“課程群+開(kāi)放課程+競(jìng)賽”的培養(yǎng)模式探索
——以“EDA技術(shù)”為例

于玉亭，陳業(yè)慧，徐慧芳

（安徽新華學(xué)院，安徽 合肥 230088）

“課程群+開(kāi)放課程+競(jìng)賽”的培養(yǎng)模式探索
——以“EDA技術(shù)”為例

于玉亭，陳業(yè)慧，徐慧芳

（安徽新華學(xué)院，安徽 合肥 230088）

本文以在EDA技術(shù)課程開(kāi)展的“課程群+開(kāi)放課程+競(jìng)賽”教學(xué)模式為例，分析了此模式的特點(diǎn).該模式整合了課程群不同課程、不同實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)秀資源，在教師引導(dǎo)下，由學(xué)生綜合以上資源，自擬比賽題目，通過(guò)開(kāi)放課程的方式在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下完成作品.該模式打破課程和實(shí)驗(yàn)室的界限，為提高學(xué)生的綜合素質(zhì)提供新的途徑.

課程群；開(kāi)放課程；競(jìng)賽；EDA技術(shù)

高校專業(yè)課程關(guān)系緊密的課程構(gòu)成“課程群”，這些課程應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)呼應(yīng)，使得高校專業(yè)教育成為一個(gè)有序的整體；而實(shí)驗(yàn)室是高校教學(xué)的重要場(chǎng)所，尤其是電子類動(dòng)手環(huán)節(jié)較多的專業(yè)，大部分知識(shí)的獲取和鞏固都離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)室.目前，高校提倡培養(yǎng)應(yīng)用型人才，本項(xiàng)目組將“課程群”與實(shí)驗(yàn)室的資源緊密結(jié)合，成為提高學(xué)生綜合素質(zhì)的新途徑.

1 EDA技術(shù)課程群

圖1 EDA技術(shù)課程群

EDA技術(shù)是一門應(yīng)用型較強(qiáng)的課程，該課程與電路基礎(chǔ)、模擬電路、數(shù)字電路等專業(yè)基礎(chǔ)課程關(guān)系緊密，這些課程是EDA技術(shù)課程開(kāi)設(shè)的基礎(chǔ)；該課程也是一門綜合型的實(shí)踐性課程，課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)涉及到濾波器設(shè)計(jì)（信號(hào)處理和數(shù)字信號(hào)處理課程的重要內(nèi)容）、PID算法（自動(dòng)控制的重要內(nèi)容）、電機(jī)驅(qū)動(dòng)（電機(jī)拖動(dòng)的重要內(nèi)容）等多門專業(yè)課程.這些課程密切相關(guān)，共同構(gòu)建了“EDA技術(shù)課程群”，如圖1所示.EDA技術(shù)作為該課程群的綜合課程，對(duì)于學(xué)生綜合能力的鍛煉起到很大作用.

本課程主要有三個(gè)教學(xué)重點(diǎn)：QuartusII軟件、FPGA可編程原理、VHDL編程.該課程實(shí)用性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)豐富，難度適中，教學(xué)方式注重引導(dǎo)學(xué)生積極參與，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)靈活多樣，受到學(xué)生的喜愛(ài).但部分學(xué)生反映的硬件電路環(huán)節(jié)涉及較少，不能滿足今后學(xué)習(xí)和工作的需求，針對(duì)這種情況進(jìn)行了一次問(wèn)卷調(diào)查.此次問(wèn)卷主要有兩個(gè)問(wèn)題.問(wèn)題一：你認(rèn)為EDA技術(shù)課程內(nèi)容設(shè)置是否合理？問(wèn)題二：你認(rèn)為EDA技術(shù)是否應(yīng)該安排硬件電路調(diào)試環(huán)節(jié)？在參與調(diào)查的134名正在學(xué)習(xí)該課程的同學(xué)中，79%的同學(xué)認(rèn)為課程內(nèi)容設(shè)置基本合理，81%的同學(xué)認(rèn)為EDA技術(shù)應(yīng)該安排硬件電路調(diào)試環(huán)節(jié)；在參與調(diào)查的141名已修過(guò)課程的學(xué)生中，72%的同學(xué)認(rèn)為課程設(shè)置基本合理，61%的同學(xué)認(rèn)為有必要安排硬件電路調(diào)試環(huán)節(jié).因此，增加硬件電路調(diào)試環(huán)節(jié)成為課程改革的新重點(diǎn).

2 開(kāi)放課程

開(kāi)放課程是一種靈活的教學(xué)形式.我院開(kāi)放課程是在院系領(lǐng)導(dǎo)支持下由相應(yīng)課程組自行申請(qǐng)、組織開(kāi)設(shè)的.

2.1 開(kāi)設(shè)條件

開(kāi)放課程適合于實(shí)踐性較強(qiáng)、教學(xué)改革深入、課程建設(shè)成熟、相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和人員都完善的專業(yè)課.因此，開(kāi)放課程的范圍多集中在高年級(jí)的專業(yè)核心必修課程和專業(yè)選修課程中，比如單片機(jī)原理、EDA技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)等課程.申請(qǐng)開(kāi)放課程除了必須是綜合性的專業(yè)課程之外，一般需要具備以下課程建設(shè)基礎(chǔ)：

（1）申請(qǐng)開(kāi)放的課程需要基于課程建設(shè)較為完善的課程，課程需要經(jīng)歷過(guò)反復(fù)的教學(xué)改革和課程建設(shè)，形成較為完整的教學(xué)文件，如三綱兩書(shū)、教案講稿等；

（2）課程組具有成熟、穩(wěn)定的師資隊(duì)伍，學(xué)生對(duì)課程評(píng)價(jià)較高，參與熱情較高；

（3）課程需要有完備的配套實(shí)驗(yàn)室和優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)室管理隊(duì)伍.

2.2 開(kāi)設(shè)形式

開(kāi)放課程采用學(xué)生自由選課，指定時(shí)間集中培訓(xùn)和實(shí)踐的方式進(jìn)行.一般在學(xué)期初發(fā)布本學(xué)期的開(kāi)放課程信息，并在相關(guān)班級(jí)進(jìn)行宣傳和動(dòng)員.報(bào)名時(shí)間為學(xué)期前四周，課程在四周后開(kāi)展.開(kāi)放課程的教學(xué)過(guò)程更加強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主，指導(dǎo)教師除了第一次課程要對(duì)整個(gè)課程的內(nèi)容安排做詳細(xì)介紹外，其他課時(shí)都以學(xué)生分組討論、查找資料、設(shè)計(jì)電路、調(diào)試安裝為主，教師只需提供必要的指導(dǎo).

3 “課程群+開(kāi)放課程+競(jìng)賽”的培養(yǎng)模式

根據(jù)調(diào)查問(wèn)卷的結(jié)果，結(jié)合開(kāi)設(shè)EDA技術(shù)開(kāi)放課程的經(jīng)驗(yàn)，本學(xué)期的EDA教學(xué)采用了“課程群+開(kāi)放課程+競(jìng)賽”的教學(xué)方式.即在正常基本教學(xué)之外以組織競(jìng)賽的方式開(kāi)設(shè)開(kāi)放課程，邀請(qǐng)課程群中其他課程授課老師作為指導(dǎo)老師參與競(jìng)賽指導(dǎo)，開(kāi)放EDA實(shí)驗(yàn)室、裝機(jī)實(shí)驗(yàn)室、電路實(shí)驗(yàn)室等相關(guān)實(shí)驗(yàn)室作為教學(xué)場(chǎng)地，方便競(jìng)賽開(kāi)展.

3.1 比賽動(dòng)員及報(bào)名

開(kāi)學(xué)初在學(xué)校張貼海報(bào)并在網(wǎng)站發(fā)布通知、進(jìn)行比賽報(bào)名和賽前動(dòng)員，讓學(xué)生了解比賽的內(nèi)容、形式和作用.由于課程與比賽是同時(shí)進(jìn)行的，因此相關(guān)授課教師在授課期間特意將比賽的相關(guān)事宜告知各班學(xué)生，在課程開(kāi)設(shè)的第二周舉辦報(bào)名動(dòng)員會(huì)，并開(kāi)設(shè)開(kāi)放課程對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo).

學(xué)生對(duì)這種新型教學(xué)模式顯示出極大的興趣，超過(guò)70%的學(xué)生，組隊(duì)31組報(bào)名參加比賽.

3.2 競(jìng)賽開(kāi)展及指導(dǎo)

學(xué)期第三周正式開(kāi)展比賽和發(fā)放參賽物品，所發(fā)放物品主要是核心板的PCB板和相關(guān)元器件.并且安排開(kāi)放課程和相關(guān)指導(dǎo)老師對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo).開(kāi)放焊接實(shí)驗(yàn)室，由實(shí)驗(yàn)老師指導(dǎo)貼片元器件的焊接與測(cè)試；開(kāi)放EDA技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，由授課教師指導(dǎo)學(xué)生選題和系統(tǒng)調(diào)試；開(kāi)放電路實(shí)驗(yàn)室，由指導(dǎo)教師指導(dǎo)學(xué)生使用儀器儀表測(cè)量和調(diào)試電路.并結(jié)合學(xué)生的選題需求由相關(guān)授課教師指導(dǎo)學(xué)生深入理解ROM存儲(chǔ)、傅里葉變換、頻譜變換、電機(jī)調(diào)速原理、PID控制等理論知識(shí)，并開(kāi)放數(shù)字電路、信號(hào)與系統(tǒng)、電機(jī)拖動(dòng)、自動(dòng)控制等實(shí)驗(yàn)室做相關(guān)實(shí)驗(yàn).

3.3 競(jìng)賽題目匯總

學(xué)期第五周匯總競(jìng)賽題目，30組題目如表1所示.選題多集中在在數(shù)字電路設(shè)計(jì)、信號(hào)處理、電機(jī)控制、自動(dòng)控制的范疇，比賽基本圍繞“EDA技術(shù)課程群”的范圍展開(kāi).

表1 比賽題目匯總

3.5 比賽中期檢查

為保證比賽順利進(jìn)行，加強(qiáng)對(duì)比賽的過(guò)程監(jiān)控，在第八周對(duì)參賽各隊(duì)作品制作進(jìn)度進(jìn)行中期檢查.其中，12隊(duì)基本完成了核心板的焊接與調(diào)試，正在進(jìn)行軟件和擴(kuò)展板的制作，基本符合進(jìn)度要求；19隊(duì)還在進(jìn)行核心板的調(diào)試，問(wèn)題主要集中在FPGA芯片焊接和下載口的調(diào)試，進(jìn)度較慢，對(duì)其進(jìn)行指導(dǎo)后要求在指定時(shí)間內(nèi)完成核心板的調(diào)試.

3.6 初賽

學(xué)期第十一周，組織指導(dǎo)老師對(duì)參賽隊(duì)伍進(jìn)行初步篩選，最終選擇出13支優(yōu)秀隊(duì)伍參加6月初的決賽.

3.7 決賽及獎(jiǎng)勵(lì)

第十三周，對(duì)進(jìn)入決賽的13支隊(duì)伍進(jìn)行最終的評(píng)比，最終評(píng)出一等獎(jiǎng)1隊(duì)；二等獎(jiǎng)2隊(duì)；三等獎(jiǎng)3隊(duì)；優(yōu)秀獎(jiǎng)6隊(duì)；共計(jì)12支隊(duì)伍獲得獎(jiǎng)勵(lì).并在賽后進(jìn)行了頒獎(jiǎng)式，發(fā)放榮譽(yù)證書(shū)和獎(jiǎng)品.

4 結(jié)束語(yǔ)

“課程群+開(kāi)放課程+競(jìng)賽”的模式打破了不同課程和不同實(shí)驗(yàn)室的界限，整合了課程群和實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)秀資源，為學(xué)生提供了綜合實(shí)踐的機(jī)會(huì)，提高了學(xué)生的硬件電路設(shè)計(jì)、焊接、調(diào)試能力，激發(fā)了學(xué)生的動(dòng)手熱情.推動(dòng)學(xué)生將所學(xué)用于實(shí)踐，為學(xué)生的就業(yè)和繼續(xù)深造提供更加扎實(shí)的基礎(chǔ).項(xiàng)目組將會(huì)對(duì)此次比賽經(jīng)驗(yàn)和出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行反思和總結(jié)，為今后這種模式的繼續(xù)開(kāi)展積累經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn).這種模式也適用于其他的實(shí)踐性、綜合性較強(qiáng)的課程，今后也可在其他課程中嘗試開(kāi)展.

〔1〕張惠國(guó)，錢斌,等.應(yīng)用型人才培養(yǎng)中數(shù)字電路和EDA技術(shù)教學(xué)思考[J].常熟理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2015（11）：93-96.

〔2〕王恩亮，李文瑾,等.應(yīng)用型本科高校構(gòu)建“信號(hào)處理”課程群的研究與探索.新鄉(xiāng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014（2）：82-84.

〔3〕黃衛(wèi)華，賈歷程.基于FPGA的EDA實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)改革與實(shí)踐.實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2012(4):203-206.

G642.3；TN702

A

1673-260X（2017）02-0199-02

2016-12-14