綜合教學法在EDA技術理論教學中的應用

韓力英 唐紅梅 牛新環

河北工業大學信息工程學院

1 EDA教學中存在的問題

在EDA課程的教學過程中，往往采用先理論講解基本所用的語言、語句，以及程序的基本結構，最后再學習系統的設計。這樣的教學方法，剛開始就使感覺必須得像學習理論課程一樣去背誦，而不是在實踐中自然而然的掌握這些編程語言的要素，語句，導致學生在學習系統的設計中已經忘記了前面學習的編程語言基本要素，相當于前面的理論學習是一種時間的浪費。作為一門省級精品課程，不斷進行教學改革是必然的[1-2]。

其實，EDA課程的學習無非是一種編程語言的學習。我們可以把它看成是非英語為母語的人學習英語一樣。靠的是語感，單詞和語法都是在日常的聽說讀寫中慢慢積攢起來的，而不是先把多少個單詞學會，在把語法都學會，再去說英語。我們學習EDA技術課程，首先是要學習它的總體設計思想，即自頂向下的設計方法，其次是用某種語言來完成系統的設計，目的就是用某種語言來實現電子設計過程中的自動化，不能一味的采用以課本為中心的教學方式，需要改變理論教學方法，調動學生學習積極性，引導學生創新設計。

2 綜合式教學法

2.1 案例教學法

案例教學法是教師根據教學的目的和要求，以案例出發，將學生引入含有問題的具體教育情景中，通過對案例的學習分析和研討，培養學生批判性思維能力和多維性解決問題能力的一種開放式、互動式教學方法。

2.2 基于案例的綜合式教學法

在EDA技術的理論教學過程中，直接以案例的方式將自頂向下的設計方法以及編程語言的語素，語句，結構融入其中，使學生在分析案例的過程中逐步的，深入的掌握教學大綱中要求的基本概念和方法，硬件描述語言和實現電子系統的可編程邏輯器件。這就是我們探討的以基于案例的綜合式教學法。

3 EDA理論課程中的綜合式教學

EDA技術課程具有自身的特點，它是電子信息類專業的一門非常重要的專業基礎課，是一門實踐性非常強的課程，我們的課程體系分為實踐、理論、再實踐三個階段，對于培養學生的工程素質、實際動手設計能力和創新意識具有重要的促進作用。在過去的幾年中，為滿足當前深化教育改革，大力提倡素質教育，適應飛速發展的信息時代需要，我們對EDA技術課程的教學體系、教學內容、教學方法、教學手段、教材建設等諸多方面進行了全面的改革研究并進行了有益的實踐，取得了很好的效果。但是還是發現一個問題就是前期的理論課上起來比較枯燥，學生很難快速，全面的掌握整個EDA設計的系統，以至于在后期的實踐課程中，暴露出很多理論知識不能輔導實踐，實踐不能依托理論的問題。為此，我們在理論教學過程中進行了綜合式教學法的探索。

為了使學生一步到位既學習了軟件，又學習了編程語言以及硬件器件，我們在理論課堂講解的時候，以EDA軟件為教學平臺，整個理論課程的學習都是在軟件平臺上，即不能夠像大部分教材那樣去講解語言的要素，語言的基本結構，硬件的內部結構以及軟件的使用，而是在課堂上以例題的形式逐步的去滲透這些知識點，這樣學生在理論課的學習上既學習了語言，又學習了軟件以及硬件結構，后續的驗證性實驗占用的時間就很有限了，就可以把大部分的實驗時間作為綜合設計性實驗來做，這樣每一個綜合設計性實驗就相當于做了一次設計比賽或者做了一次課程畢業，整個理論課程和實驗課程學習下來，學生的自我設計能力就會大大提高了。

4 EDA課程中的綜合式教學實例

在理論課程中采用這種綜合式教學，首先硬件條件必須滿足，首先要有多媒體的支持，當然如果整個理論課程的學習能夠安排在一人一機，并且有投影儀的多媒體教室或者實驗室最好。大多數學校還不能滿足這種優勢的教學條件，但是多媒體教室，大部分學校都能滿足。我們的學習就是在只有上課教師能用多媒體的教師中進行的。

首先看我們的教學大綱，主要任務是介紹現代電子系統的設計方法及實現途徑，使學生掌握電子設計的硬件描述語言和實現電子系統的可編程邏輯器件。重點放在基本概念和方法上，通過了解器件結構，“掌握一種硬件描述語言，熟悉一種設計工具”。這就知道了我們學習的重點——語言、工具。下面我們以實例的形式來說明綜合式教學法的好處。由于我們的教學使用的是MAX+plusⅡ軟件，所以在這里我們的實例是在這個軟件平臺上。

下圖1是一個移位寄存器的實例[3]。

圖1

圖2

在這個平臺上我們看到第一行實體的名字shifter和保存的文件的名字必須一致。在這里不僅可以學習實體、構造體的基本框架結構還可以學習標識符的起名規則，下標名的使用格式，數據類型的分類，客體中信號的定義場所及其使用，實體及端口的模式，時鐘信號的定義格式，if—elsif等順序描述語句的使用等。

具體如下:

能夠生成器件符號圖如圖2。

如果對EDA感興趣的同學還可以查看shifter的內部結構圖以及內部結構連線，這里不再講解。

綜上通過例題的形式就可以很容易的掌握教學大綱中要求的內容，而且可以說是幾乎每一個例題都是這門課程知識點的復習。

5 結語

在EDA的理論教學過程中，引入綜合式教學法，即所有的內容都是在軟件平臺的實例中學習，不但掌握了理論知識，而且熟悉了軟件的使用，讓學生感覺很輕松地就“掌握一種硬件描述語言，熟悉一種設計工具”，而不是枯燥無味的編程課或者理論背誦課。我在教授EDA課程中使用了這種教學方法，學生反映EDA這門課程很好學，也很愿意上這門課，課后根本不用再費多少時間，就能掌握得很好，實踐證明，綜合教學法比較適合EDA技術這門課程。

[1]任國鳳.項目式教學法應用于EDA本科教學的探索.太原師范學院學報（自然科學版），2011，10(04)：158-160

[2]陳正烈.EDA技術的教學與實踐.重慶工貿職業技術學院學報，2010，4：55-57

[3]劉艷萍，高振斌，李志軍編著.EDA實用技術及應用.北京：國防工業出版社，2006