《EDA技術(shù)》課程的線上一課

林智慧，唐亮，王海云

（西安思源學(xué)院電子信息工程學(xué)院，陜西西安，710038）

0 引言

2020年初的新冠疫情，打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式。隨著教育部《關(guān)于在疫情防控期間做好普通高等學(xué)校在線教學(xué)組織與管理工作的指導(dǎo)意見(jiàn)》的印發(fā)，各大高校陸續(xù)開(kāi)始了線上教學(xué)，用實(shí)際行動(dòng)踐行了“停課不停教、停課不停學(xué)”。線上教育的開(kāi)展雖然不是去年才開(kāi)始提出的，但如此大規(guī)模地滲透到全國(guó)大中小學(xué)的課堂，還是首次，如何行之有效的進(jìn)行教學(xué)是擺在所有教育者面前的具體問(wèn)題。盡管線上教學(xué)也有它的弊端，比如：互動(dòng)性較差、學(xué)生注意力不集中、影響視力等等，但在疫情防控不能放松的社會(huì)背景下，線上教學(xué)及線上線下混合教學(xué)仍然是當(dāng)下乃至今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)不可或缺的教學(xué)方式。

線上教學(xué)，對(duì)教師和學(xué)生的要求都更高了，尤其教師。在正式授課前，教師要做好充分的備課，包括授課具體內(nèi)容、課程設(shè)計(jì)、課程實(shí)施、教學(xué)方法、交流互動(dòng)等等。本文以《EDA技術(shù)》課程中 “原理圖設(shè)計(jì)”課次為例，通過(guò)創(chuàng)新多元教學(xué)情境來(lái)組織課堂教學(xué)。具體的教學(xué)實(shí)施過(guò)程中采用了“四步走”路徑，進(jìn)而保證線上教學(xué)質(zhì)量“不掉線”。

1 畫(huà)竹必先成竹于胸

本次課程的內(nèi)容是“原理圖設(shè)計(jì)”，雖然本次課程內(nèi)容偏實(shí)踐，但同樣也需要理論知識(shí)作為支撐。所以，課程開(kāi)始要引導(dǎo)學(xué)生從概念上了解QUARTUS II的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)流程，如圖1所示。

圖1 QUARTUS II原理圖設(shè)計(jì)流程

流程的第一步是原理圖編輯，但進(jìn)行編輯的前提是要熟悉原理圖的編輯開(kāi)發(fā)環(huán)境QUARTUS II，包括工程軟件界面、工程建立、輸入源文件等。此部分講解可以語(yǔ)言描述，但為了能夠讓學(xué)生們能夠有直觀的認(rèn)識(shí)和感受，課件上呈現(xiàn)的內(nèi)容基本都是圖片配點(diǎn)睛文字形式呈現(xiàn)。眾所周知，人腦處理圖片信息是同步進(jìn)行的，而處理文字信息則是循序漸進(jìn)、一步一步完成的，而且一篇文字下來(lái)，大部分人只記住了其中的20%。而且隨著上網(wǎng)課頻次的增加，同學(xué)們很難集中注意力持續(xù)關(guān)注、吸收那么多文字信息的。

但值得注意的是，老師在選取圖片的時(shí)候要注意圖片也應(yīng)該與文字相互作用，文字如何詮釋并指示圖片是兩者有機(jī)結(jié)合的基本要求，只有兩者配合得好，才能迸發(fā)出完美的圖示效果，才能保證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。如圖2、圖3所示。

圖2 QUARTUS II界面

圖3 工程建立步驟1

2 他山之石可以攻玉

通過(guò)第一步的講解，同學(xué)們對(duì)開(kāi)發(fā)環(huán)境及原理圖輸入有了直觀的感受，心里大概清楚了操作流程，此時(shí)結(jié)合一段視頻的操作，讓學(xué)生跟隨視頻里的節(jié)奏從被動(dòng)聽(tīng)講轉(zhuǎn)向動(dòng)態(tài)畫(huà)面沖擊，既緩解了注意力疲勞，又能更深層次的對(duì)第一步的知識(shí)進(jìn)行理解和把握。此段視頻是經(jīng)過(guò)精心挑選的，所傳遞的內(nèi)容和此次授課內(nèi)容吻合度很高，且該網(wǎng)站視頻無(wú)廣告，可以放心使用。

結(jié)合當(dāng)前的學(xué)情，當(dāng)代大學(xué)生是網(wǎng)絡(luò)原住民，與生俱來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)基因，讓網(wǎng)絡(luò)媒介環(huán)境注定成為他們生活的重要組成部分，他們中的絕大部分都對(duì)短視頻類(lèi)的新生事物感興趣，在線上課堂引入與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的視頻，可以說(shuō)這是新生事物與教學(xué)的一次完美結(jié)合。視頻中涉及在QUARTUS II開(kāi)發(fā)環(huán)境中如何建立工程、進(jìn)行原理圖輸入設(shè)計(jì)、編譯及仿真幾個(gè)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)。通過(guò)視頻演繹，學(xué)生對(duì)原理圖的設(shè)計(jì)流程已經(jīng)留下了深刻的印象。

圖4 視頻播放初始界面

3 絕知此事要躬行

經(jīng)過(guò)了前面的“兩步走”，學(xué)生已經(jīng)基本掌握了本次課的主要內(nèi)容，對(duì)于正常的授課來(lái)說(shuō)，接下來(lái)就該學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操練了。但此刻是在線直播，學(xué)生沒(méi)辦法也沒(méi)有條件進(jìn)行在線演習(xí)，那就讓老師“代勞”吧。

早在線上課開(kāi)始之前，早就已經(jīng)安裝好并調(diào)試好了軟件，學(xué)生聽(tīng)著老師熟悉的講解聲音，看著老師一步一步將工程建立起來(lái)、原理圖搭建起來(lái)、編譯仿真出了正確的結(jié)果，成就感倍增，這也正是遵從了以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，從學(xué)生角度來(lái)思考和詮釋教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程。

人們常說(shuō)重要的事情說(shuō)三遍，同樣的知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)前三步的設(shè)計(jì)，學(xué)生了然于胸，記憶深刻，課后通過(guò)復(fù)習(xí)或者有條件的同學(xué)在自己電腦上再次進(jìn)行操練，相信同學(xué)們很好的掌握了本次課的知識(shí)點(diǎn)，也能從線上教學(xué)到線下教學(xué)進(jìn)行很好的過(guò)度和銜接。

圖5 設(shè)計(jì)好的原理圖

圖6 原理圖仿真結(jié)果

4 實(shí)踐出真知

為了便于引導(dǎo)學(xué)生真正將學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用結(jié)合，搭建真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景模擬工程實(shí)踐，還可以將FPGA設(shè)計(jì)流程的最后一步適配與下載演示給學(xué)生看。限于所使用的平臺(tái)只能錄制屏幕，可以通過(guò)播放提前錄制好的適配下載演示視頻及驗(yàn)證結(jié)果給學(xué)生觀看，使得學(xué)生真正完成從理論——仿真——實(shí)現(xiàn)的完美體驗(yàn)。

圖7 FPGA開(kāi)發(fā)板及演示

在線教學(xué)的過(guò)程中，還可以通過(guò)PPT的趣味性和師生及生生互動(dòng)來(lái)調(diào)動(dòng)同學(xué)們的積極性，保證學(xué)生注意力持續(xù)在線。課堂互動(dòng)的形式多種多樣，可以通過(guò)連線、討論、做題等形式，也可以針對(duì)授課內(nèi)容結(jié)合實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生思考，請(qǐng)學(xué)生回答問(wèn)題，抑或是講解作業(yè)，幫助學(xué)生答疑解惑等等。

圖8 學(xué)生反饋

本次課通過(guò)以上的教學(xué)設(shè)計(jì)流程圓滿結(jié)束，通過(guò)平臺(tái)討論區(qū)交流得知，學(xué)生已經(jīng)完全掌握了本次課的知識(shí)要求，達(dá)成了本次課的教學(xué)目標(biāo)。

5 總結(jié)

本文通過(guò)“四步走”的教學(xué)設(shè)計(jì)描述了疫情下線上的一堂課的授課過(guò)程，整個(gè)設(shè)計(jì)注重學(xué)生的感受，從學(xué)生的需求出發(fā)，時(shí)刻秉持“以學(xué)生為中心”的教育理念，克服了線上教學(xué)的諸多弊端，從而達(dá)到了良好的教學(xué)效果。盡管此次疫情給教育教學(xué)工作帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)，但同時(shí)也為未來(lái)教育的發(fā)展帶來(lái)了經(jīng)驗(yàn)和啟示。

當(dāng)前，要想更好的解決疫情及特殊情況下的教學(xué)問(wèn)題，需要做好以下幾件事情。一是需要建設(shè)在線平臺(tái)及在線課程，平臺(tái)和課程一定要是完善的，是經(jīng)過(guò)精心打磨的；二是將學(xué)術(shù)發(fā)展前沿或科研成果引入到課程內(nèi)容，增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性；三是強(qiáng)化與學(xué)生的交流互動(dòng)，提升互動(dòng)的有效性；四是探究不同教學(xué)方法和手段，引導(dǎo)學(xué)生探究式與自主性學(xué)習(xí)；四是強(qiáng)化課程設(shè)計(jì)，尤其注重學(xué)生能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新精神的塑造。五是強(qiáng)化教師培訓(xùn)，持續(xù)提升教師信息化教學(xué)能力。后疫情時(shí)代，線上教育與混合教育將進(jìn)一步發(fā)展，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”將成為主流教學(xué)模式。作為教育工作者，我們更要積極反思，不斷創(chuàng)新，提高信息素養(yǎng)水平，形成互聯(lián)網(wǎng)教育思維，運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)，有效應(yīng)對(duì)教育新常態(tài)，開(kāi)啟未來(lái)教育的大門(mén)。