电子设计自动化运用案例教学革新:革新的案例

电子设计自动化运用案例教学革新

一、在电子设计自动化教学中引入案例教学法的必要性 传统的电子设计自动化课程的教学往往采用讲授法，以 “教”为中心，即以教师为主体，由教师提供教学资料，组 织和控制教学过程。“教法”制约了“学法”，造成学生只 能“照葫芦画瓢”，完全被动，使学生的知识迁移能力大大 下降，阻碍了学生创造性的发挥，不利于培养学生独立思考、 分析、解决问题的能力［2］。案例教学法则通过教师采用 案例引导来说明理论知识，学生通过案例的研究分析加深对 理论知识的理解。在教学实践中通过深入讨论，激发学生的 兴趣，增加他们的感性认识，提高他们的分析、归纳、总结 能力。在电子设计中，对于同一工程可能有不同的设计方案， 因此，围绕同一案例，促使学生思考，激发学生的潜能非常 重要。此外，在教师指导下学生通过对电路实例故障的思考、 分析和辩论，就问题做出判断和决策，可以进一步提高学生 思考、分析和解决问题的能力。教学过程不仅是学生掌握知识的过程，更是学生学会学习、获得经验、启发创造、激励 探索、提高能力的过程。在电子设计自动化的教学中引入案 例教学法，对于适应课程的实践性和综合性要求，解决课时 少、容量大的矛盾，调动学生学习的自觉性和主动性，提高 学生自学能力和实践能力，改善教学效果，大有裨益。

二、电子设计自动化教学中案例设计及选择的原则 案例教学法以案例为教学的起点，选择恰当的案例是成 功实施案例教学的前提。案例也称个案、个例、事例或实例， 具体来讲是指社会存在的、能够对教学中的基本理论或原理 进行说明、阐述、分析以及引起争鸣讨论的行为或事件［3］。

教学案例的选择直接影响教学效果的优劣。案例教学的目的 是让学生在“做中学”，通过案例操作，掌握课程中的理论、 原理、操作方法、技巧等，加深对课程重点和难点的理解和 掌握［4］。一般而言，在选择电子设计自动化课程的案例 时应把握以下原则。

(一)针对性 教师在课前要依据教学目标有针对性地选择案例，做到 有的放矢。案例的内容要与知识点有机结合。此外，还要考 虑案例在教学环节中的适用性。

(二)实效性 电子设计自动化技术的发展非常迅猛，教师要多选用一 些紧扣时代脉搏的典型事例作为关注点，这样可以点燃学生 的学习激情。(三)趣味性 从案例内容来讲，趣味性是可读性的主要元素;从学生 心理来讲，趣味性可以启发学生的学习动机。因此，所选案 例应生动有趣，内容丰富多彩，贴近学生生活。

(四)适中性 案例的选择要考虑学生的年龄特征和认知水平，做到难 易适当。太难的案例往往使学生因知识储备不足而无从下手， 进而丧失参与的兴趣;太简单的案例，不仅降低了教学的要 求，而且也无助于学生思维的锻炼。

(五)完整性 案例教学不同于通常教学中的举例，其最大区别是案例 具有完整性、综合性特征。

三、案例教学法实施实例 案例教学法是一种与传统的教学方法迥异并且有诸多 优点的教学方法。尽管这种教学方法可以迁移到电子设计自 动化的教学中，但如果教师对此不做深入的探究，实施起来 很容易陷入误区。作为一种比较成熟的教学方法， 案例教学法具有相对稳定的操作模式(见图1)。下面笔 者以图形输入和文本输入混合设计这一教学环节为例，谈谈 电子设计自动化课程教学中案例教学法的实施过程。(一)案 例设计 对于这一教学环节，笔者设计了一个生活中常见的四人 智力竞赛抢答器的案例。以此为契机，指导学生阅读案例要求，力求引起学生的反应，唤起学生的问题意识，为下面的 讨论、交流奠定基础。

(二)案例分析与功能分解 笔者首先对相关资料用多媒体展示，引出数字电路设计 过程，提出自上向下的设计思想，并用多媒体演示框图，然 后与学生一起分析讨论，即以半开放式分析，指导学生从数 码显示器到译码器、编码器分步设计电路［5］。这时教师 要对学生提出预先设计好的问题，例如如何使译码器正确显 示三号和四号选手的数码3、4，以及如何使译码器和编码器 正确衔接，通过人为地在电路中设置故障，引导学生围绕问 题对案例进行分析，促使学生运用理论知识和实验技能进行 独立思考和分析，发挥学生在教学过程中的主体作用，逐步 提高学生分析问题和解决问题的能力。在这个阶段，根据实 际情况引导学生从多角度进行独立思考或小组讨论。

(三)设计理论与方法讨论 经过前面的“思维过程”，学生的情绪达到了亢奋状态， 急需交流自己的所看、所思、所想、所惑，急需针对老师提 出的问题发表自己的看法。这时，笔者安排学生汇报分析结 果，并组织学生评议。之后，再对案例进行全面、深刻的分 析、讲解、释疑，概括出规律性的知识，帮助学生形成完整 的认知体系。

(四)案例综合评价，提升学习水平 学生在分析案例的过程中经常会跟着思维惯性走，这样在认识上难免产生一些偏差。为了规避这些偏差，笔者运用 多种方式从阅读案例的能力、分析案例的能力、已有经验、 合作参与意识、思维拓展情况、知识迁移能力、语言表达能 力等方面对学习活动的整个过程进行了总结、评价、反馈， 促使学生查缺补漏，自我改进。

(五)及时进行总结反思 在案例学习结束后，笔者要求学生简要写一个案例学习 总结报告。该报告中包含是否达到案例设计的目的和要求;
在案例的基础上是否有拓展和创新，并写出创新和拓展的内 容与方案;对设计中仍然存在的困惑，通过反思进一步加深 对案例的认识，真正做到理论和实践的相结合［5］。

而笔者在课后也及时地从以下几方面进行总结，以便更 好地在教学实践中运用案例教学法，包括案例的选择是否合 理，换成其他案例效果如何?教师的组织是否到位，学生的 参与程度如何?案例分析是否深刻?讨论氛围是否和谐?评价 是否科学合理?创新、不足之处分别在哪里等。这样的总结 和反思具有批判性和总结性的属性，有助于使教和学双方都 显得有活力，形成一种较好的良性循环。在电子设计自动化 的理论授课过程中，我们实施了案例教学法，学生很好地掌 握了本门课程的重点内容EDA设计软件及VHDL语言。在电子 设计自动化的课程设计中同样采用了案例教学法，学生发挥 主观能动性做出了各种各样的作品。通过案例教学法的实施， 学生在系统设计、方案论证、整机装调、选用新器件及创新能力与合作精神等方面得到了全面提高，学习过电子设计自 动化这门课程的学生中有多人因为熟悉了现代数字系统的 设计方法，有很强的思维能力及电子产品开发、设计制造、 故障分析及调试维修的能力，在全国大学生电子设计大赛以 及大学生桃战杯中曾获得全国一、二等奖及河南省一、二、 三等奖。这类学生在毕业设计和科研中，独立工作的能力较 强，有很强的团队协作精神，受到了教师的欢迎和好评，在 应聘时全被用人单位优选。

四、电子设计自动化课程案例教学法中需要注意的问题 案例教学法作为一种交互式教学方法，能够调动学生学 习的积极性、主动性和自觉性，提高理论知识的学习效率， 促进学生思考能力和实际操作能力的提高。但在实施过程中 也发现一些需要注意的问题，主要有以下几方面。

1．案例教学法不能替代传统的理论学习和讲授，在课 时安排上要兼顾理论讲授和案例教学，教学方法本身并不具 有普遍意义任何一种教学方法都有一定的适用性，案例教学 法也不例外。电子设计自动化技术具有综合性、实践性、工 具性、时代性等特点，基于这些特点，教学过程可采用多种 教学方法。但无论采用哪种方法，都要考虑到教学方法本身 的特性以及教学内容的需求。在电子设计自动化课程的教学 中，案例教学的比例不能强求，要因内容不同而选择适当的 教学模式。基本概念、基本原理和基本方法必须通过课堂讲 授，要注意适当的选择案例，选择合适的讨论内容。2．案例教学法就目前的运用效果来看，仍然存在一些 局限性案例的合理设计，特别是内容丰富、结构新颖、可以 举一反三、触类旁通的有典型代表意义的案例设计较为困难， 需要教师花大量的时间和精力。学生长期接受传统的讲授法 教学模式，学习积极性不高，难于适应勤于思考，踊跃发言 探讨的案例教学模式，所以教师要善于引导，牢牢把握教师 主导、学生主体的宗旨，要采用多种教学手段，营造良好的 学习氛围，避免教学过程中的冷场。

3．不能将案例教学法和举例教学法混为一谈举例教学 法是从理论联系实际的角度出发，在讲解理论时列举一些典 型的例子来说明理论。而案例教学法以案例为基础，通过师 生的分析、讨论、交流，旨在发现案例中所蕴涵的基本理论 或原理。

4．组织实施过程名不符实在研究的过程中，笔者还发 现了这样一些情形:有些教师在课堂上引用了案例，但教学 方式依然是传统的“灌输式”教学;有些教师在课堂上只把 案例呈现给学生，教师不引导、不总结，甘做“甩手掌柜”;
还有些教师招呼学生漫无边际地议论一番，并未把握问题的 实质。

5．在教学中要尽量创造条件，如能提供模拟仿真的环 境、教室、座位的布置等案例教学要求教师具备相当的知识、 经验和技巧，能营造一种以学生为主体的环境氛围。