电子设计自动化课程课堂方案设计

陈华敏+任立民

摘要： 本文以精心设计的“三人表决器”这一项目的教学方案为例，对教学方案的教学目标、重点难点、学情分析、教材分析、教学过程设计及教学流程设计等方面作了详尽的剖析与描述，对项目教学法教学方案的设计起到了示范作用。

Abstract： This paper takes the teaching plan of the project of "three-man voter" as an example. The teaching objectives， key points and difficult points， analysis of the students， analysis of the teaching materials， teaching process design and teaching flow chart are analyzed and described in detail， which plays an exemplary role in teaching plan design of project teaching method.

關键词： 项目教学；电子设计自动化；方案

Key words： project teaching；electronic design automation；plan

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）34-0247-03

0 引言

教学方案是指教师在教学过程中对教学内容、教学方法、教学步骤以及要达到的教学效果等所进行的精心编排和设计，是教师对教材的认识和处理，以及对学生学习方法的指导，是进行课堂教学的实施方案[1]。一个好的教案不仅能指导学生“学会”，而且还引导学生“会学”，从而顺利地完成教学任务。因此，教学方案的设计就成为课堂教学的重中之重。在《电子设计自动化》教学中采用了项目教学法，通过具体的项目设计，实施“项目导向”教学模式，学生在老师的引导下，从每一个项目入手，在好奇心的驱动下，对理论知识进行学习，对项目任务进行设计，对实践操作进行实施，在“做中学”，在“学中做”，对培养学生的综合实践能力和创新思维能力具有积极的促进作用[2]。现将本人设计的基于项目教学法的“三人表决器”教学方案介绍如下。

1 教学目标

1.1 知识目标

熟练掌握VHDL程序的基本结构；掌握IF语句、CASE语句的格式及用法；理解IF语句和CASE语句的区别。

1.2 技能目标

①科研创新能力：本项目要在QUARTUS II软件下用编程的方式设计三人表决器的电路，并且可以采用多种编程方式来实现，深切地让学生体会到该设计方法的灵活性，开阔学生的视野，培养学生分析问题，解决问题的能力，培养学生的创造与创新理念。②电路设计能力： 通过进一步的学习，学生又掌握了利用一种编程语言VHDL来设计电路的能力，提高了学生电路设计能力。③分析问题、解决问题的能力： 通过在设计过程中不断提出问题，让学生分小组讨论并给出结论，让学生在思考的同时提高了分析问题和解决问题的能力。

1.3 情感目标

①树立专业自信：激发学生的学习兴趣，坚定学生从事电子行业的信念，培养学生对电子专业的热爱。②培养课程兴趣：通过创设情景、实物演示，提出三人表决器在各种选举和组织竞赛活动中的应用等问题激发学生对电路设计的好奇心和求知欲；通过自主完成整个电路的制作，体验成功的喜悦，增强自信心和成就感。③培养良好的学习习惯：针对学生的专业知识特点，采用多元化的教学方法，鼓励学生积极表达自己的想法，培养学生良好的学习态度和学习习惯。④培养创新精神：通过设计三人表决器，培养学生采用多种方案实现同一种电路的创新精神，体会到条条大路通罗马。⑤培养团队合作精神：通过小组合作的方式，大家互相取长补短，共同进步，共同提高，培养了大家的团队协作精神。

2 教学重点难点及解决方法

教学重点包括：IF语句、CASE语句的语句格式及注意事项；IF语句和CASE语句的区别；IF语句和CASE语句的具体应用。教学难点包括：IF语句和CASE语句的具体应用。

为了突出重点，突破难点，采取了以下方法：①课前“任务”导学：通过提前给学生布置预习任务让学生提前预习课本第4章《VHDL的主要描述语句》这部分内容，使学生在课前对VHDL的顺序语句的IF语句、CASE语句有所了解。②课中“内容”导教：课上借助图片、现场演示、软件仿真等手段进行导教，使授课内容更加形象、直观，配合课堂练习，加强学生对知识点的掌握。③课后“知识”拓展：推荐学生阅读参考书以及相关的网络资源并布置随堂作业，让学生开阔视野，加深对所学知识的理解。

3 学情分析

3.1 知识基础

本门课程的教学安排在第六学期进行，授课对象是电子专业大三的学生，他们已经学习了《单片机技术》、《专业软件选讲》、《检测与转换技术》等专业课，已经具备了一定的电子设计基础，好奇心强，动手能力较强，合作能力也很好，为本门课的学习打下了基础。学生之前学习过C语言，对学生理解VHDL语言有一定的帮助，但部分同学理论基础较差，对单纯的理论学习缺乏兴趣，所以要将理论和实践相相结合，帮学生克服理论基础薄弱问题。

学生在前面的课程中对VHDL程序的基本结构已经熟练掌握，对EDA技术的设计流程也已经掌握，并且有了一定的编程基础，在此基础上进行VHDL描述语句的学习水到渠成。

3.2 认知特点

大多数学生学习态度比较端正，有一定的自学能力和利用互联网查找资料的能力，同时对电子设计的兴趣较高，求知欲比较强烈。本门课程是学生以前没有接触过的用软件编程的方式来描述硬件电路的形式，学生经过前面几周的学习已经能理解这种语言和以往所学编程语言的不同。

3.3 学习风格

电子专业学生动手能力强，课堂气氛活跃，对电路设计的求知欲很强，但是有部分学生自我约束力较差，注意力不集中，自主学习能力和自我约束能力有待提高。

4 教材分析

本单元内容源自潘松主编的《EDA实用教程—VHDL版》（第五版），该教材属于“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材，适用于电子类相关专业使用。该注重实践、实用和创新能力的培养，注重教学选材的灵活性和完整性相结合，有助于学生掌握EDA的相关基础知识达到快速入门的目的。本次课以一个具体的三人表决器的项目为依托，讲解VHDL的IF语句、CASE语句等相关知识点。在教学内容上起着承上启下的作用，也是实现电路设计的语言工具和手段。

5 教学过程设计

基于项目教学法的“三人表决器”的教学过程设计如表1所示。

6 总结

总之，教师在编制教学流程、构思课的主旋律时，必须符合教育教学规律，使之结构巧妙，引人人胜。特别是要改变过去只考虑教师“如何教”，而忽视学生“怎样学”的做法[3]。“教”为“学”服务，教师的“教”要激发学生“学”的兴趣，精心设疑，发展求异思维，培养学生的自学能力，将理论知识和实践操作结合起来，让学生在“做中学”，老师在“做中教”。另外，在教学过程中应该采用多样化的教学手段，在采用“项目教学法”的同时，穿插使用实物演示法、启发式教学法、讨论式教学法等。将传统的老师讲学生听的模式改为以学生为主体的教学方法，增强学生对所学理论知识的认识，同时培养学生运用理论知识解决实际问题的能力，促进学生的自主学习能力。

参考文献：

[1]杨帆.建筑材料课在工学结合过程中引入项目教学法的方案设计探究[J].教学探索，2015（08）：102-103.

[2]徐学红.“项目导向”教学模式在EDA技术课程中的应用[J].中国电力教育，2013（28）：108-109.

[3]刘颖.基于项目教学法的高等数学教学改革方案及实施效果分析[J].廊坊师范学院学报（自然科学版），2015（06）：111-113.endprint