电子设计自动化双语课程的对话式教学初探
摘 要：国际化的迅猛发展，客观上要求我国高校培养的EDA人才具有很强的国际交流能力。对电子设计自动化专业课程进行双语教学，努力构建师生之间全方位互动对话式的教学模式，必将有助于实现人才培养目标。本文讨论“电子设计自动化”课程双语教学过程中的对话式教学的意义、困难及改善措施，在合理选用外文原版教材、实施多媒体教学、开放教学方式等方面提出了一些思考。
关键词：电子设计自动化；双语课程；对话式教学
一、引言
电子设计自动化，英文缩写EDA（Electronic Design Automation），是电子设计过程中应用计算机技术进行设计开发的一门新技术，在电子电路的设计和仿真、可编程器件的编程、集成电路的版图设计和印刷电路板（PCB）的设计中被广泛应用。EDA课程是一门重要的电子信息类专业课程，该课程有很强的实践性和应用性。随着信息产业的迅速发展，新的算法和新的器件不断出现，因此EDA课程在电子信息类专业课程体系中的重要性越来越突出，但是与电子设计自动化有关的文献和器件手册基本上都是用英文撰写或者是英文的缩写，软件平台大部分都是非汉化的英文软件。鉴于此，对EDA课程进行双语教学是非常重要和有实际意义的，对提高学生EDA课程学习的效果以及专业外语水平都能起到非常重要的作用。通过课程学习可以让学生掌握电子线路CAD的基本方法和基本技能，培养学生的动手能力和实践操作能力，为今后从事与本专业相关的技术工作打下良好的技能基础。
二、EDA课程的特点
当前，计算机辅助分析与设计（CAD）已广泛应用于各个相关领域，成为当前电子线路设计的主要技术工具。EDA是CAD技术应用于电子信息工程领域中一门新技术，它的广泛应用极大地推动了电子工业和集成电路行业的发展，已成为电子工业中尤其是IC行业中必不可少的一项技术。EDA技术提供了一种集计算机和电子技术为一体的有关电子线路的分析、设计和测试方法，它以大规模可编程逻辑器件（PLD）为设计载体，以硬件描述语言（HDL）为系统逻辑描述的主要表达方式，以EDA实验开发系统为设计工具，通过相关的应用软件自动地完成电子线路设计，最终形成IC或ASIC（专用集成电路）。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。电子设计自动化课程主要介绍了学习EDA所需的背景和基础知识，课程以友好和轻松的方式介绍了EDA行业和相关技术，介绍了EDA要解决的设计问题（相关行业需求）以及解决问题所需要的工具，还包括EDA应用软件的设计者以及为何EDA能成为电子产品和芯片设计关键的原因。
三、EDA双语对话式教学
1.教材的选用
教材是教师授课的主要资源，是教师和学生进行教与学的活动所依据的材料。国内的教材修订和更新往往周期较长，所以要开展多媒体双语教学，尤其是电子信息类的专业课程双语教学，教材的选择非常重要。本文认为，必须依托外语原版教科书，没有原版教材，尤其是电子信息类专业原版教材，教师和学生都无法了解大量的专业词汇和缩写的来源及原因，也就无法进行实质性的双语教学。为了选择一本合适的教材， 笔者将国外最新的几本权威英文原版教材与国内的相关教材进行了分析和比较，在此基础上选出适用于对话式教学的电子设计自动化双语教材——《电子设计自动化基础（英文版）》。该书是由机械工业出版社出版，教材的作者是美国的Mark D.Birnbaum，他分别在普林斯顿大学和东北大学获得BSEE和MSEE学位。作为EDA的使用者、管理者、开发者和工具制造者，他对这个主题具有独特的权威性。目前Birnbaum带领两个标准小组，并教授微电子学和EDA课程。因此，该教材已经被公认为EDA教学领域的权威双语教材。
该教材介绍了学习EDA所需的背景和基础知识，详细介绍了IC行业的发展及现状。该教材以友好和轻松的方式介绍了EDA行业及其相关技术，即使对于非专业读者，其内容也非常清晰易懂。因此本教材既可面向EDA、IC或相关产业中负责市场、销售、管理和财务等的非技术人员，同时也可以作为与IC设计相关课程的补充教材。另外，该教材提供了丰富的附录供读者参考，包括电子、IC、计算等方面的参考资料、相关资源和缩略语术语表。该教材的主要特点是：
（1）阐述EDA是如何产生并伴随IC产业及相关技术发展的。
（2）从EDA软件的用户和软件开发者的角度进行探讨，包括EDA软件行业商业模型、投资回报和评价工具。
（3）介绍了EDA各级工具：电子系统级工具（定义IC作用）、前端功能性芯片级工具（设计IC行为）、后端设计工具（实现IC物理布局）。
（4）讨论了EDA软件产业的发展趋势和面临的相关问题，包括面临的深亚微米挑战、片上系统的发展和知识产权保护。
（5）最后介绍了EDA的相关标准组织和出版物。
2.对话式教学方法和途径
所谓对话，是指一种民主平等的、坦率真诚的、主客体之间的言语交流活动，对话的各方相对独立，各自保持彼此的自尊。而“对话式”不仅仅是指言语上的对话，它还包括教师与学生、学生与学生之间思维的碰撞、肢体语言的交流和眼神的交流，它是多种意义上的对话，也指有效的对话等。换言之，对话式教学是一种民主、平等、坦率、真诚的信息交流，是教育者为深刻把握文本的言语、情感、内蕴而组织的师生之间、生生之间、师生与文本之间的一种多元交流活动，它从一开始就与民主、平等、坦诚、倾听等相伴而生。
长期以来，我国的工科课堂教学在本质上是“独白式”的，也就是认可教师在教学中的主导地位，剥夺了学生作为学习主体的地位与权利，从而造成了教师无法了解学生掌握知识的情况，同时也导致了学生的学习积极性不高。因此，对话式教学便成为现代教学改革的主流。
在本文选用的教材中，引入了一个刚刚进入EDA行业工作的大学生Nora作为贯穿全文的主人公，他急切想了解EDA公司的业务情况，在参加一次公司组织的聚会上开始向公司同事以及公司的客户进行对话，逐步了解了以下内容：EDA的用户和工具、EDA产业、EDA工具和设计概念、电子系统级设计工具、前端设计工具、后端设计工具、EDA的发展趋势等。
本双语课程让学生扮演Nora，作为一个大学毕业生感受在EDA公司的学习历程。教师扮演公司的同事以及客户，向Nora介绍和讲解公司的业务状况。这种双语教学过程能够充分调动学生学习的积极性，同时也提高了学生的专业外语水平，尤其是专业口语水平，对于今后学生进入外企工作并成为国际化专业人才，具有很好的培养效果。
同时，本课程还在课堂上让学生组建团队进行情景式教学。情景式教学能在教学过程中引起学生的直接注意并引起积极的情感体验，直接提高学生的学习积极性。生动活泼的情境与演示，能引起学生的情绪高涨，有利于学生学习动机的增强与知识的内化和强化，将情感等非智力因素转化为智力因素。作者所承担的课程中，让学生在团队中扮演不同角色的人员进行英语对话，以加强学生对教材内容的理解，同时也提高了学生的口语能力，培养了学生的团队精神，使学生在团结协作中实现优势互补。这样做不仅启迪了学生的思维，同时又为学生提供了交流信息、共同学习、展示自我的机会，使学生体验到团结协作、克服困难而获得成功的快乐，并对他们合作能力的培养、良好习惯的养成以及综合素质的提高都有较明显的效果，有助于学生成为实用型的人才。
四、结语
对话式情景双语教学是工科专业课程教学改革中出现的新事物。尤其是电子信息类的专业课程非常适合采用对话式情景双语教学方式，但是双语课程教学体系的建设、英语知识学习和应用是一个探索发展的过程。同时，学生对双语课的适应也是一个渐进和艰难的过程。
笔者经过一个学期的EDA课程的对话式情景双语教学，逐渐消除了学生阅读英文专业文献的畏难情绪，而且也使得学生对专业课程的学习兴趣大增。今后，笔者还将在双语课程的教材和课件等教学工作方面不断探索和总结，努力提高EDA课程的教学水平。
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基金项目：国家自然科学基金项目（61473334，61104062）。
作者简介：陆振宇（1976- ），男，南京信息工程大学电子与信息学院副教授，研究方向：智能系统、随机控制。
郭业才（1962- ），男，南京信息工程大学电信学院副院长，教授，研究方向：信号处理。