項目教學法在EDA技術課程中的實踐

摘 要：針對目前EDA技術實踐課程存在的不足，引入項目教學法，同時依托創新型實驗室，將理論教學與實踐教學有效結合，確保了項目教學在有限學時內能夠順利完成。經實踐驗證，此次實踐教學改革非常成功，值得推廣。

關鍵詞：EDA，項目教學法，教學改革，實踐教學

實踐能力培養是各個高校工科專業人才培養的重要目標，尤其是在當前高校教育逐步向職業教育轉變的新形式下，需要我們不斷探索新的教學方法和教學理念，以達到教學目標[1]。EDA（Electronic Design Automation）技術是一門實踐性強的學科，而且EDA技術在目前超深亞微米時代地位尤為重要，已成為現代集成電路設計的技術主流[2]。本文依托創新型實驗室，靈活運用項目教學法于EDA技術實踐教學中，培養學生的開發設計、獨立分析和實踐創新能力。

1 項目教學法

項目教學法將傳統教學中的角色進行了換位，是以學生為主體，教師在整個教學過程中起著引導和督促的作用[3-4]。也就是說，項目教學法就是學生在教師指導下完成一個綜合設計型的項目設計。在這個過程中，學生自己查閱相關資料和建立設計方案，然后實施方案，最后展開評價。整個過程以學生為中心，培養學生獨立思考問題和解決問題的能力[5]。

2 實施環境

對于EDA技術實踐課程，很多高校沒有設置專門課程設計或者設置少量課時的實踐項目，因此，若要實施項目教學法，必須拓展學生學習空間和時間，主要包括實驗條件和課時量。

2.1 EDA技術實驗室

EDA技術發展很快，相應的硬件開發平臺和軟件也日益更新，為滿足實踐教學需求，以及與該領域相關企業的設計開發環境接軌，湖南科技學院EDA實驗室引進了廣州周立功單片機發展有限公司的Magic SOPC創新教學實驗平臺。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的設計和仿真驗證。同時更新了實驗室所有的計算機（i5-2400 CPU；3GHZ 內存；480G硬盤）。

2.2 創新型電路設計實驗室

為了培養學生自學、實踐及創新能力，學院專門建立了創新型電路設計實驗室，面向學生全天候開放。實驗室配備了先進的電路板制作設備和測試儀器，為學生提供了很好的實踐平臺。

3 項目教學法應用實踐

學院在EDA技術課程上開展的項目教學，采用了以項目為主線、學生為主體和教師為主導的方式，將一個完整、獨立的項目交給學生完成[6]。文中以“數字電壓表的設計”為例，闡述項目教學法在EDA技術課程中的具體實施，實施流程具體分為五大步驟。在時間上，不能局限于有限課時，必須有效利用學生課余時間；在空間上，依托創新型電路設計實驗室和EDA技術實驗室開展程序編寫、仿真調試、電路設計和硬件驗證。

3.1 教師制定項目

教師制定項目是項目教學法的第一步，也是最關鍵的一步。教師必須精心準備和策劃，并著重考慮一下三個問題：（1）項目內容緊密圍繞教學大綱，涉及專業知識點多，覆蓋面廣，能夠培養學生在專業知識上的綜合應用能力。（2）項目應具有一定的工程應用價值，并能將理論與實踐有效結合起來，只有這樣，才能激發學生的興趣，讓學生的被動學習轉換為主動學習，從而發掘學生的創造潛能，提高學生在EDA技術領域的開發設計、獨立思考和解決實際問題的能力。（3）教師要把握好項目難易度，正確評估學生在實踐中可能遇到的問題和難點，項目設計的難易度不能超越學生所能承受的極限，否則會讓學生失去學習興趣。例如已廣泛應用于工業自動化儀表、電工測量等智能化測量領域的數字電壓表，選取“數字電壓表的設計”作為題目，覆蓋的知識點廣，具有一定的工程應用價值，且難度適中。設計可劃分成三部分：有限狀態機的設計；8位數字量與3位BCD碼電壓值轉換電路設計；譯碼顯示電路設計。

3.2 學生分組，明確任務要求

該過程需要教師提前兩周給學生安排項目設計任務，為學生提供足夠的調研時間。學生接到設計任務之后進行自愿分組，教師可以根據學生的學習能力和實踐動力能力進行適當的調整，將不同層次學生劃分在一組，讓專業知識扎實和動手能力強的學生帶動專業知識和動手能力稍弱的學生，督促他們進行有效分工，充分調動每一位學生的學習積極性。每組學生需要在實踐課程啟動之前完成相關調研和方案制定，并在老師的指導下對項目設計方案的可行性進行論證和修改。

3.3 項目設計

方案論證之后，便可安排學生在實驗室進行程序編寫、仿真調試和硬件驗證。此過程學生應充分利用創新型實驗室全天候開放的優勢進行自主實踐，同時也需要教師的引導和督促，以保障項目教學法順利實施。

3.4 項目驗收、提交總結報告

學生完成以上工作后，需要教師對其結果進行現場驗收，并針對每組學生的項目完成情況和取得的成果給出指導意見和改進措施，學生根據老師提出的意見和項目完成情況開展自我評價和完善，最后提交總結報告。

3.5 項目總結匯報與評議

總結匯報和評議是項目教學法的最后一個環節，一般安排在理論課堂進行。首先由學生提交項目總結報告和心得體會，然后由任課老師組織全班同學開展項目總結匯報和評議，并邀請高年級優秀學生和相關老師參加，每個項目組派代表在會上做總結報告，參會的老師和學生針對項目的進程和成果展開討論和評議，各項目組根據評議結果對項目進行改進和完善。最后任課教師本著公正和公開的原則對學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 結論

經過對兩屆學生的實踐教學，項目教學法在EDA技術課程實踐中得到了靈活運用，其效果顯著。首先，依托創新型電路設計實驗室，在EDA技術實踐課程中開展項目教學，改變了以教師為主體的被動和傳統教學模式，創造了學生主動參與、團結協作、積極探索的新型教學模式，幫助了學生順利把學習觀念從“要我學”轉變為“我要學”。其次，通過開展項目教學，加深了學生對理論知識的理解，增強了學生主動求索的意識，培養了他們在EDA技術領域的專業技能，提升了他們善于發現問題、分析問題和解決問題的能力，獲得了很好的教學效果。

[參考文獻]

[1]陳志華.改革實踐教學模式培養創新型人才[J].山西高等學校社會科學學報.2010，22（1）：101-102.

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

[3]李萍.淺談項目教學法[J].企業導報.2011，10：235.

[4]高定金，鄔書躍，孫彥彬，等.EDA技術創新型實驗教學系的構建和實踐[J].實驗技術與管理.2011，28（2）：158-160.

[5]龍海燕，董曉紅，王姝.項目導入法在EDA教學中的探索[J].成都航空職業技術學院學報.2011，2（27）：29-31.

[6]宋冬萍.論行動導向教學在《EDA技術及應用》課程中的應用[J].邢臺職業技術學院學報.2010，4（27）：10-13.

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