋪墊。
三、結(jié)束語
掌握“電子設(shè)計自動化”課程的特點，有針對性地改善教學(xué)方法，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，強化理論和實踐教學(xué)相結(jié)合，一方面使學(xué)生把握課程的全局性，了解和熟悉電子設(shè)計自動化行業(yè)的狀況和最新動態(tài)；另一方面培養(yǎng)學(xué)生具有扎實的理論基礎(chǔ)和良好的動手能力，培養(yǎng)出厚基礎(chǔ)、重實踐、有創(chuàng)新的高素質(zhì)人才，具有重要的社會意義。
一、EDA技術(shù)概述
EDA（ElectronicDesignAutomation）是指以計算機為工作平臺，融合應(yīng)用電子技術(shù)、計算機技術(shù)、智能化技術(shù)最新成果而研制成功的電子CAD通用軟件包。主要能輔助進(jìn)行三方面的設(shè)計工作，既IC設(shè)計、電子電路設(shè)計和PCB設(shè)計。EDA技術(shù)經(jīng)過了三個階段的發(fā)展。從70年代的（CAD）階段和80年代的（CAE）階段，到90年代的電子系統(tǒng)設(shè)計自動化（EDA）階段。EDA技術(shù)代表了當(dāng)今電子設(shè)計技術(shù)的最新發(fā)展方向。它不僅為電子技術(shù)設(shè)計人員提供了“自頂向下”的設(shè)計理念，同時也為教學(xué)提供了一個極為便捷的、科學(xué)的實驗教學(xué)平臺。電工電子類專業(yè)課程中的電工基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)都可以通過EDA仿真軟件，進(jìn)行電路圖的繪制、設(shè)計、仿真試驗和分析。應(yīng)該說將EDA仿真軟件應(yīng)用到電工、電子類專業(yè)的教學(xué)中是一種教學(xué)手段的創(chuàng)新，也是提高教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)選方法。
1.電子類課程引入EDA技術(shù)的必要性
電子線路課程是電子類專業(yè)的支柱性課程，它要求學(xué)生熟悉各種電子器件，掌握電路圖的識讀、繪制以及電路工作原理，還要學(xué)會掌握和合理運用分析方法。EDA軟件正是提供了各種支持，恰到好處地符合這樣的教學(xué)要求。同樣，電子線路課程又是一個緊密聯(lián)系實踐的課程，EDA軟件的強大的仿真功能更是能把實踐帶入課堂，帶入教學(xué)的每一個環(huán)節(jié)中去。2.EDA人才的需要使EDA的應(yīng)用逐步走向?qū)嵱没疎DA技術(shù)已成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計和電子產(chǎn)品研制開發(fā)的最有效的工具，是電子工程師們使用的一種基本工具。市場對EDA人才有著迫切的需求，熟悉EDA技術(shù)的學(xué)生將受到用人單位的歡迎。因此，將EDA技術(shù)引入高校電子類專業(yè)的課程中，是培養(yǎng)創(chuàng)新和實用人才的需要。
3.教學(xué)方式改革的需要
在電子類課程的教學(xué)中，將一些內(nèi)容較難、圖形較多、用語言和文字難以表達(dá)或不易理解的抽象、復(fù)雜的變化過程，通過EDA的仿真，以波形或曲線的形式生動直觀地演示出來，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)生對所授內(nèi)容的理解，提高教學(xué)質(zhì)量，還可以節(jié)省課堂板書時間，擴(kuò)展講授內(nèi)容，獲得事半功倍的效果。此外由于EDA軟件向用戶提供了各種電子測試儀器和分析工具，應(yīng)用EDA進(jìn)行實驗教學(xué)可以節(jié)省實驗經(jīng)費，縮短實驗時間，提高實驗的效率和效果。因此，在教學(xué)中引入EDA也是教學(xué)內(nèi)容與手段改革的必然趨勢。
二、EDA技術(shù)在教學(xué)中的作用
1.EDA技術(shù)在電子技術(shù)課程實驗教學(xué)中的作用
實驗教學(xué)是電子線路教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，通過實驗?zāi)軌蜢柟屉娮泳€路基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學(xué)生的實踐技能、動手能力和分析問題及解決問題的能力，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維潛力。TinaPro這款優(yōu)秀的EDA軟件提供了上千種電子元器件和十?dāng)?shù)種儀器儀表，完全能夠虛擬各種電子實驗，區(qū)別于應(yīng)用實體的實際硬件實驗，它叫虛擬實驗。
虛擬實驗在實驗教學(xué)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下三個方面：
（1）學(xué)校缺少某項實驗的實驗設(shè)備時，虛擬實驗可以代替硬件實驗有些學(xué)校由于缺少實驗設(shè)備，部分硬件實驗無法展開，就完全可以用虛擬實驗代替。虛擬實驗的一大特點就是不受實驗設(shè)備、場地的條件限制，只要有計算機，有EDA軟件（如TinaPro），幾乎所有的實驗都難不住它。（它的元器件庫無所不包，而且具有網(wǎng)上更新的功能，它的虛擬儀器也是應(yīng)有盡有，而且直觀性強）。
（2）同一實驗課題，在開展硬件實驗的同時，可以輔以虛擬實驗硬件實驗和虛擬實驗在教學(xué)效果上各有所長，硬件實驗的主導(dǎo)地位是勿庸置疑的，它使學(xué)生直接面對真實對象，進(jìn)行真實操作，獲得直接經(jīng)驗，這是虛擬實驗所無法作到的。而虛擬實驗有更為優(yōu)秀的分析技術(shù)，例如在很多儀器儀表中引入指針，使實驗數(shù)據(jù)更易獲得，實驗現(xiàn)象更為明顯，EDA軟件中又具有經(jīng)典的仿真分析方法，能輕而易舉地實現(xiàn)瞬時現(xiàn)象的捕捉，也能把很長時間的現(xiàn)象展現(xiàn)于一秒，這也是實際儀器不能敵的。所以，同一個課題，開展實際硬件實驗可使學(xué)生鍛煉動手能力，獲得直接經(jīng)驗。開展虛擬實驗，有助于對實驗現(xiàn)象的觀察和實驗數(shù)據(jù)的獲得，最終有利于分析和實驗結(jié)論的獲得。
（3）開展具有創(chuàng)造性的開放式實驗以前在作實驗前，教師處于對實驗器材和學(xué)生安全的保護(hù)必先囑咐學(xué)生不準(zhǔn)動這，不準(zhǔn)動那，使學(xué)生做起實驗來束手束腳，學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力得不到發(fā)揮。其實很多時候，學(xué)生對實驗內(nèi)容是有自己的獨到的想法的。如果能夠利用虛擬實驗技術(shù)，拿出有意義的課題，進(jìn)行開放式的實驗，學(xué)生在實驗中，可以發(fā)揮自己的創(chuàng)造力，對電路進(jìn)行別出心裁的修改，對電路的分析和測試做不同的嘗試，使學(xué)生完全成為實驗電路的剖析者和探索者，又不必?fù)?dān)心會損壞任何器件或儀器。這樣既拓展了實驗范圍，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。
2.EDA在課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用
課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計是高等職業(yè)教學(xué)的一個非常重要的環(huán)節(jié)。目前課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計工程應(yīng)用類題目不少，但是由于畢業(yè)設(shè)計經(jīng)費較少、器件、儀器設(shè)備不足及其它原因，畢業(yè)設(shè)計結(jié)果往往是原理性討論和分析。不能進(jìn)行實際的調(diào)試和驗證，學(xué)生仍停留在原理分析上，而不能經(jīng)歷實際研究設(shè)計的實踐過程。畢業(yè)設(shè)計的效果大打折扣。我院電子系在畢業(yè)設(shè)計過程中引入EDA技術(shù)，對所設(shè)計的電路進(jìn)行模擬仿真，在答辯時進(jìn)行演示，并要求學(xué)生制作樣機，樣機的印刷電路板必須用Protel軟件進(jìn)行繪制，這樣既保證畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量，又能提高學(xué)生的實踐動手能力和開發(fā)能力，不失是克服現(xiàn)在畢業(yè)設(shè)計存在的問題的一種途徑。
另外從幾屆畢業(yè)生就業(yè)的情況分析，掌握了CAD技術(shù)和EDA技術(shù)，在就業(yè)時就表現(xiàn)出較強的競爭力。我院在三年多的EDA教學(xué)實踐中取得了一些效果和體會，通過一段時間EDA教學(xué)實踐，使學(xué)生了解和初步掌握了最先進(jìn)的電子系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)，學(xué)習(xí)了電子設(shè)計自動化方法和設(shè)計思想，并培養(yǎng)了他們的抽象思維能力，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)應(yīng)用電子技術(shù)課程知識解決實際問題的能力，鍛煉了學(xué)生應(yīng)用EDA技術(shù)解決小型電子電路系統(tǒng)設(shè)計的能力，對畢業(yè)設(shè)計及將來在工作中應(yīng)用EDA技術(shù)打下初步的基礎(chǔ)。學(xué)生通過學(xué)習(xí)，普遍認(rèn)識到EDA技術(shù)在當(dāng)今社會的重要性，認(rèn)為EDA技術(shù)是一門十分有用的學(xué)科，它必將取代傳統(tǒng)設(shè)計方法而成為主要的設(shè)計手段。EDA技術(shù)是一門實踐性很強的課程，我們把高職EDA教學(xué)的重點放在要求學(xué)生掌握印刷線路板設(shè)計與制作能力，掌握利用EDA技術(shù)進(jìn)行電路分析與仿真的基本技能，同時要求學(xué)生把理論課上學(xué)習(xí)的知識應(yīng)用到學(xué)生自己的實踐環(huán)節(jié)中去。我們通過加強學(xué)生上機操作訓(xùn)練和實際動手操作環(huán)節(jié)，使學(xué)生在掌握理論課所學(xué)內(nèi)容的同時獲得了實際的操作訓(xùn)練，提高了本課程的教學(xué)質(zhì)量。
我院EDA教學(xué)重點是要求學(xué)生掌握Protel和TinaPro軟件的使用，能夠獨立進(jìn)行計算機電子電路輔助設(shè)計與電路分析、仿真，加強學(xué)生實際動手能力，在此基礎(chǔ)上我們還向?qū)W生介紹了其它EDA技術(shù)，如TinaPro軟件的仿真應(yīng)用和Protel最新版本軟件等，從而擴(kuò)大了學(xué)生的知識面，為將來學(xué)生從事電子產(chǎn)品開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。EDA技術(shù)發(fā)展非常快，作為教學(xué)不可能與學(xué)生畢業(yè)所面臨的工作一模一樣。EDA教學(xué)應(yīng)立足于培養(yǎng)學(xué)生對EDA技術(shù)基本方法的掌握和應(yīng)用，學(xué)生需要在今后的工作中不斷學(xué)習(xí)，對他們進(jìn)行學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)能力的培養(yǎng)更為重要。參與EDA教學(xué)的教師應(yīng)不斷通過自身的學(xué)習(xí)提高，把世界上最先進(jìn)的技術(shù)和最新的知識帶學(xué)生，起到拋磚引玉的作用。綜上所述，在當(dāng)前高校電子技術(shù)課程的教學(xué)當(dāng)中，為適應(yīng)電子技術(shù)的發(fā)展和社會發(fā)展對人才的需求，引入EDA技術(shù)是十分必要的，它能加快教學(xué)手段現(xiàn)代化的進(jìn)程，加強理論聯(lián)系實際，鞏固學(xué)生的專業(yè)知識，培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力，加強教師對所授課程的更深層次理解，極大地促進(jìn)電子技術(shù)教學(xué)和科研水平的進(jìn)一步提高。
1910年，美國哈佛商學(xué)院最先使用案例教學(xué)，開創(chuàng)了案例教學(xué)的先河，為社會培養(yǎng)了大量杰出的工商界驕子，使得案例教學(xué)法成為一種風(fēng)靡全球的、被認(rèn)為是代表未來教育方向的成功教育模式［1］。案例教學(xué)法于20世紀(jì)80年代初傳入我國，在我國的推廣實施已有30多年，它起初應(yīng)用于法學(xué)和醫(yī)學(xué)專業(yè)的教學(xué)，其后運用于管理專業(yè)的教學(xué)，但應(yīng)用于工科專業(yè)則鮮見報道。
一、在電子設(shè)計自動化教學(xué)中引入案例教學(xué)法的必要性
傳統(tǒng)的電子設(shè)計自動化課程的教學(xué)往往采用講授法，以“教”為中心，即以教師為主體，由教師提供教學(xué)資料，組織和控制教學(xué)過程。“教法”制約了“學(xué)法”，造成學(xué)生只能“照葫蘆畫瓢”，完全被動，使學(xué)生的知識遷移能力大大下降，阻礙了學(xué)生創(chuàng)造性的發(fā)揮，不利于培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、分析、解決問題的能力［2］。案例教學(xué)法則通過教師采用案例引導(dǎo)來說明理論知識，學(xué)生通過案例的研究分析加深對理論知識的理解。在教學(xué)實踐中通過深入討論，激發(fā)學(xué)生的興趣，增加他們的感性認(rèn)識，提高他們的分析、歸納、總結(jié)能力。在電子設(shè)計中，對于同一工程可能有不同的設(shè)計方案，因此，圍繞同一案例，促使學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生的潛能非常重要。此外，在教師指導(dǎo)下學(xué)生通過對電路實例故障的思考、分析和辯論，就問題做出判斷和決策，可以進(jìn)一步提高學(xué)生思考、分析和解決問題的能力。教學(xué)過程不僅是學(xué)生掌握知識的過程，更是學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)、獲得經(jīng)驗、啟發(fā)創(chuàng)造、激勵探索、提高能力的過程。在電子設(shè)計自動化的教學(xué)中引入案例教學(xué)法，對于適應(yīng)課程的實踐性和綜合性要求，解決課時少、容量大的矛盾，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和主動性，提高學(xué)生自學(xué)能力和實踐能力，改善教學(xué)效果，大有裨益。
二、電子設(shè)計自動化教學(xué)中案例設(shè)計及選擇的原則
案例教學(xué)法以案例為教學(xué)的起點，選擇恰當(dāng)?shù)陌咐浅晒嵤┌咐虒W(xué)的前提。案例也稱個案、個例、事例或?qū)嵗唧w來講是指社會存在的、能夠?qū)虒W(xué)中的基本理論或原理進(jìn)行說明、闡述、分析以及引起爭鳴討論的行為或事件［3］。教學(xué)案例的選擇直接影響教學(xué)效果的優(yōu)劣。案例教學(xué)的目的是讓學(xué)生在“做中學(xué)”，通過案例操作，掌握課程中的理論、原理、操作方法、技巧等，加深對課程重點和難點的理解和掌握［4］。一般而言，在選擇電子設(shè)計自動化課程的案例時應(yīng)把握以下原則。
(一)針對性
教師在課前要依據(jù)教學(xué)目標(biāo)有針對性地選擇案例，做到有的放矢。案例的內(nèi)容要與知識點有機結(jié)合。此外，還要考慮案例在教學(xué)環(huán)節(jié)中的適用性。
(二)實效性
電子設(shè)計自動化技術(shù)的發(fā)展非常迅猛，教師要多選用一些緊扣時代脈搏的典型事例作為關(guān)注點，這樣可以點燃學(xué)生的學(xué)習(xí)激情。
(三)趣味性
從案例內(nèi)容來講，趣味性是可讀性的主要元素;從學(xué)生心理來講，趣味性可以啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機。因此，所選案例應(yīng)生動有趣，內(nèi)容豐富多彩，貼近學(xué)生生活。
(四)適中性
案例的選擇要考慮學(xué)生的年齡特征和認(rèn)知水平，做到難易適當(dāng)。太難的案例往往使學(xué)生因知識儲備不足而無從下手，進(jìn)而喪失參與的興趣;太簡單的案例，不僅降低了教學(xué)的要求，而且也無助于學(xué)生思維的鍛煉。
(五)完整性
案例教學(xué)不同于通常教學(xué)中的舉例，其最大區(qū)別是案例具有完整性、綜合性特征。
三、案例教學(xué)法實施實例
案例教學(xué)法是一種與傳統(tǒng)的教學(xué)方法迥異并且有諸多優(yōu)點的教學(xué)方法。盡管這種教學(xué)方法可以遷移到電子設(shè)計自動化的教學(xué)中，但如果教師對此不做深入的探究，實施起來很容易陷入誤區(qū)。作為一種比較成熟的教學(xué)方法，
案例教學(xué)法具有相對穩(wěn)定的操作模式(見圖1)。下面筆者以圖形輸入和文本輸入混合設(shè)計這一教學(xué)環(huán)節(jié)為例，談?wù)勲娮釉O(shè)計自動化課程教學(xué)中案例教學(xué)法的實施過程。(一)案例設(shè)計
對于這一教學(xué)環(huán)節(jié)，筆者設(shè)計了一個生活中常見的四人智力競賽搶答器的案例。以此為契機，指導(dǎo)學(xué)生閱讀案例要求，力求引起學(xué)生的反應(yīng)，喚起學(xué)生的問題意識，為下面的討論、交流奠定基礎(chǔ)。
(二)案例分析與功能分解
筆者首先對相關(guān)資料用多媒體展示，引出數(shù)字電路設(shè)計過程，提出自上向下的設(shè)計思想，并用多媒體演示框圖，然后與學(xué)生一起分析討論，即以半開放式分析，指導(dǎo)學(xué)生從數(shù)碼顯示器到譯碼器、編碼器分步設(shè)計電路［5］。這時教師要對學(xué)生提出預(yù)先設(shè)計好的問題，例如如何使譯碼器正確顯示三號和四號選手的數(shù)碼3、4，以及如何使譯碼器和編碼器正確銜接，通過人為地在電路中設(shè)置故障，引導(dǎo)學(xué)生圍繞問題對案例進(jìn)行分析，促使學(xué)生運用理論知識和實驗技能進(jìn)行獨立思考和分析，發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)過程中的主體作用，逐步提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。在這個階段，根據(jù)實際情況引導(dǎo)學(xué)生從多角度進(jìn)行獨立思考或小組討論。
(三)設(shè)計理論與方法討論
經(jīng)過前面的“思維過程”，學(xué)生的情緒達(dá)到了亢奮狀態(tài)，急需交流自己的所看、所思、所想、所惑，急需針對老師提出的問題發(fā)表自己的看法。這時，筆者安排學(xué)生匯報分析結(jié)果，并組織學(xué)生評議。之后，再對案例進(jìn)行全面、深刻的分析、講解、釋疑，概括出規(guī)律性的知識，幫助學(xué)生形成完整的認(rèn)知體系。
(四)案例綜合評價，提升學(xué)習(xí)水平
學(xué)生在分析案例的過程中經(jīng)常會跟著思維慣性走，這樣在認(rèn)識上難免產(chǎn)生一些偏差。為了規(guī)避這些偏差，筆者運用多種方式從閱讀案例的能力、分析案例的能力、已有經(jīng)驗、合作參與意識、思維拓展情況、知識遷移能力、語言表達(dá)能力等方面對學(xué)習(xí)活動的整個過程進(jìn)行了總結(jié)、評價、反饋，促使學(xué)生查缺補漏，自我改進(jìn)。
(五)及時進(jìn)行總結(jié)反思
在案例學(xué)習(xí)結(jié)束后，筆者要求學(xué)生簡要寫一個案例學(xué)結(jié)報告。該報告中包含是否達(dá)到案例設(shè)計的目的和要求;在案例的基礎(chǔ)上是否有拓展和創(chuàng)新，并寫出創(chuàng)新和拓展的內(nèi)容與方案;對設(shè)計中仍然存在的困惑，通過反思進(jìn)一步加深對案例的認(rèn)識，真正做到理論和實踐的相結(jié)合［5］。
而筆者在課后也及時地從以下幾方面進(jìn)行總結(jié)，以便更好地在教學(xué)實踐中運用案例教學(xué)法，包括案例的選擇是否合理，換成其他案例效果如何?教師的組織是否到位，學(xué)生的參與程度如何?案例分析是否深刻?討論氛圍是否和諧?評價是否科學(xué)合理?創(chuàng)新、不足之處分別在哪里等。這樣的總結(jié)和反思具有批判性和總結(jié)性的屬性，有助于使教和學(xué)雙方都顯得有活力，形成一種較好的良性循環(huán)。在電子設(shè)計自動化的理論授課過程中，我們實施了案例教學(xué)法，學(xué)生很好地掌握了本門課程的重點內(nèi)容EDA設(shè)計軟件及VHDL語言。在電子設(shè)計自動化的課程設(shè)計中同樣采用了案例教學(xué)法，學(xué)生發(fā)揮主觀能動性做出了各種各樣的作品。通過案例教學(xué)法的實施，學(xué)生在系統(tǒng)設(shè)計、方案論證、整機裝調(diào)、選用新器件及創(chuàng)新能力與合作精神等方面得到了全面提高，學(xué)習(xí)過電子設(shè)計自動化這門課程的學(xué)生中有多人因為熟悉了現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計方法，有很強的思維能力及電子產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計制造、故障分析及調(diào)試維修的能力，在全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽以及大學(xué)生桃戰(zhàn)杯中曾獲得全國一、二等獎及河南省一、二、三等獎。這類學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計和科研中，獨立工作的能力較強，有很強的團(tuán)隊協(xié)作精神，受到了教師的歡迎和好評，在應(yīng)聘時全被用人單位優(yōu)選。
四、電子設(shè)計自動化課程案例教學(xué)法中需要注意的問題
案例教學(xué)法作為一種交互式教學(xué)方法，能夠調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和自覺性，提高理論知識的學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)學(xué)生思考能力和實際操作能力的提高。但在實施過程中也發(fā)現(xiàn)一些需要注意的問題，主要有以下幾方面。
1．案例教學(xué)法不能替代傳統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)和講授，在課時安排上要兼顧理論講授和案例教學(xué)，教學(xué)方法本身并不具有普遍意義任何一種教學(xué)方法都有一定的適用性，案例教學(xué)法也不例外。電子設(shè)計自動化技術(shù)具有綜合性、實踐性、工具性、時代性等特點，基于這些特點，教學(xué)過程可采用多種教學(xué)方法。但無論采用哪種方法，都要考慮到教學(xué)方法本身的特性以及教學(xué)內(nèi)容的需求。在電子設(shè)計自動化課程的教學(xué)中，案例教學(xué)的比例不能強求，要因內(nèi)容不同而選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式。基本概念、基本原理和基本方法必須通過課堂講授，要注意適當(dāng)?shù)倪x擇案例，選擇合適的討論內(nèi)容。
2．案例教學(xué)法就目前的運用效果來看，仍然存在一些局限性案例的合理設(shè)計，特別是內(nèi)容豐富、結(jié)構(gòu)新穎、可以舉一反三、觸類旁通的有典型代表意義的案例設(shè)計較為困難，需要教師花大量的時間和精力。學(xué)生長期接受傳統(tǒng)的講授法教學(xué)模式，學(xué)習(xí)積極性不高，難于適應(yīng)勤于思考，踴躍發(fā)言探討的案例教學(xué)模式，所以教師要善于引導(dǎo)，牢牢把握教師主導(dǎo)、學(xué)生主體的宗旨，要采用多種教學(xué)手段，營造良好的學(xué)習(xí)氛圍，避免教學(xué)過程中的冷場。
3．不能將案例教學(xué)法和舉例教學(xué)法混為一談舉例教學(xué)法是從理論聯(lián)系實際的角度出發(fā)，在講解理論時列舉一些典型的例子來說明理論。而案例教學(xué)法以案例為基礎(chǔ)，通過師生的分析、討論、交流，旨在發(fā)現(xiàn)案例中所蘊涵的基本理論或原理。
4．組織實施過程名不符實在研究的過程中，筆者還發(fā)現(xiàn)了這樣一些情形:有些教師在課堂上引用了案例，但教學(xué)方式依然是傳統(tǒng)的“灌輸式”教學(xué);有些教師在課堂上只把案例呈現(xiàn)給學(xué)生，教師不引導(dǎo)、不總結(jié)，甘做“甩手掌柜”;還有些教師招呼學(xué)生漫無邊際地議論一番，并未把握問題的實質(zhì)。
5．在教學(xué)中要盡量創(chuàng)造條件，如能提供模擬仿真的環(huán)境、教室、座位的布置等案例教學(xué)要求教師具備相當(dāng)?shù)闹R、經(jīng)驗和技巧，能營造一種以學(xué)生為主體的環(huán)境氛圍。
