陳曙光

徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇徐州 221008

“項(xiàng)目教學(xué)法”在EDA技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用

陳曙光

徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇徐州 221008

與傳統(tǒng)的教學(xué)方法相比,項(xiàng)目教學(xué)法以其自身的優(yōu)點(diǎn)被越來(lái)越多的高等職業(yè)院校接受,并在教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)用。本文以CPLD開(kāi)發(fā)板為工程載體,通過(guò)4個(gè)子項(xiàng)目的教學(xué)實(shí)施過(guò)程，闡述了項(xiàng)目教學(xué)法在EDA技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用。項(xiàng)目教學(xué)法增加了學(xué)生的實(shí)踐機(jī)會(huì)，為高等職業(yè)教育培養(yǎng)更多的技能型創(chuàng)新人才起到重要的作用。關(guān)鍵詞：EDA技術(shù)；“項(xiàng)目教學(xué)法”；教學(xué)實(shí)施

EDA是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(Electrontic Design Automation)的縮寫(xiě),它是隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步而發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。它在電子技術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)主要包括：1.通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件解構(gòu)和工作方式重構(gòu)實(shí)現(xiàn)IC設(shè)計(jì)；2.以計(jì)算機(jī)為平臺(tái)，EDA軟件為工具實(shí)現(xiàn)PCB板的布局布線(xiàn)設(shè)計(jì)；3.通過(guò)EDA仿真軟件確定電子電路級(jí)設(shè)計(jì)方案的正確性和可行性。EDA技術(shù)的出現(xiàn)，極大地提高了電路設(shè)計(jì)的效率，減輕了設(shè)計(jì)者的勞動(dòng)強(qiáng)度。目前在各大公司、企事業(yè)單位和科研教學(xué)部門(mén)廣泛使用，如汽車(chē)、電子、機(jī)械、軍事、礦產(chǎn)及醫(yī)學(xué)等。作為高等職業(yè)院校的電子類(lèi)學(xué)生掌握現(xiàn)代電子電路的設(shè)計(jì)方法就顯得尤為重要。另外，為了實(shí)現(xiàn)高技能應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，各高職院校都在進(jìn)行新的教學(xué)方法的改革，項(xiàng)目教學(xué)法以其自身的優(yōu)點(diǎn)被很多課程教學(xué)所采用。本文介紹了我院對(duì)電子信息工程專(zhuān)業(yè)EDA技術(shù)課程項(xiàng)目教學(xué)改革的嘗試。

一、“項(xiàng)目教學(xué)法”

教育專(zhuān)家弗雷德?海因里希教授提出的項(xiàng)目教學(xué)法，是指師生通過(guò)共同實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。來(lái)源于工程實(shí)踐中的項(xiàng)目，是指生產(chǎn)一件具體的、具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的產(chǎn)品；該產(chǎn)品在生產(chǎn)的過(guò)程中應(yīng)該具備以下條件：1.該工作過(guò)程可分解出適合學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容，并且能夠?qū)⒗碚撝R(shí)和實(shí)際技能有效地結(jié)合在一起；2.與企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程或現(xiàn)實(shí)的商業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)有直接的關(guān)系；3.要學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行計(jì)劃，組織和實(shí)施，并且在工作過(guò)程結(jié)束后要有明確而具體的成果，這里不以成果的正確性作為惟一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；4.在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生不僅要運(yùn)用新學(xué)習(xí)的知識(shí)、技能，而且還要調(diào)用已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)、技能并能將散碎的知識(shí)點(diǎn)融匯使之變成我們所能夠使用的產(chǎn)品；5.對(duì)于工作過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，需要同學(xué)們通力合作，共同克服困難；6.項(xiàng)目完成時(shí)，師生共同交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和方法，并對(duì)項(xiàng)目工作成果作出公正的評(píng)價(jià)。在項(xiàng)目教學(xué)過(guò)程中，發(fā)揮了學(xué)生的自身潛力，增進(jìn)了師生的感情，提高了學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神，同時(shí)在學(xué)習(xí)過(guò)程中完成了學(xué)生的素質(zhì)教育。

二、“項(xiàng)目教學(xué)法”在EDA技術(shù)中的應(yīng)用

EDA技術(shù)是一門(mén)工程實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課，要求學(xué)生具有電子小系統(tǒng)設(shè)計(jì)及制作的能力，根據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律、對(duì)電子產(chǎn)品熟悉的程度，專(zhuān)業(yè)知識(shí)的儲(chǔ)備情況，并且注意到了項(xiàng)目的難易程度，知識(shí)的關(guān)聯(lián)性等因素，綜合考慮進(jìn)行項(xiàng)目載體的篩選，最終確定了第一信號(hào)鑒別電路、流水燈以及CPLD開(kāi)發(fā)板等項(xiàng)目作為本門(mén)課程的工程載體，下面就以CPLD開(kāi)發(fā)板為例，介紹“項(xiàng)目教學(xué)法”在該門(mén)課程教學(xué)中的應(yīng)用。

1. CPLD開(kāi)發(fā)板學(xué)習(xí)情景設(shè)計(jì)

根據(jù)CPLD開(kāi)發(fā)板電路功能，將其劃分為4個(gè)學(xué)習(xí)子情景，包括供電電路設(shè)計(jì)制作、顯示電路設(shè)計(jì)制作、開(kāi)關(guān)電路設(shè)計(jì)制作以及串口電路設(shè)計(jì)制作。CPLD開(kāi)發(fā)板設(shè)計(jì)的軟件環(huán)境為PowerLogic5.0&PowerPCB5.0，開(kāi)發(fā)板項(xiàng)目的解構(gòu)和重構(gòu)如圖1所示。

圖1 CPLD開(kāi)發(fā)板(項(xiàng)目載體)的解構(gòu)與重構(gòu)

2.子情境教學(xué)實(shí)施過(guò)程(1)子情境電路元件制作①供電電路設(shè)計(jì)制作

供電電路由開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓器LM2576、肖特基二極管IN5819、儲(chǔ)能電感、輸入和輸出電容等元件構(gòu)成。在PowerLogic5.0中，繪制電源電路元件的邏輯封裝并且建立相應(yīng)元件的元件類(lèi)型，同時(shí)為元件指定PCB封裝，如LM2576的PCB封裝為T(mén)O-220。

②顯示電路PCB設(shè)計(jì)制作

顯示電路由LED點(diǎn)陣顯示電路和LED動(dòng)靜態(tài)顯示電路組成，其中LED點(diǎn)陣采用4個(gè)8×8點(diǎn)陣拼在一起組成16×16點(diǎn)陣，可以顯示一個(gè)完整的漢字。2片74HC138組成4-16譯碼器做行掃描，2片74HC595級(jí)聯(lián)做列掃描，它們的PCB封裝為DIP16。

③開(kāi)關(guān)電路PCB設(shè)計(jì)制作

開(kāi)關(guān)電路由20個(gè)獨(dú)立按鍵電路和矩陣鍵盤(pán)電路組成，其中輕觸開(kāi)關(guān)組成4×4矩陣鍵盤(pán)電路，程序?qū)仃囨I盤(pán)進(jìn)行掃描，如果有任意鍵按下，立即讀出其鍵值，并在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)數(shù)值，PCB封裝采用SW(6×6)。20獨(dú)立按鍵作為數(shù)據(jù)輸入開(kāi)關(guān)，按鍵被按下時(shí)接地輸出低電平，抬起接入上拉電阻輸出為高電平，該功能使用戶(hù)熟悉數(shù)字系統(tǒng)中的0，1以滿(mǎn)足中規(guī)模數(shù)字電路設(shè)計(jì)要求，其PCB封裝采用DPDT-6。

④串口電路PCB設(shè)計(jì)制作

串口通信電路由PL2303及外圍電路，如50M晶體振蕩器、電阻、電容以及USB轉(zhuǎn)RS232插針等。其中PL2303采用28腳SSOP封裝，其余元件為常用插針?lè)庋b，串口通信電路如圖2所示。當(dāng)子情境中各個(gè)電路元件的類(lèi)型建立完成后，進(jìn)行CPLD開(kāi)發(fā)板的綜合PCB設(shè)計(jì)。

(2)CPLD開(kāi)發(fā)板的綜合設(shè)計(jì)

根據(jù)紙質(zhì)電路原理圖，將新建立的元件類(lèi)型調(diào)入原理圖繪制軟件PowerLogic5.0中,進(jìn)行電氣連線(xiàn)。原理圖繪制完成,根據(jù)設(shè)計(jì)要求將其生成網(wǎng)絡(luò)表并傳送到PowerPCB5.0中進(jìn)行PCB設(shè)計(jì),布局布線(xiàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 CPLD開(kāi)發(fā)板PCB設(shè)計(jì)結(jié)果

3.考核方案

CPLD開(kāi)發(fā)板電路設(shè)計(jì)由4個(gè)子情境構(gòu)成，根據(jù)子情境承載的知識(shí)點(diǎn)、項(xiàng)目性質(zhì)不同，考核比例分別占總項(xiàng)目的30%，25%，25%和20%。子情境的考核由3部分組成：理論考核(15%)+項(xiàng)目質(zhì)量考核(70%)+平時(shí)成績(jī)考核(15%)。其中理論知識(shí)考核主要考核學(xué)生新知識(shí)運(yùn)用和已學(xué)過(guò)知識(shí)點(diǎn)調(diào)用的情況，一般可以通過(guò)研究性的習(xí)題完成；項(xiàng)目質(zhì)量考核主要考核項(xiàng)目工作過(guò)程中每位同學(xué)的表現(xiàn)以及完成項(xiàng)目的成果展現(xiàn)；平時(shí)成績(jī)考核包括考勤、平時(shí)學(xué)習(xí)態(tài)度及能力表現(xiàn)等。

三、結(jié)束語(yǔ)

基于建構(gòu)主義的“項(xiàng)目教學(xué)法”使學(xué)生成為了認(rèn)知的主體，是知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)者；學(xué)生通過(guò)主動(dòng)搜集和處理信息，培養(yǎng)了獲取新知識(shí)的能力，分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及交流合作能力?！绊?xiàng)目教學(xué)法”在高等職業(yè)教育教學(xué)中的應(yīng)用，對(duì)高技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)具有重要的意義。

[1]SSR213.項(xiàng)目教學(xué)法[DB/OL].http://baike. baidu.com/view/2062970.htm?fr=ala0_1,2009.3 .31

[2]房漢雄，郭福三，齊懷琴.項(xiàng)目教學(xué)法在EDA課程中的應(yīng)用[J].高師理科學(xué)刊，2009，1

[3]許德志.項(xiàng)目教學(xué)法在數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用[J].常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2008,4:87～90

2010-05-28

陳曙光，碩士，講師。