《EDA技术》课程的线上一课

林智慧，唐亮，王海云

（西安思源学院电子信息工程学院，陕西西安，710038）

0 引言

2020年初的新冠疫情，打破了传统的教学模式。随着教育部《关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见》的印发，各大高校陆续开始了线上教学，用实际行动践行了“停课不停教、停课不停学”。线上教育的开展虽然不是去年才开始提出的，但如此大规模地渗透到全国大中小学的课堂，还是首次，如何行之有效的进行教学是摆在所有教育者面前的具体问题。尽管线上教学也有它的弊端，比如：互动性较差、学生注意力不集中、影响视力等等，但在疫情防控不能放松的社会背景下，线上教学及线上线下混合教学仍然是当下乃至今后很长一段时间内不可或缺的教学方式。

线上教学，对教师和学生的要求都更高了，尤其教师。在正式授课前，教师要做好充分的备课，包括授课具体内容、课程设计、课程实施、教学方法、交流互动等等。本文以《EDA技术》课程中 “原理图设计”课次为例，通过创新多元教学情境来组织课堂教学。具体的教学实施过程中采用了“四步走”路径，进而保证线上教学质量“不掉线”。

1 画竹必先成竹于胸

本次课程的内容是“原理图设计”，虽然本次课程内容偏实践，但同样也需要理论知识作为支撑。所以，课程开始要引导学生从概念上了解QUARTUS II的开发设计流程，如图1所示。

图1 QUARTUS II原理图设计流程

流程的第一步是原理图编辑，但进行编辑的前提是要熟悉原理图的编辑开发环境QUARTUS II，包括工程软件界面、工程建立、输入源文件等。此部分讲解可以语言描述，但为了能够让学生们能够有直观的认识和感受，课件上呈现的内容基本都是图片配点睛文字形式呈现。众所周知，人脑处理图片信息是同步进行的，而处理文字信息则是循序渐进、一步一步完成的，而且一篇文字下来，大部分人只记住了其中的20%。而且随着上网课频次的增加，同学们很难集中注意力持续关注、吸收那么多文字信息的。

但值得注意的是，老师在选取图片的时候要注意图片也应该与文字相互作用，文字如何诠释并指示图片是两者有机结合的基本要求，只有两者配合得好，才能迸发出完美的图示效果，才能保证学生的学习效果。如图2、图3所示。

图2 QUARTUS II界面

图3 工程建立步骤1

2 他山之石可以攻玉

通过第一步的讲解，同学们对开发环境及原理图输入有了直观的感受，心里大概清楚了操作流程，此时结合一段视频的操作，让学生跟随视频里的节奏从被动听讲转向动态画面冲击，既缓解了注意力疲劳，又能更深层次的对第一步的知识进行理解和把握。此段视频是经过精心挑选的，所传递的内容和此次授课内容吻合度很高，且该网站视频无广告，可以放心使用。

结合当前的学情，当代大学生是网络原住民，与生俱来的互联网基因，让网络媒介环境注定成为他们生活的重要组成部分，他们中的绝大部分都对短视频类的新生事物感兴趣，在线上课堂引入与教学内容相关的视频，可以说这是新生事物与教学的一次完美结合。视频中涉及在QUARTUS II开发环境中如何建立工程、进行原理图输入设计、编译及仿真几个关键知识点。通过视频演绎，学生对原理图的设计流程已经留下了深刻的印象。

图4 视频播放初始界面

3 绝知此事要躬行

经过了前面的“两步走”，学生已经基本掌握了本次课的主要内容，对于正常的授课来说，接下来就该学生实际动手操练了。但此刻是在线直播，学生没办法也没有条件进行在线演习，那就让老师“代劳”吧。

早在线上课开始之前，早就已经安装好并调试好了软件，学生听着老师熟悉的讲解声音，看着老师一步一步将工程建立起来、原理图搭建起来、编译仿真出了正确的结果，成就感倍增，这也正是遵从了以学生为中心的教学理念，从学生角度来思考和诠释教学设计过程。

人们常说重要的事情说三遍，同样的知识点，通过前三步的设计，学生了然于胸，记忆深刻，课后通过复习或者有条件的同学在自己电脑上再次进行操练，相信同学们很好的掌握了本次课的知识点，也能从线上教学到线下教学进行很好的过度和衔接。

图5 设计好的原理图

图6 原理图仿真结果

4 实践出真知

为了便于引导学生真正将学习到的理论知识和实际应用结合，搭建真实应用场景模拟工程实践，还可以将FPGA设计流程的最后一步适配与下载演示给学生看。限于所使用的平台只能录制屏幕，可以通过播放提前录制好的适配下载演示视频及验证结果给学生观看，使得学生真正完成从理论——仿真——实现的完美体验。

图7 FPGA开发板及演示

在线教学的过程中，还可以通过PPT的趣味性和师生及生生互动来调动同学们的积极性，保证学生注意力持续在线。课堂互动的形式多种多样，可以通过连线、讨论、做题等形式，也可以针对授课内容结合实例，引导学生思考，请学生回答问题，抑或是讲解作业，帮助学生答疑解惑等等。

图8 学生反馈

本次课通过以上的教学设计流程圆满结束，通过平台讨论区交流得知，学生已经完全掌握了本次课的知识要求，达成了本次课的教学目标。

5 总结

本文通过“四步走”的教学设计描述了疫情下线上的一堂课的授课过程，整个设计注重学生的感受，从学生的需求出发，时刻秉持“以学生为中心”的教育理念，克服了线上教学的诸多弊端，从而达到了良好的教学效果。尽管此次疫情给教育教学工作带来了前所未有的挑战，但同时也为未来教育的发展带来了经验和启示。

当前，要想更好的解决疫情及特殊情况下的教学问题，需要做好以下几件事情。一是需要建设在线平台及在线课程，平台和课程一定要是完善的，是经过精心打磨的；二是将学术发展前沿或科研成果引入到课程内容，增强教学内容的先进性；三是强化与学生的交流互动，提升互动的有效性；四是探究不同教学方法和手段，引导学生探究式与自主性学习；四是强化课程设计，尤其注重学生能力的培养和创新精神的塑造。五是强化教师培训，持续提升教师信息化教学能力。后疫情时代，线上教育与混合教育将进一步发展，“互联网+教育”将成为主流教学模式。作为教育工作者，我们更要积极反思，不断创新，提高信息素养水平，形成互联网教育思维，运用现代教育技术，有效应对教育新常态，开启未来教育的大门。