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+開放課程+競賽”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)課程開展的“課程群+開放課程+競賽”教學(xué)模式為例，分析了此模式的特點.該模式整合了課程群不同課程、不同實驗室的優(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，通過開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驗室的界限，為提高學(xué)生的綜合素質(zhì)提供新的途徑.

課程群；開放課程；競賽；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)加強呼應(yīng)，使得高校專業(yè)教育成為一個有序的整體；而實驗室是高校教學(xué)的重要場所，尤其是電子類動手環(huán)節(jié)較多的專業(yè)，大部分知識的獲取和鞏固都離不開實驗室.目前，高校提倡培養(yǎng)應(yīng)用型人才，本項目組將“課程群”與實驗室的資源緊密結(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)課程開設(shè)的基礎(chǔ)；該課程也是一門綜合型的實踐性課程，課程的實踐環(huán)節(jié)涉及到濾波器設(shè)計（信號處理和數(shù)字信號處理課程的重要內(nèi)容）、PID算法（自動控制的重要內(nèi)容）、電機驅(qū)動（電機拖動的重要內(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.

本課程主要有三個教學(xué)重點：QuartusII軟件、FPGA可編程原理、VHDL編程.該課程實用性強，實驗環(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)計環(huán)節(jié)靈活多樣，受到學(xué)生的喜愛.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，針對這種情況進(jìn)行了一次問卷調(diào)查.此次問卷主要有兩個問題.問題一：你認(rèn)為EDA技術(shù)課程內(nèi)容設(shè)置是否合理？問題二：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.

2 開放課程

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

2.1 開設(shè)條件

開放課程適合于實踐性較強、教學(xué)改革深入、課程建設(shè)成熟、相關(guān)實驗設(shè)備和人員都完善的專業(yè)課.因此，開放課程的范圍多集中在高年級的專業(yè)核心必修課程和專業(yè)選修課程中，比如單片機原理、EDA技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)等課程.申請開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）申請開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、教案講稿等；

（2）課程組具有成熟、穩(wěn)定的師資隊伍，學(xué)生對課程評價較高，參與熱情較高；

（3）課程需要有完備的配套實驗室和優(yōu)秀的實驗室管理隊伍.

2.2 開設(shè)形式

開放課程采用學(xué)生自由選課，指定時間集中培訓(xùn)和實踐的方式進(jìn)行.一般在學(xué)期初發(fā)布本學(xué)期的開放課程信息，并在相關(guān)班級進(jìn)行宣傳和動員.報名時間為學(xué)期前四周，課程在四周后開展.開放課程的教學(xué)過程更加強調(diào)以學(xué)生為主，指導(dǎo)教師除了第一次課程要對整個課程的內(nèi)容安排做詳細(xì)介紹外，其他課時都以學(xué)生分組討論、查找資料、設(shè)計電路、調(diào)試安裝為主，教師只需提供必要的指導(dǎo).

3 “課程群+開放課程+競賽”的培養(yǎng)模式

根據(jù)調(diào)查問卷的結(jié)果，結(jié)合開設(shè)EDA技術(shù)開放課程的經(jīng)驗，本學(xué)期的EDA教學(xué)采用了“課程群+開放課程+競賽”的教學(xué)方式.即在正?；窘虒W(xué)之外以組織競賽的方式開設(shè)開放課程，邀請課程群中其他課程授課老師作為指導(dǎo)老師參與競賽指導(dǎo)，開放EDA實驗室、裝機實驗室、電路實驗室等相關(guān)實驗室作為教學(xué)場地，方便競賽開展.

3.1 比賽動員及報名

開學(xué)初在學(xué)校張貼海報并在網(wǎng)站發(fā)布通知、進(jìn)行比賽報名和賽前動員，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，在課程開設(shè)的第二周舉辦報名動員會，并開設(shè)開放課程對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo).

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

3.2 競賽開展及指導(dǎo)

學(xué)期第三周正式開展比賽和發(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.并且安排開放課程和相關(guān)指導(dǎo)老師對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo).開放焊接實驗室，由實驗老師指導(dǎo)貼片元器件的焊接與測試；開放EDA技術(shù)實驗室，由授課教師指導(dǎo)學(xué)生選題和系統(tǒng)調(diào)試；開放電路實驗室，由指導(dǎo)教師指導(dǎo)學(xué)生使用儀器儀表測量和調(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、傅里葉變換、頻譜變換、電機調(diào)速原理、PID控制等理論知識，并開放數(shù)字電路、信號與系統(tǒng)、電機拖動、自動控制等實驗室做相關(guān)實驗.

3.3 競賽題目匯總

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

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，加強對比賽的過程監(jiān)控，在第八周對參賽各隊作品制作進(jìn)度進(jìn)行中期檢查.其中，12隊基本完成了核心板的焊接與調(diào)試，正在進(jìn)行軟件和擴展板的制作，基本符合進(jìn)度要求；19隊還在進(jìn)行核心板的調(diào)試，問題主要集中在FPGA芯片焊接和下載口的調(diào)試，進(jìn)度較慢，對其進(jìn)行指導(dǎo)后要求在指定時間內(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)老師對參賽隊伍進(jìn)行初步篩選，最終選擇出13支優(yōu)秀隊伍參加6月初的決賽.

3.7 決賽及獎勵

第十三周，對進(jìn)入決賽的13支隊伍進(jìn)行最終的評比，最終評出一等獎1隊；二等獎2隊；三等獎3隊；優(yōu)秀獎6隊；共計12支隊伍獲得獎勵.并在賽后進(jìn)行了頒獎式，發(fā)放榮譽證書和獎品.

4 結(jié)束語

“課程群+開放課程+競賽”的模式打破了不同課程和不同實驗室的界限，整合了課程群和實驗室的優(yōu)秀資源，為學(xué)生提供了綜合實踐的機會，提高了學(xué)生的硬件電路設(shè)計、焊接、調(diào)試能力，激發(fā)了學(xué)生的動手熱情.推動學(xué)生將所學(xué)用于實踐，為學(xué)生的就業(yè)和繼續(xù)深造提供更加扎實的基礎(chǔ).項目組將會對此次比賽經(jīng)驗和出現(xiàn)的問題進(jìn)行反思和總結(jié)，為今后這種模式的繼續(xù)開展積累經(jīng)驗和教訓(xùn).這種模式也適用于其他的實踐性、綜合性較強的課程，今后也可在其他課程中嘗試開展.

〔1〕張惠國，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，2015（11）：93-96.

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

〔3〕黃衛(wèi)華，賈歷程.基于FPGA的EDA實驗系統(tǒng)改革與實踐.實驗室研究與探索,2012(4):203-206.

G642.3；TN702

A

1673-260X（2017）02-0199-02

2016-12-14