基于實踐能力培養FPGA課程改革方案設計

朱娟　王金莉　張淑艷

摘 要：針對大學本科電氣類專業的核心課程FPGA課程，提出了課程改革的方案。為了提高本門課程的授課效果，提升學生的FPGA開發能力，從教學內容、教學模式和考核方式三個方面給出了改革方案設計，旨在最大程度上發揮課堂時間的有效利用率，提升課堂對學生能力的培養。

關鍵詞：FPGA；課程改革；實踐能力培養

FPGA課程是大學本科電氣類專業的核心課程之一，是一門實踐性、應用性很強的課程。學生需要掌握軟硬件知識，并且在硬件平臺上實現自己的編程思想，是極其鍛煉學生實踐動手能力的課程。課堂的授課方式應該充分調動起學生的積極性，讓學生變成學習的主人，真正融入到編程環節中來，考核要真正的考核出學生的真實操作水平，而不是一紙定輸贏。只有徹底改變了考核的方式才能從根本上改變課堂的現狀，讓學生真正在為學習知識而學習，而不是為了及格而學習。

1教學內容的改革

實踐證明，隨著技術的迅速發展，傳統的課本在技術原理，發展現狀等方面顯得十分落后，另外課本按照知識點的順序組織，不完全適合于教學，因此，不能照搬課本的知識，教學內容必須進行改革，要充分利用豐富的網絡資源，為學生推薦有用網站，充分利用已有硬件設備的優勢，整合教材與網絡資源共同呈現課堂中的知識點，將知識點的講解與實際設備相結合，讓學生邊學教材邊看實物，是式呈現，是教學內容改革的基本思路。

2教學模式與教學方法改革設計

為培養本專業學生FPGA的應用能力，以項目教學方法為主要教學方法，讓學生在實現項目的過程中學習，教材的知識糅合到項目中，通過實際動手過程讓學生體會知識的用處，體會項目成功的喜悅，讓學生渴望學習，自發的學習。

采用項目式教學方法進行教學，將知識點融入到項目完成過程中，邊講解邊練習，邊演示邊操作，實實在在的提高學生的動手能力。將整本書分解為10個項目，包括入門級項目1項，講解quartusii軟件的使用，fpga的基本工作原理，組合邏輯電路設計題目3項，包括基本語法的使用，模塊化設計思想，時序邏輯電路設計2項，包括語法進階的知識，lpm應用2項，狀態機設計2項，在每個項目中涵蓋部分知識點，授課過程中，首先進行任務的布置，然后教師進行任務的演示，提出小問題，接下來同學研討，研究相關的知識點，并由代表發言，之后教師講解知識點，學生記筆記，教師再次演示項目，接下來學生操作，教師從旁指導，接下來進行操作總結，進行操作獎懲評分。

3考核改革設計

整本教材的知識點融入到10個項目中，每個項目的最后都會有對學生的考核評分，針對學生的完成情況，每個項目10分制計分，作為學生的項目成績，評分標準：獨立操作完成并有部分發揮：10分，獨立操作完成9分，小組研討完成多數功能8分，完成部分功能7分，在教師指導下基本完成功能6分，未完成功能5分，積極配合老師+1分，積極發言+1分，積極操作并指導同學+1分，遲到一次-1分，請假一次-1分，曠課一次-3分，上課走神-1分，上限10分，下限0分，作為每次項目的成績。10次項目總成績為100分，作為平時成績。

期末考試采取上機考試的形式，給出綜合性的任務3個左右，綜合整本教材的知識點，完成其中一個任務即可，依據完成情況打分，學生需要提供設計程序，演示圖片，設計報告。期末成績合計100分。最終成績平時成績占60%，期末成績占40%。

改革的重點是教學內容的整合，所采用的項目需要滿足以下兩個特點：①能夠實現，難易適度；②能夠涵蓋本門課程的教學知識點，在這個基礎上，重新制定教學計劃，將知識點合理的融入到項目實施的過程中，達到潤物細無聲的效果。

改革的難點在于時間的有效利用，由于項目實施過程耗費著大量的時間和精力，教師要講解一定的知識點，要指導學生的操作，要給學生留出時間思考，學生緊靠上課的時間完成項目非常緊張，那么學生要有效利用課余的時間，將思考與查閱文獻資料的時間留到課余完成，緩解課堂時間的壓力。

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吉林省教育科學規劃課題：ZD17198