孫華軍　于海春　戴金橋　景紹學

【摘 要】傳統(tǒng)的教學模式通常主要進行知識傳授，理論和實踐教學脫節(jié)嚴重。本課題組以項目式教學為載體，改革原《EDA技術》的教學模式和教學方法，優(yōu)化組合教學環(huán)節(jié)，合理設計教學內(nèi)容，融“教、學、做”為一體，結(jié)合工科專業(yè)工程應用型人才培養(yǎng)需求，強化學生實踐能力培養(yǎng)，使本專業(yè)學生的人才培養(yǎng)更吻合企業(yè)崗位用人需求。

【關鍵詞】項目教學法;EDA;CPLD

中圖分類號： G712;TP3-4 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）13-0090-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.13.040

Exploration and Research on Teaching Reform of EDA Technology with Project-based Teaching as the Carrier

SUN Hua-jun YU Hai-chun DAI Jin-qiao JING Shao-xue

（School of Physics and Electronic Electrical Engineering， Huaiyin Normal University， Huaian Jiangsu 223001， China）

【Abstract】Traditional teaching mode mainly focuses on the knowledge transmission， causing serious diconnetion between the theory and the practice teaching. Project-based teaching as the carrier， the project team reforms the original “EDA technology” teaching mode and teaching method， optimizes combinations of teaching link， and reasonablly designs teaching content. With the achievement of fusion of “teaching， learning and doing”， combining with the professional engineering applied talents training needs， strengthening the students practical ability training， it helps to make the students in this major training is more consistent with the enterprise post demand.

【Key words】Project teaching method; EDA; CPLD

0 引言

隨著社會發(fā)展的需要，以及我校對“產(chǎn)、學、研相結(jié)合”的辦學思想的理解加深，對部分課程課堂教學進行改革顯得尤為重要。

項目教學法，指的是師生通過共同實施一個完整的“項目”工作而進行的教學活動，采取小組討論、協(xié)作學習的方式，通過“項目任務”這一主題，以實際的任務來驅(qū)動學生的學習，通過完成活動，達到掌握新知識和培養(yǎng)解決問題能力的目的。隨著社會對高等教育要求的不斷提高，工科專業(yè)越來越多采用項目教學法來培養(yǎng)學生的實踐能力以及團隊合作能力。

EDA（電子設計自動化）技術是電子信息類專業(yè)的核心課程，是一門實踐性很強的課程，是以計算機為工具，設計者在EDA軟件平臺上，實現(xiàn)原理圖的繪制、電路板的設計、電路的模擬和仿真、可編程 ASIC 芯片的設計等等，一般使用的主要軟件有：Protel（制作印制電路板）、Multisim（電路圖仿真）、Quartus（編譯調(diào)試仿真VHDL程序）等。

項目教學在《EDA技術》課程中的主要應用思路是：將課程中的知識內(nèi)容轉(zhuǎn)化為若干個教學項目，圍繞著項目組織和展開教學，使學生直接參與項目全過程。師生通過共同實施一個完整的“項目”工作來進行教學活動，在實踐的過程中穿插理論的講解，從而更易于使學生理解和掌握教學內(nèi)容。

1 基于項目教學法的課程教學改革

1.1 教學方式改革

《EDA技術》是一門實踐性很強的課程，在項目驅(qū)動式教學方式下，本課題組決定采取大班授課、小組討論的教學方式。

在教學內(nèi)容安排上，先介紹CPLD和VHDL的基礎知識，然后進行項目式教學。學生自由組合、4人一組，在老師指導下按小組進行項目選題，并進行電路設計，軟件仿真，元器件焊接，作品調(diào)試。課程結(jié)束時提交選題設計作品，作為課程成績考核的重要依據(jù)。在教學中注重實踐，組織學生參觀SMT生產(chǎn)線。

項目實施部分按四名同學一個小組合作實施。項目選題時鼓勵學生自行尋找選題，增加學生興趣，拓寬知識面。自行選題必須請老師把關，經(jīng)老師確認后才可以實施項目。

項目選題完成后，電路設計環(huán)節(jié)計劃把學生組織到機房上課，一人一機;調(diào)試環(huán)節(jié)計劃把學生組織到物電學院實訓室上課，一人一個工位，焊接與調(diào)試都十分方便。借助實驗室的實驗設備和互動平臺，給學生創(chuàng)造更多的互動學習機會。

1.2 修訂教學大綱

根據(jù)項目式教學的要求，課題組計劃修訂教學大綱，并對教學課時重新分配，如圖1所示。

1.3 以項目作品為主，上機考試與過程質(zhì)量監(jiān)控相結(jié)合，探索考核方式改革

改變傳統(tǒng)考核方式，采用以項目作品為主，與上機考試相結(jié)合的形式進行學生成績考核。這樣不僅掌握了學生的實際情況，讓考試不單停留在死記硬背的層面，而是確實學到了一些東西，并提高了動手能力。具體做法如下：

1.3.1 項目作品

學生在開學時就分成小組，每個小組選擇合適的項目，自行設計電路、制板、焊接并調(diào)試。

項目作品驗收考核時，采用匯報答辯方式，課題組成員作為評委。評委主要考核項目設計原理是否清楚，作品功能是否實現(xiàn)，電路布線是否合理，元件焊接是否結(jié)實、美觀等，綜合判斷成績。

1.3.2 上機考試

在上機考試的安排上，按班級分組，老師出20道難度相當?shù)目碱}，考題的內(nèi)容盡可能涵蓋重要的知識點。由老師指定或?qū)W生抽簽得到考題，一人一題，在規(guī)定的2～3個小時內(nèi)上機完成。

1.3.3 過程質(zhì)量監(jiān)控

由于每組有4個成員，每位同學對課程內(nèi)容具體的掌握情況，以及實際投入工作量的多少，如何進行準確評價難度較大。計劃采取以下幾個措施：

（1）明確項目組每位同學的具體分工，任務分解到每位同學;

（2）項目作品驗收時評委老師隨機提問，根據(jù)回答情況判定知識掌握情況;

（3）嚴格考勤。

成績計算方法：項目作品*40%+上機考試*30%+實驗*20%+過程質(zhì)量監(jiān)控*10%

1.4 突出教學實踐

沒有實踐就談不上應用，EDA技術對于實踐要求很高，要以實踐為主導，課題組計劃將課堂搬到實驗室或生產(chǎn)實踐中去。

課題組將組織學生到物電學院電子實訓室焊接項目作品，參觀物電學院SMT生產(chǎn)線。在實習中，學生將對印刷電路板的制造工藝和裝配工藝有所了解，并能親眼看到波峰焊和回流焊的工藝，這樣彌補課堂教學的不足，讓學生加深對課程的理解。

2 基于項目教學法的課程教學改革實施

2.1 項目設計

采用項目教學法教學，項目直接影響教學效果，因此，項目設計、編排非常關鍵。首先，項目設計要有明確的目標，要求教師在學習總體目標的框架上，把總目標細分成一個個的小目標，并把每一個學習模塊的內(nèi)容細化為一個個容易掌握的項目，通過這些小的項目來體現(xiàn)總的學習目標。

其次，項目設計要符合學生特點，不同學生接受知識的能力往往會有很大的差異，教師進行項目設計時，要從學生實際出發(fā)，充分考慮學生現(xiàn)有的知識水平，認知能力、年齡、興趣等特點，做到因材施教。

再次，項目設計要注意分散重點、難點。掌握知識和技能是一個逐步積累的過程，在進行項目設計時，要考慮項目的大小、知識點的含量、前后的聯(lián)系等多方面的因素。

最后，以布置項目的方式，引入有關概念，展開教學內(nèi)容。在傳統(tǒng)的教法中引入有關概念時往往是按提出概念-解釋概念-舉例說明的順序。在項目教學法中引入新概念、新知識時，應以學生的認知為規(guī)律，以布置項目——介紹完成項目的方法——歸納總結(jié)的順序引入有關概念，展開教學內(nèi)容。

2.2 項目教學實施

具體實施時，通過理論教學中10-15個項目的講解，實踐教學中6-8個項目的完成，以及課程設計中1個自選項目的設計制作，使學生充分掌握可編程邏輯器件的相關知識。

2.2.1 理論教學

理論教學中，相關項目的完成主要以教師為主體，以教師的講解為主。實施步驟為：

（1）對具體項目目前的研究現(xiàn)狀和市場前景進行講解。

（2）講解本項目完成過程中所需要用到的相關CPLD/FPGA的軟硬件知識。

（3）要求學生思考項目完成的方法、步驟，并利用課堂進行交流、討論。

（4）教師對學生的交流討論進行評價，并按照交流和討論的結(jié)果逐步給學生講解項目的具體完成步驟。

2.2.2 實驗教學

實驗教學中，具體項目的完成主要以學生為主體，以學生的自行完成為主。實施步驟為：

（1）布置具體的實驗項目，給出項目設計的任務書。

（2）學生查閱相關項目的背景資料——決定設計方案——選擇元器件——硬件電路構(gòu)建——軟件編程——系統(tǒng)仿真——撰寫設計報告。

（3）根據(jù)學生的完成情況和撰寫的報告，教師對學生項目完成過程中的設計方案、硬件電路結(jié)構(gòu)、軟件編程的思想進行總結(jié)評價。

實驗教學參考項目：

2.2.3 課程設計

課程設計中，充分調(diào)動學生的積極主動性，完全以學生為主體，教師主要負責對學生完成的情況進行總結(jié)和評價。實施步驟為：

（1）學生自擬題目。

（2）上交實驗選題，教師審批。

（3）學生自己查閱資料，擬定任務書，進行軟硬件規(guī)劃設計，完成仿真，制作電路板，焊接元器件，最后完成成品。

（4）組織相關教師對學生的作品進行答辯驗收。

3 結(jié)束語

通過以上一系列的教學改革步驟的實施，經(jīng)過兩年的建設，項目組順利完成了《以項目教學為載體的〈EDA技術〉教學改革探索與研究》教學改革任務，實現(xiàn)了課程教學改革的最終目標。近三年主講教師獲江蘇省微課教學比賽三等獎1項，校青年教師教學比賽一等獎1項;學生申報大學生創(chuàng)新項目10多項，獲得全國大學生電子設計競賽江蘇賽區(qū)一等獎1項、二等獎各3項，校優(yōu)秀畢業(yè)論文2項?！禘DA技術》是一門和實際密切結(jié)合的課程，實際應用性很強，通過項目法的實施，讓學生把理論學習和實際很好的結(jié)合起來，積極調(diào)動了學生從事電子設計開發(fā)的積極性，從傳統(tǒng)的教師要學生學轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生自己要學，充分體現(xiàn)了專業(yè)的特點，為學生今后走向工作崗位，從事數(shù)字系統(tǒng)的研發(fā)設計打好了基礎。

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