“可編程邏輯器件應用”多媒體雙語教學的探索與實踐

摘要：結合長江大學計算機科學與技術本科專業“可編程邏輯器件應用”課程雙語教學實踐，從課程教學理念與目標、教材的選用、教學內容的選擇與安排、教學方法與手段、教學效果等方面闡述了該課程雙語教學的實施方法與效果，并針對本課程雙語教學實施過程中存在的問題進行了分析并提出了解決意見。

關鍵詞：多媒體；雙語；探索；實踐

作者簡介：張健（1981-），男，湖北武漢人，長江大學計算機科學學院，講師。（湖北 荊州 434023）

基金項目：本文系湖北省教育廳省級教研項目“電子信息工程專業卓越工程師培養模式的研究與實踐”（項目編號：2011238）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）35-0048-02

當前，隨著超大規模集成電路系統數字設計的迅猛發展，市場上對于掌握該門技術的高級專業人才需求越來越大，這無疑對高校計算機與信息學科專業（尤其是信息工程、計算機應用方向硬件開發課程的教學）提出了更高的要求。如何順應形勢、積極變革，按照市場需求培養出具備扎實的專業基礎和良好的專業英語綜合運用能力的高素質工程應用型人才迫在眉睫。

“可編程邏輯器件應用”課程作為長江大學工科計算機專業核心課程的重要組成部分之一，對培養應用型人才的集成電路數字系統設計能力起到非常關鍵的支撐作用；引入雙語教學模式，加速課程新體系建設，是提高學生硬件設計理論水平與工程實踐能力的重要舉措。

一、課程教學理念與目標

“可編程邏輯器件”課程主要講述硬件描述語言和大規模可編程邏輯器件的開發技術；它體現了計算機軟硬件技術的高度融合，并在前沿應用中作出了重大貢獻；但一直以來，計算機專業該課程基本沿用傳統的教學方法，以致明顯滯后于學科自身發展，不利于學生學習和掌握該領域發展的最新動態；另外，該技術所涉及的VHDL 語言編程和工具軟件都是基于英文環境的交互界面，學生在使用軟件進行程序調試和綜合仿真時，由于自身英文水平的差異導致無法快速上手；因此，在該門課程教學中推行雙語模式勢在必行：將雙語教學模式應用于該課程可增強學生專業英語的綜合運用能力和工程實踐能力，培養學生閱讀原版英文教材的習慣和提高使用英文版軟件的能力，使學生成為既精通專業知識又精通專業外語的高素質人才。

二、教材及教輔資料的選用

在教材的選擇上，任課教師選用2本英文原版教材——《Digital

System Design with VHDL》和《VHDL Programming by Example》作為互補。教材分別由英國南安普敦大學電子與計算機科學系高級講師Mark Zwolinski和美國EDA電子工程知名專家Douglas L. Perry編著，該教材均為國外電子通信與計算機硬件設計專業教材，同時也是國內電子類高校重點引進的原版教材（附中文譯本），為學生和從事集成電路數字設計的工程技術人員提供了很好的借鑒。該書將數字系統設計原理與VHDL使用指南進行了有機結合。經過近些年的試用，師生反映良好。

另外，教師通過收集大量圖片、FLASH動畫、Altera公司IC芯片數據文檔、知名專家專題講座、培訓中心授課資料作為教輔資料來對課堂上的授課內容進行有效補充，以此開闊學生的專業視野、豐富教學信息量。

三、教學內容選擇、教學方法與手段

本課程按照講授范疇具體分為硬件描述語言、案例編程實踐兩部分。這兩部分作為一個有機的整體、相輔相成、缺一不可。

第一部分：可編程邏輯器件概述、PLD硬件特性與編程技術、VHDL基礎；第二部分：組合數字系統設計；第三部分：時序數字系統設計；第四部分：Quartus9.1版本軟件使用；第五部分：有限狀態機、VHDL綜合、測試設計；第六部分：系統設計。以上授課內容的編排將數字系統的設計思想和設計流程很好地貫穿在每部分之中。

針對雙語教學創新教學方法，分析總結雙語教學新模式與傳統漢語教學模式間的差異，以因材施教、循序漸進為原則；采取案例分析、團隊協作、項目驅動等多種手段進一步提高學生對雙語學習的興趣，增強學生的工程實踐能力。

采用的具體方法如下：

板書、作業和考試用英文，課堂授課采用英語口語與漢語相結合，多種教學方式融為一體：營造活潑、積極的課堂氣氛，使得學生充分融入其中。如開展專題分組討論。最后教師進行歸納總結，提升學生分析問題與解決問題的能力。

采用多種授課方式相結合，充分調動學生的主體作用：本課程鼓勵學習方法的多樣性：課前要求學生預習相關內容，課后布置任務；學生課后通過查閱文獻尋找答案，寫出研究報告。

理論與實踐緊密結合：部分理論課程安排在實驗室進行，一人一機，先理論講授后實踐，學生在獲得感性認識的基礎上接受理論知識。實驗教學中的部分環節也引入雙語模式。實驗講義中的內容：如目的、要求、預習資料等采用英文講授，借鑒國外高校實驗范例中的部分內容，在實驗報告環節要求學生使用英文完成，掌握和提高專業詞匯運用與寫作能力。

開展“案例分析專題討論”試點活動，倡導團隊協作。在授課過程中可穿插數字系統綜合設計工程案例分析活動，3～4人編為一組，效果評價以組為單位；根據每位組員的特長安排總體架構設計、硬件開發、軟件設計的人選；在討論過程中，教師只從旁指導，盡可能讓各組成員互相配合，密切協作，獨立完成全過程，最終由組長進行申述答辯；通過團隊合作，學生不僅能相互之間取長補短，同時也感受到了齊心協力、相互協作這種高效率所帶來的效果：使學生體驗到團結協作、克服困難而獲得成功的快樂，也可在其中發現“拔尖”人才，為后續的個性化進階培養儲備力量。

在條件允許的情況下開展科技創新活動，強化“拔尖”人才培養力度。遴選出來的優秀學生按照自愿原則組建科技創新團隊，在導師的指導下有條件地開展高層次的課外創新試點活動。教研團隊精心設計創新實戰項目，努力為他們提供創新訓練的條件與環境，在項目驅動方式下提高學生創新水平，強化優秀學生的培養力度，積極培養“拔尖”人才。

重新設計考核方法。在教學過程中可采用“閉卷+開卷+作業+課堂表現”的考核方法。期末采用閉卷考試（中文命題）。平時小測試采用開卷形式，全部英文命題，可中文答題，這樣可以了解學生的學習狀況和實際動手能力，以便及時了解雙語教學效果；作業一律用英文布置，鼓勵學生用英文回答，提高學生的書面表達能力；課堂表現主要通過提問、討論等形式考查學生學習內容和專業英語的掌握程度，按照不同比例給出課程的最終成績。

平時授課中通過不定期的問卷調查、課堂觀察和訪談等方式對每一屆授課學生進行相關調查，及時獲取學生反饋，不斷改善教學方式。

四、教學效果

近幾年，項目組在計算機專業2008、2009、2010級學生中開展“可編程邏輯器件應用”課程的雙語教學，教學效果明顯；學生對本課程雙語模式的實施反映普遍較好，對教學方法的靈活和豐富性、知識的新穎和系統性、能力培養的切實可行性都給予了充分肯定和贊揚。

同時，2008級學生測評分數為88.6分；2009級學生測評分數為91.3分；2010級學生測評分數為89.5分。通過對學生們的調查反饋得出：實施雙語教學有利于他們快速融入硬件描述語言編程和工具軟件的使用環境中，不僅掌握了專業知識，同時對他們的專業英語水平也是一個很好的鍛煉和促進，增強了他們閱讀原版英文資料的能力，也有利于跟蹤現代技術發展的最新成就。

本課程的教學方法在校內也形成了一定的影響力：同行們認為該課程“教學方式新穎、有特色、有創新”，是一門特色顯著、教學質量高的優質雙語課程，在知識傳授與能力培養兩方面取得了很大突破。

五、存在的主要問題與對策

1.教材建設方面

引進的原版教材在內容編排的側重上與原先使用的教材有所不同，這與培養高素質創新型應用人才有差距，因此授課是中、英文教材并用，這在一定程度上給學生造成了不便。教研團隊計劃用半年時間編寫出既有質量又適應該門課程教學的、與原版教材配套的英文版教學參考書。

2.教學條件建設方面

由于本課程講授中需要大量的程序板書與測試仿真實操，可考慮在實驗室開展教學，一人一機，本著資源共享的原則，可讓其他的教學活動參與進來。

3.教學方法研究方面

遴選適合的數字系統設計開發專題更好地開展課堂“案例分析專題討論”試點活動和課外創新試點實踐。課堂上根據授課進度和學生對知識的掌握程度可考慮選擇國外經典電子系統設計實例來鍛煉學生對實際問題的分析與解決能力；針對創新活動可選擇綜合度更高、挑戰性更強的設計案例來進一步提升學生的工程實踐能力、培養積極的團隊協作意識。

4.教研團隊建設方面

如何進一步提高主講教師和相關指導教師的教學水平，尤其是任課老師的英語口語能力？教師英語聽說能力關乎到雙語教學質量的優劣。應組織教師進行教學調研和研討；若條件允許，可聘請國外幾家大的CPLD/FPGA芯片公司的駐華外國工程師來校講學與交流。

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（責任編輯：王祝萍）