“項目教學(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

“項目教學(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,項目教學(xué)法以其自身的優(yōu)點被越來越多的高等職業(yè)院校接受,并在教學(xué)實踐中應(yīng)用。本文以CPLD開發(fā)板為工程載體,通過4個子項目的教學(xué)實施過程，闡述了項目教學(xué)法在EDA技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用。項目教學(xué)法增加了學(xué)生的實踐機會，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)；“項目教學(xué)法”；教學(xué)實施

EDA是電子設(shè)計自動化(Electrontic Design Automation)的縮寫,它是隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的不斷進步而發(fā)展起來的現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計方法。它在電子技術(shù)設(shè)計領(lǐng)域的貢獻主要包括：1.通過軟件編程實現(xiàn)對硬件解構(gòu)和工作方式重構(gòu)實現(xiàn)IC設(shè)計；2.以計算機為平臺，EDA軟件為工具實現(xiàn)PCB板的布局布線設(shè)計；3.通過EDA仿真軟件確定電子電路級設(shè)計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)計的效率，減輕了設(shè)計者的勞動強度。目前在各大公司、企事業(yè)單位和科研教學(xué)部門廣泛使用，如汽車、電子、機械、軍事、礦產(chǎn)及醫(yī)學(xué)等。作為高等職業(yè)院校的電子類學(xué)生掌握現(xiàn)代電子電路的設(shè)計方法就顯得尤為重要。另外，為了實現(xiàn)高技能應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，各高職院校都在進行新的教學(xué)方法的改革，項目教學(xué)法以其自身的優(yōu)點被很多課程教學(xué)所采用。本文介紹了我院對電子信息工程專業(yè)EDA技術(shù)課程項目教學(xué)改革的嘗試。

一、“項目教學(xué)法”

教育專家弗雷德?海因里希教授提出的項目教學(xué)法，是指師生通過共同實施一個完整的項目而進行的教學(xué)活動。來源于工程實踐中的項目，是指生產(chǎn)一件具體的、具有實際應(yīng)用價值的產(chǎn)品；該產(chǎn)品在生產(chǎn)的過程中應(yīng)該具備以下條件：1.該工作過程可分解出適合學(xué)生學(xué)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容，并且能夠?qū)⒗碚撝R和實際技能有效地結(jié)合在一起；2.與企業(yè)實際生產(chǎn)過程或現(xiàn)實的商業(yè)經(jīng)營活動有直接的關(guān)系；3.要學(xué)生發(fā)揮主觀能動性，對項目進行計劃，組織和實施，并且在工作過程結(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價標(biāo)準(zhǔn)；4.在項目實施過程中，學(xué)生不僅要運用新學(xué)習(xí)的知識、技能，而且還要調(diào)用已經(jīng)學(xué)過的知識、技能并能將散碎的知識點融匯使之變成我們所能夠使用的產(chǎn)品；5.對于工作過程中出現(xiàn)的問題，需要同學(xué)們通力合作，共同克服困難；6.項目完成時，師生共同交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗和方法，并對項目工作成果作出公正的評價。在項目教學(xué)過程中，發(fā)揮了學(xué)生的自身潛力，增進了師生的感情，提高了學(xué)生團隊合作精神，同時在學(xué)習(xí)過程中完成了學(xué)生的素質(zhì)教育。

二、“項目教學(xué)法”在EDA技術(shù)中的應(yīng)用

EDA技術(shù)是一門工程實踐性很強的專業(yè)課，要求學(xué)生具有電子小系統(tǒng)設(shè)計及制作的能力，根據(jù)學(xué)生認知規(guī)律、對電子產(chǎn)品熟悉的程度，專業(yè)知識的儲備情況，并且注意到了項目的難易程度，知識的關(guān)聯(lián)性等因素，綜合考慮進行項目載體的篩選，最終確定了第一信號鑒別電路、流水燈以及CPLD開發(fā)板等項目作為本門課程的工程載體，下面就以CPLD開發(fā)板為例，介紹“項目教學(xué)法”在該門課程教學(xué)中的應(yīng)用。

1. CPLD開發(fā)板學(xué)習(xí)情景設(shè)計

根據(jù)CPLD開發(fā)板電路功能，將其劃分為4個學(xué)習(xí)子情景，包括供電電路設(shè)計制作、顯示電路設(shè)計制作、開關(guān)電路設(shè)計制作以及串口電路設(shè)計制作。CPLD開發(fā)板設(shè)計的軟件環(huán)境為PowerLogic5.0&PowerPCB5.0，開發(fā)板項目的解構(gòu)和重構(gòu)如圖1所示。

圖1 CPLD開發(fā)板(項目載體)的解構(gòu)與重構(gòu)

2.子情境教學(xué)實施過程(1)子情境電路元件制作①供電電路設(shè)計制作

供電電路由開關(guān)型穩(wěn)壓器LM2576、肖特基二極管IN5819、儲能電感、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)元件的元件類型，同時為元件指定PCB封裝，如LM2576的PCB封裝為TO-220。

②顯示電路PCB設(shè)計制作

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

③開關(guān)電路PCB設(shè)計制作

開關(guān)電路由20個獨立按鍵電路和矩陣鍵盤電路組成，其中輕觸開關(guān)組成4×4矩陣鍵盤電路，程序?qū)仃囨I盤進行掃描，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獨立按鍵作為數(shù)據(jù)輸入開關(guān)，按鍵被按下時接地輸出低電平，抬起接入上拉電阻輸出為高電平，該功能使用戶熟悉數(shù)字系統(tǒng)中的0，1以滿足中規(guī)模數(shù)字電路設(shè)計要求，其PCB封裝采用DPDT-6。

④串口電路PCB設(shè)計制作

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封裝，串口通信電路如圖2所示。當(dāng)子情境中各個電路元件的類型建立完成后，進行CPLD開發(fā)板的綜合PCB設(shè)計。

(2)CPLD開發(fā)板的綜合設(shè)計

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

圖3 CPLD開發(fā)板PCB設(shè)計結(jié)果

3.考核方案

CPLD開發(fā)板電路設(shè)計由4個子情境構(gòu)成，根據(jù)子情境承載的知識點、項目性質(zhì)不同，考核比例分別占總項目的30%，25%，25%和20%。子情境的考核由3部分組成：理論考核(15%)+項目質(zhì)量考核(70%)+平時成績考核(15%)。其中理論知識考核主要考核學(xué)生新知識運用和已學(xué)過知識點調(diào)用的情況，一般可以通過研究性的習(xí)題完成；項目質(zhì)量考核主要考核項目工作過程中每位同學(xué)的表現(xiàn)以及完成項目的成果展現(xiàn)；平時成績考核包括考勤、平時學(xué)習(xí)態(tài)度及能力表現(xiàn)等。

三、結(jié)束語

基于建構(gòu)主義的“項目教學(xué)法”使學(xué)生成為了認知的主體，是知識意義的主動建構(gòu)者；學(xué)生通過主動搜集和處理信息，培養(yǎng)了獲取新知識的能力，分析問題、解決問題以及交流合作能力?！绊椖拷虒W(xué)法”在高等職業(yè)教育教學(xué)中的應(yīng)用，對高技能創(chuàng)新型人才培養(yǎng)具有重要的意義。

[1]SSR213.項目教學(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,2008,4:87～90

2010-05-28

陳曙光，碩士，講師。