項(xiàng)目導(dǎo)入法在應(yīng)用型本科電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程中的教學(xué)實(shí)踐

陳華敏+任立民

【摘 要】本文針對(duì)應(yīng)用型本科院校電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程的教學(xué)方法進(jìn)行了深入研究，通過相應(yīng)的示例詳細(xì)介紹了項(xiàng)目導(dǎo)入法的實(shí)施方法和步驟。學(xué)生在項(xiàng)目中學(xué)習(xí)包括電路開發(fā)全過程的EDA技術(shù)，不僅高質(zhì)量地完成了課程教學(xué)目標(biāo)要求，同時(shí)對(duì)于學(xué)生的動(dòng)手能力以及分析問題、解決問題的能力提升有很大的促進(jìn)作用。

【關(guān)鍵詞】項(xiàng)目導(dǎo)入；電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)；教學(xué)實(shí)踐

0 引言

為了培養(yǎng)應(yīng)用型人才，地方高校應(yīng)堅(jiān)持“OBE”理念和社會(huì)需求，需要在教學(xué)模式上進(jìn)行改革。EDA技術(shù)包含廣泛的知識(shí)和豐富的內(nèi)容，但是一般教學(xué)的學(xué)時(shí)數(shù)只有40個(gè)左右的課時(shí)，因此，在教學(xué)內(nèi)容中的選取上應(yīng)進(jìn)行權(quán)衡。以“保證基礎(chǔ)、面向更新、聯(lián)系實(shí)際、突出應(yīng)用”為原則，同時(shí)兼顧學(xué)生的可持續(xù)性發(fā)展[1]。要達(dá)到課程目的、實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)， 必須選擇一種合適的教學(xué)模式來進(jìn)行電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程的教學(xué)， 為此， 我們對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外典型教育教學(xué)模式進(jìn)行了比較與分析后加以借鑒， 將“項(xiàng)目導(dǎo)入法”應(yīng)用于電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程中， 和采用傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，采用項(xiàng)目導(dǎo)入法的教學(xué)效果明顯更好。

1 選擇項(xiàng)目

“項(xiàng)目導(dǎo)入法”是將大綱所要求的知識(shí)融合到一個(gè)一個(gè)的項(xiàng)目中，通過實(shí)施具體的項(xiàng)目來學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。項(xiàng)目的選擇至關(guān)重要，項(xiàng)目的選擇直接影響教學(xué)效果[2]。確立項(xiàng)目應(yīng)參考以下幾點(diǎn)： （1）目標(biāo)一致原則。要根據(jù)人才培養(yǎng)方案的目標(biāo)來確定合適的項(xiàng)目。（2）知識(shí)全面性原則。項(xiàng)目中的知識(shí)點(diǎn)應(yīng)該囊括教學(xué)大綱中要求的全部知識(shí)點(diǎn)。（3）實(shí)用性原則。選擇的項(xiàng)目要盡可能貼近企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際和日常生活，可操作性強(qiáng)，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。（4）循序漸進(jìn)原則。根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，項(xiàng)目的設(shè)置應(yīng)該在難度上從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，在知識(shí)的應(yīng)用上從單一到綜合。

2 實(shí)施項(xiàng)目

本文以項(xiàng)目“三人表決器”設(shè)計(jì)為例來具體闡述項(xiàng)目導(dǎo)入法在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化課程中的實(shí)施過程。項(xiàng)目導(dǎo)入法的實(shí)施過程如圖1所示。

（1）項(xiàng)目準(zhǔn)備。對(duì)學(xué)生的層次進(jìn)行評(píng)估，選取對(duì)授課對(duì)象來說合適的項(xiàng)目，并制定相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)方案，然后進(jìn)行該項(xiàng)目的充分備課。

（2）任務(wù)分析。給學(xué)生闡述項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求，并且對(duì)于有些項(xiàng)目可以采用實(shí)物演示法，通過自制的ALTERA FPGA Nios實(shí)驗(yàn)開發(fā)板來現(xiàn)場(chǎng)演示項(xiàng)目的運(yùn)行結(jié)果。這樣可以直觀的讓學(xué)生明確自己的設(shè)計(jì)任務(wù)，并在很大程度上激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，然后學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)開發(fā)板分組討論項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案。

圖1 項(xiàng)目導(dǎo)入法的實(shí)施過程

（3）任務(wù)設(shè)計(jì)。在引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)過程中教師可以首先拋磚引玉提出問題：要設(shè)計(jì)該電路，必須找出輸入變量和輸出變量，根據(jù)設(shè)計(jì)要求該電路的輸入變量和輸出變量分別是什么，它們之間的邏輯關(guān)系是怎樣的？經(jīng)過思考，學(xué)生都能得到如下圖3所示的三人表決器輸入輸出變量的邏輯關(guān)系，這樣三人表決器的VHDL程序的實(shí)體部分的設(shè)計(jì)就很顯而易見了。

（4）任務(wù)實(shí)施。在進(jìn)行以上的梳理后，學(xué)生對(duì)于怎么設(shè)計(jì)該三人表決器VHDL程序的實(shí)體部分和結(jié)構(gòu)體部分都已經(jīng)成竹在胸了。接下來要求學(xué)生以小組為單位進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，并通過仿真驗(yàn)證程序的正確性，最后下載程序到自制的ALTERA FPGA Nios實(shí)驗(yàn)開發(fā)板，最終對(duì)設(shè)計(jì)成果進(jìn)行驗(yàn)證。

（5）項(xiàng)目總結(jié)。每一個(gè)項(xiàng)目完成后，認(rèn)真總結(jié)每一次的項(xiàng)目實(shí)施情況，分析教學(xué)中存在的問題，教師對(duì)學(xué)生在實(shí)施項(xiàng)目過程中出現(xiàn)的比較典型的問題進(jìn)行集中講評(píng)，對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，并和學(xué)生進(jìn)行交流，針對(duì)本次項(xiàng)目的實(shí)施提出建議，以便于今后改進(jìn)[3]。 比如在三人表決器的項(xiàng)目實(shí)施中，學(xué)生使用CASE語句進(jìn)行編寫三人表決器的VHDL程序時(shí)出現(xiàn)了一些大家都很容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤，總結(jié)時(shí)把這些錯(cuò)誤指出來，并分析原因及改正的方法，同時(shí)歸納總結(jié)使用CASE語句應(yīng)該注意的事項(xiàng)，能讓學(xué)生加深對(duì)重要的順序語句CASE語句的理解和記憶，進(jìn)而掌握其用法。

（6）項(xiàng)目知識(shí)的延伸。項(xiàng)目完成以后，給學(xué)生布置一些和本項(xiàng)目相關(guān)的拓展任務(wù)，比如三個(gè)評(píng)委平等的三人表決器的設(shè)計(jì)完成后，讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)有主評(píng)、輔評(píng)之分，而且只要主評(píng)按下按鍵或者兩個(gè)輔評(píng)都按下按鍵則選手通過的表決器。通過拓展任務(wù)，培養(yǎng)了學(xué)生的舉一反三的能力和對(duì)知識(shí)進(jìn)行綜合應(yīng)用的能力[4]。

3 “項(xiàng)目導(dǎo)入法”的實(shí)施條件

項(xiàng)目導(dǎo)入法必須具備了相關(guān)的條件，才能更好的實(shí)施。筆者認(rèn)為主要需要具備以下三個(gè)方面的條件：

（1）開發(fā)適合項(xiàng)目導(dǎo)入法的教材。目前采用項(xiàng)目導(dǎo)入法的教材很少，而且講究知識(shí)的連貫性，這對(duì)項(xiàng)目導(dǎo)入法的實(shí)施來說是很不利的。因此對(duì)應(yīng)用型本科高校來說，編寫適合學(xué)生的教材很有必要。

（2）完善實(shí)驗(yàn)環(huán)境?！绊?xiàng)目導(dǎo)入法”是讓學(xué)生做為主，所以良好的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)境是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)中實(shí)施項(xiàng)目導(dǎo)入法的必須條件。結(jié)合課程發(fā)展需要，應(yīng)該進(jìn)一步購(gòu)置相關(guān)元件和電路模塊來讓學(xué)生進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，進(jìn)一步鍛煉學(xué)生知識(shí)綜合應(yīng)用能力和動(dòng)手能力。

（3）加強(qiáng)校企合作。為了讓學(xué)生能學(xué)以致用，應(yīng)該讓學(xué)生在學(xué)習(xí)本門課的過程中去相關(guān)企業(yè)進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，了解電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)在生產(chǎn)生活實(shí)際中的具體應(yīng)用[5]，并定期邀請(qǐng)一些電子公司的工程師來為學(xué)生做報(bào)告，讓學(xué)生及時(shí)了解FPGA/CPLD的發(fā)展動(dòng)態(tài)。

4 總結(jié)

采用項(xiàng)目導(dǎo)入法，讓老師在做中教，學(xué)生在做中學(xué)，充分體現(xiàn)了“學(xué)生能嘗試，嘗試能成功，成功能創(chuàng)新”的教育思想。項(xiàng)目導(dǎo)入法實(shí)施過程中，需要在實(shí)施的整個(gè)過程中不斷問診學(xué)生，問診課堂，將學(xué)生反饋的問題用來作為備課和項(xiàng)目選擇的第一手材料，從而更好的實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)。

【參考文獻(xiàn)】

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