電子設計自動化雙語課程的對話式教學初探

陸振宇　郭業才

摘 要：國際化的迅猛發展，客觀上要求我國高校培養的EDA人才具有很強的國際交流能力。對電子設計自動化專業課程進行雙語教學，努力構建師生之間全方位互動對話式的教學模式，必將有助于實現人才培養目標。本文討論“電子設計自動化”課程雙語教學過程中的對話式教學的意義、困難及改善措施，在合理選用外文原版教材、實施多媒體教學、開放教學方式等方面提出了一些思考。

關鍵詞：電子設計自動化；雙語課程；對話式教學

一、引言

電子設計自動化，英文縮寫EDA（Electronic Design Automation），是電子設計過程中應用計算機技術進行設計開發的一門新技術，在電子電路的設計和仿真、可編程器件的編程、集成電路的版圖設計和印刷電路板（PCB）的設計中被廣泛應用。EDA課程是一門重要的電子信息類專業課程，該課程有很強的實踐性和應用性。隨著信息產業的迅速發展，新的算法和新的器件不斷出現，因此EDA課程在電子信息類專業課程體系中的重要性越來越突出，但是與電子設計自動化有關的文獻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課程進行雙語教學是非常重要和有實際意義的，對提高學生EDA課程學習的效果以及專業外語水平都能起到非常重要的作用。通過課程學習可以讓學生掌握電子線路CAD的基本方法和基本技能，培養學生的動手能力和實踐操作能力，為今后從事與本專業相關的技術工作打下良好的技能基礎。

二、EDA課程的特點

當前，計算機輔助分析與設計（CAD）已廣泛應用于各個相關領域，成為當前電子線路設計的主要技術工具。EDA是CAD技術應用于電子信息工程領域中一門新技術，它的廣泛應用極大地推動了電子工業和集成電路行業的發展，已成為電子工業中尤其是IC行業中必不可少的一項技術。EDA技術提供了一種集計算機和電子技術為一體的有關電子線路的分析、設計和測試方法，它以大規模可編程邏輯器件（PLD）為設計載體，以硬件描述語言（HDL）為系統邏輯描述的主要表達方式，以EDA實驗開發系統為設計工具，通過相關的應用軟件自動地完成電子線路設計，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。電子設計自動化課程主要介紹了學習EDA所需的背景和基礎知識，課程以友好和輕松的方式介紹了EDA行業和相關技術，介紹了EDA要解決的設計問題（相關行業需求）以及解決問題所需要的工具，還包括EDA應用軟件的設計者以及為何EDA能成為電子產品和芯片設計關鍵的原因。

三、EDA雙語對話式教學

1.教材的選用

教材是教師授課的主要資源，是教師和學生進行教與學的活動所依據的材料。國內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，尤其是電子信息類的專業課程雙語教學，教材的選擇非常重要。本文認為，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原版教材，教師和學生都無法了解大量的專業詞匯和縮寫的來源及原因，也就無法進行實質性的雙語教學。為了選擇一本合適的教材， 筆者將國外最新的幾本權威英文原版教材與國內的相關教材進行了分析和比較，在此基礎上選出適用于對話式教學的電子設計自動化雙語教材——《電子設計自動化基礎（英文版）》。該書是由機械工業出版社出版，教材的作者是美國的Mark D.Birnbaum，他分別在普林斯頓大學和東北大學獲得BSEE和MSEE學位。作為EDA的使用者、管理者、開發者和工具制造者，他對這個主題具有獨特的權威性。目前Birnbaum帶領兩個標準小組，并教授微電子學和EDA課程。因此，該教材已經被公認為EDA教學領域的權威雙語教材。

該教材介紹了學習EDA所需的背景和基礎知識，詳細介紹了IC行業的發展及現狀。該教材以友好和輕松的方式介紹了EDA行業及其相關技術，即使對于非專業讀者，其內容也非常清晰易懂。因此本教材既可面向EDA、IC或相關產業中負責市場、銷售、管理和財務等的非技術人員，同時也可以作為與IC設計相關課程的補充教材。另外，該教材提供了豐富的附錄供讀者參考，包括電子、IC、計算等方面的參考資料、相關資源和縮略語術語表。該教材的主要特點是：

（1）闡述EDA是如何產生并伴隨IC產業及相關技術發展的。

（2）從EDA軟件的用戶和軟件開發者的角度進行探討，包括EDA軟件行業商業模型、投資回報和評價工具。

（3）介紹了EDA各級工具：電子系統級工具（定義IC作用）、前端功能性芯片級工具（設計IC行為）、后端設計工具（實現IC物理布局）。

（4）討論了EDA軟件產業的發展趨勢和面臨的相關問題，包括面臨的深亞微米挑戰、片上系統的發展和知識產權保護。

（5）最后介紹了EDA的相關標準組織和出版物。

2.對話式教學方法和途徑

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，它還包括教師與學生、學生與學生之間思維的碰撞、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、內蘊而組織的師生之間、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在本質上是“獨白式”的，也就是認可教師在教學中的主導地位，剝奪了學生作為學習主體的地位與權利，從而造成了教師無法了解學生掌握知識的情況，同時也導致了學生的學習積極性不高。因此，對話式教學便成為現代教學改革的主流。

在本文選用的教材中，引入了一個剛剛進入EDA行業工作的大學生Nora作為貫穿全文的主人公，他急切想了解EDA公司的業務情況，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行對話，逐步了解了以下內容：EDA的用戶和工具、EDA產業、EDA工具和設計概念、電子系統級設計工具、前端設計工具、后端設計工具、EDA的發展趨勢等。

本雙語課程讓學生扮演Nora，作為一個大學畢業生感受在EDA公司的學習歷程。教師扮演公司的同事以及客戶，向Nora介紹和講解公司的業務狀況。這種雙語教學過程能夠充分調動學生學習的積極性，同時也提高了學生的專業外語水平，尤其是專業口語水平，對于今后學生進入外企工作并成為國際化專業人才，具有很好的培養效果。

同時，本課程還在課堂上讓學生組建團隊進行情景式教學。情景式教學能在教學過程中引起學生的直接注意并引起積極的情感體驗，直接提高學生的學習積極性。生動活潑的情境與演示，能引起學生的情緒高漲，有利于學生學習動機的增強與知識的內化和強化，將情感等非智力因素轉化為智力因素。作者所承擔的課程中，讓學生在團隊中扮演不同角色的人員進行英語對話，以加強學生對教材內容的理解，同時也提高了學生的口語能力，培養了學生的團隊精神，使學生在團結協作中實現優勢互補。這樣做不僅啟迪了學生的思維，同時又為學生提供了交流信息、共同學習、展示自我的機會，使學生體驗到團結協作、克服困難而獲得成功的快樂，并對他們合作能力的培養、良好習慣的養成以及綜合素質的提高都有較明顯的效果，有助于學生成為實用型的人才。

四、結語

對話式情景雙語教學是工科專業課程教學改革中出現的新事物。尤其是電子信息類的專業課程非常適合采用對話式情景雙語教學方式，但是雙語課程教學體系的建設、英語知識學習和應用是一個探索發展的過程。同時，學生對雙語課的適應也是一個漸進和艱難的過程。

筆者經過一個學期的EDA課程的對話式情景雙語教學，逐漸消除了學生閱讀英文專業文獻的畏難情緒，而且也使得學生對專業課程的學習興趣大增。今后，筆者還將在雙語課程的教材和課件等教學工作方面不斷探索和總結，努力提高EDA課程的教學水平。

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基金項目：國家自然科學基金項目（61473334，61104062）。

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

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