項目教學(xué)法在EDA技術(shù)課程中的實(shí)踐

摘 要：針對目前EDA技術(shù)實(shí)踐課程存在的不足，引入項目教學(xué)法，同時依托創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有效結(jié)合，確保了項目教學(xué)在有限學(xué)時內(nèi)能夠順利完成。經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，此次實(shí)踐教學(xué)改革非常成功，值得推廣。

關(guān)鍵詞：EDA，項目教學(xué)法，教學(xué)改革，實(shí)踐教學(xué)

實(shí)踐能力培養(yǎng)是各個高校工科專業(yè)人才培養(yǎng)的重要目標(biāo)，尤其是在當(dāng)前高校教育逐步向職業(yè)教育轉(zhuǎn)變的新形式下，需要我們不斷探索新的教學(xué)方法和教學(xué)理念，以達(dá)到教學(xué)目標(biāo)[1]。EDA（Electronic Design Automation）技術(shù)是一門實(shí)踐性強(qiáng)的學(xué)科，而且EDA技術(shù)在目前超深亞微米時代地位尤為重要，已成為現(xiàn)代集成電路設(shè)計的技術(shù)主流[2]。本文依托創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室，靈活運(yùn)用項目教學(xué)法于EDA技術(shù)實(shí)踐教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的開發(fā)設(shè)計、獨(dú)立分析和實(shí)踐創(chuàng)新能力。

1 項目教學(xué)法

項目教學(xué)法將傳統(tǒng)教學(xué)中的角色進(jìn)行了換位，是以學(xué)生為主體，教師在整個教學(xué)過程中起著引導(dǎo)和督促的作用[3-4]。也就是說，項目教學(xué)法就是學(xué)生在教師指導(dǎo)下完成一個綜合設(shè)計型的項目設(shè)計。在這個過程中，學(xué)生自己查閱相關(guān)資料和建立設(shè)計方案，然后實(shí)施方案，最后展開評價。整個過程以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題和解決問題的能力[5]。

2 實(shí)施環(huán)境

對于EDA技術(shù)實(shí)踐課程，很多高校沒有設(shè)置專門課程設(shè)計或者設(shè)置少量課時的實(shí)踐項目，因此，若要實(shí)施項目教學(xué)法，必須拓展學(xué)生學(xué)習(xí)空間和時間，主要包括實(shí)驗(yàn)條件和課時量。

2.1 EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)室

EDA技術(shù)發(fā)展很快，相應(yīng)的硬件開發(fā)平臺和軟件也日益更新，為滿足實(shí)踐教學(xué)需求，以及與該領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)的設(shè)計開發(fā)環(huán)境接軌，湖南科技學(xué)院EDA實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)了廣州周立功單片機(jī)發(fā)展有限公司的Magic SOPC創(chuàng)新教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺。其中核心板Power SOPC-2C35上所用的FPGA為Altera公司Cyclone II系列的EP2C35F672，基本滿足所有的電路系統(tǒng)的設(shè)計和仿真驗(yàn)證。同時更新了實(shí)驗(yàn)室所有的計算機(jī)（i5-2400 CPU；3GHZ 內(nèi)存；480G硬盤）。

2.2 創(chuàng)新型電路設(shè)計實(shí)驗(yàn)室

為了培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)、實(shí)踐及創(chuàng)新能力，學(xué)院專門建立了創(chuàng)新型電路設(shè)計實(shí)驗(yàn)室，面向?qū)W生全天候開放。實(shí)驗(yàn)室配備了先進(jìn)的電路板制作設(shè)備和測試儀器，為學(xué)生提供了很好的實(shí)踐平臺。

3 項目教學(xué)法應(yīng)用實(shí)踐

學(xué)院在EDA技術(shù)課程上開展的項目教學(xué)，采用了以項目為主線、學(xué)生為主體和教師為主導(dǎo)的方式，將一個完整、獨(dú)立的項目交給學(xué)生完成[6]。文中以“數(shù)字電壓表的設(shè)計”為例，闡述項目教學(xué)法在EDA技術(shù)課程中的具體實(shí)施，實(shí)施流程具體分為五大步驟。在時間上，不能局限于有限課時，必須有效利用學(xué)生課余時間；在空間上，依托創(chuàng)新型電路設(shè)計實(shí)驗(yàn)室和EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)室開展程序編寫、仿真調(diào)試、電路設(shè)計和硬件驗(yàn)證。

3.1 教師制定項目

教師制定項目是項目教學(xué)法的第一步，也是最關(guān)鍵的一步。教師必須精心準(zhǔn)備和策劃，并著重考慮一下三個問題：（1）項目內(nèi)容緊密圍繞教學(xué)大綱，涉及專業(yè)知識點(diǎn)多，覆蓋面廣，能夠培養(yǎng)學(xué)生在專業(yè)知識上的綜合應(yīng)用能力。（2）項目應(yīng)具有一定的工程應(yīng)用價值，并能將理論與實(shí)踐有效結(jié)合起來，只有這樣，才能激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生的被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)換為主動學(xué)習(xí)，從而發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能，提高學(xué)生在EDA技術(shù)領(lǐng)域的開發(fā)設(shè)計、獨(dú)立思考和解決實(shí)際問題的能力。（3）教師要把握好項目難易度，正確評估學(xué)生在實(shí)踐中可能遇到的問題和難點(diǎn)，項目設(shè)計的難易度不能超越學(xué)生所能承受的極限，否則會讓學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。例如已廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化儀表、電工測量等智能化測量領(lǐng)域的數(shù)字電壓表，選取“數(shù)字電壓表的設(shè)計”作為題目，覆蓋的知識點(diǎn)廣，具有一定的工程應(yīng)用價值，且難度適中。設(shè)計可劃分成三部分：有限狀態(tài)機(jī)的設(shè)計；8位數(shù)字量與3位BCD碼電壓值轉(zhuǎn)換電路設(shè)計；譯碼顯示電路設(shè)計。

3.2 學(xué)生分組，明確任務(wù)要求

該過程需要教師提前兩周給學(xué)生安排項目設(shè)計任務(wù)，為學(xué)生提供足夠的調(diào)研時間。學(xué)生接到設(shè)計任務(wù)之后進(jìn)行自愿分組，教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐動力能力進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，將不同層次學(xué)生劃分在一組，讓專業(yè)知識扎實(shí)和動手能力強(qiáng)的學(xué)生帶動專業(yè)知識和動手能力稍弱的學(xué)生，督促他們進(jìn)行有效分工，充分調(diào)動每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。每組學(xué)生需要在實(shí)踐課程啟動之前完成相關(guān)調(diào)研和方案制定，并在老師的指導(dǎo)下對項目設(shè)計方案的可行性進(jìn)行論證和修改。

3.3 項目設(shè)計

方案論證之后，便可安排學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行程序編寫、仿真調(diào)試和硬件驗(yàn)證。此過程學(xué)生應(yīng)充分利用創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室全天候開放的優(yōu)勢進(jìn)行自主實(shí)踐，同時也需要教師的引導(dǎo)和督促，以保障項目教學(xué)法順利實(shí)施。

3.4 項目驗(yàn)收、提交總結(jié)報告

學(xué)生完成以上工作后，需要教師對其結(jié)果進(jìn)行現(xiàn)場驗(yàn)收，并針對每組學(xué)生的項目完成情況和取得的成果給出指導(dǎo)意見和改進(jìn)措施，學(xué)生根據(jù)老師提出的意見和項目完成情況開展自我評價和完善，最后提交總結(jié)報告。

3.5 項目總結(jié)匯報與評議

總結(jié)匯報和評議是項目教學(xué)法的最后一個環(huán)節(jié)，一般安排在理論課堂進(jìn)行。首先由學(xué)生提交項目總結(jié)報告和心得體會，然后由任課老師組織全班同學(xué)開展項目總結(jié)匯報和評議，并邀請高年級優(yōu)秀學(xué)生和相關(guān)老師參加，每個項目組派代表在會上做總結(jié)報告，參會的老師和學(xué)生針對項目的進(jìn)程和成果展開討論和評議，各項目組根據(jù)評議結(jié)果對項目進(jìn)行改進(jìn)和完善。最后任課教師本著公正和公開的原則對學(xué)生的成果給出客觀的評價，既要給出充分的肯定，又要指出存在的問題。

4 結(jié)論

經(jīng)過對兩屆學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)，項目教學(xué)法在EDA技術(shù)課程實(shí)踐中得到了靈活運(yùn)用，其效果顯著。首先，依托創(chuàng)新型電路設(shè)計實(shí)驗(yàn)室，在EDA技術(shù)實(shí)踐課程中開展項目教學(xué)，改變了以教師為主體的被動和傳統(tǒng)教學(xué)模式，創(chuàng)造了學(xué)生主動參與、團(tuán)結(jié)協(xié)作、積極探索的新型教學(xué)模式，幫助了學(xué)生順利把學(xué)習(xí)觀念從“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。其次，通過開展項目教學(xué)，加深了學(xué)生對理論知識的理解，增強(qiáng)了學(xué)生主動求索的意識，培養(yǎng)了他們在EDA技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)技能，提升了他們善于發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，獲得了很好的教學(xué)效果。

[參考文獻(xiàn)]

[1]陳志華.改革實(shí)踐教學(xué)模式培養(yǎng)創(chuàng)新型人才[J].山西高等學(xué)校社會科學(xué)學(xué)報.2010，22（1）：101-102.

[2]任志平，黨瑞榮.EDA教學(xué)改革與創(chuàng)新實(shí)踐研究[J].中國電力教育.2011（26）：104.

[3]李萍.淺談項目教學(xué)法[J].企業(yè)導(dǎo)報.2011，10：235.

[4]高定金，鄔書躍，孫彥彬，等.EDA技術(shù)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)系的構(gòu)建和實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理.2011，28（2）：158-160.

[5]龍海燕，董曉紅，王姝.項目導(dǎo)入法在EDA教學(xué)中的探索[J].成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報.2011，2（27）：29-31.

[6]宋冬萍.論行動導(dǎo)向教學(xué)在《EDA技術(shù)及應(yīng)用》課程中的應(yīng)用[J].邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報.2010，4（27）：10-13.

[7]張利，高晶敏，楊秀媛.EDA技術(shù)課程教學(xué)模式改革探索[J].中國電力教育.2011（14）：80-81.