基于MOOC+SPOC混合教學模式在《EDA技術》教學中的改革

陳亞妮

摘要：《EDA技術與基礎》是電子信息類專業一門實踐應用性較強的專業基礎課，本文針對現有EDA課程教學中存在的弊端，以培養應用型創新人才為目標，以MOOC+SPOC混合教學為教學模式，從理論教學內容、實踐教學內容、考核方式等方面進行改革探討。實踐證明，此項課程改革激發了學生的主觀能動性，增強了學生的系統設計能力，提高了學生的工程實踐能力，有效促進了電子信息類創新型人才的培養。

關鍵詞：EDA;MOOC;SOPC;教學;改革

一、前言

隨著大規模集成電路和嵌入式技術的迅速崛起，EDA 技術（電子設計自動化技術）已成為現今電子技術發展的必然趨勢。EDA 技術是電子信息工程、通信工程、測控等專業的專業必修課，作為現代電子設計技術的核心，以硬件描述語言進行電子電路的設計與開發，在電子系統設計、信號檢測處理、自動控制等諸多領域應用極其廣泛，是一門實踐性和應用性很強的課程。獨立學院以培養應用型創新人才為目標，因此，在《EDA技術》課程的教學中，更為注重鍛煉學生的動手實踐能力、系統開發能力和創新思維能力，從而為社會培養適用于工程應用的創新型與技能型電子設計人才。

目前大多數院校EDA技術課程的教學環節以理論教學為主，實驗教學為輔，缺乏課程設計教學的教學模式，總體上還是偏重于理論教學且教學內容多，教學進度快，課堂信息量巨大，學生無法在課堂內對知識進行消化和拓展，而實驗教學還是以驗證性實驗為主，缺乏學生根據任務驅動自主學習的氛圍，缺乏以項目教學方法提高學生EDA綜合實踐能力的措施，另學生利用 EDA 工具進行課外創新實踐活動的機會非常有限，因此大多數學生對EDA技術課程知識的掌握只停留在書本，缺乏實踐和創新能力。針對以上問題，從獨立院校的培養目標出發，以MOOC+SPOC混合教學模式為手段，以16級、17級電子信息工程專業 EDA 技術教學為改革實踐對象，以互聯網創新大賽為動力，對EDA技術的課程理論教學、課程實踐教學及課程評價體系進行改革與實踐。

二、優化課程教學內容

EDA技術應用日新月異，而現有的許多教材內容上更新慢，難以全面展示EDA技術的新成果和發展趨勢，因而在選用最新版本的教程基礎上，理論授課采用“教學一體”的EDA實驗室機房多媒體授課方式，結合MOOC+SPOC平臺輔以簡單通用的基礎知識的自主學習和最新最前沿技術的補充學習。

1.課前組織學生開展自主學習。在這一階段教師的首要任務是“導學”，即引導學生完成課前準備工作。根據每次教學任務的安排，在各大 MOOC 平臺中篩選出與本次教學目標、教學內容最接近的 MOOC 資源或其他教學視頻，編寫教案、制作課件、編寫測試題以及錄制微課為學生提供自學資源，并設定好各項資源學習完成后所得經驗值再及時發布至SPOC平臺每個教學班所在的藍慕云班課中作為課前預習。教師通過藍慕云班課平臺監測學生學習進展，并在平臺上與學生交流互動，解答學生疑難。在此過程中，教師可以進行學情分析，把握學生學習動態，為下一步課堂教學做好準備。在這一階段，學生的核心任務是“自主學習”，即線上學習教師推薦的課程視頻和資料，并通過設置的習題進行自測，發現疑難問題，進行在線交流或收集整合后在課堂學習中進行討論。

2.課中組織學生開展項目分組討論研學。根據學生特點進行分組，每組成員3—5人不等。先結合SPOC平臺反饋的學生自主學習情況，為學生提供有針對性的經典例題或項目，組織學生小組討論自主解決問題、組織學生模仿教師對例題進行講解和分析，教師再結合學生在解決問題中遇見的困難進行重點講解，強化重點知識點，總結疑難知識點，進而培養學生的合作能力、團隊意識以及表達能力。實踐證明這些方法能有效激發學生的學習興趣，增強學生的參與意識，也能促使學生在參與、體驗中分享資源、創新思維、快樂學習，從而在輕松愉快的環境中促成知識的發現與獲得，幫助學生找到課前自學中遇到的問題的答案，使其對知識的淺層理解在相互探討中逐漸深化，使原本分散的知識碎片在教師導引下逐漸完整化、體系化。與此相對應，這一階段學生的任務是“協同學習”，即在問題意識支配下專心聽講，積極參與教師組織的各項學習活動，主動參與師生間、生生間的合作、交流、辯論、實驗、互動，進行深度探究與學習，在各項活動中深入理解知識點、建構知識體系，實現知識內化。而學生能否真正參與到教師組織的各項活動中關鍵在于教師的課堂設計是否貼近學生實際，是否能滿足學生的學習需求，是否能幫助學生完成知識積累與架構。課中，教師的“研學”與學生的“協同學習”一體兩面，貫穿兩面的主線便是教師的教學設計與組織，這一環節需要教師充分發揮能動性和創新性，調動一切有利資源參與教學過程，只有這樣，才能有效實現知識融合、知識生成、知識建構。

3.課后組織學生進行研學活動。課后階段是一堂課的結束和下一堂新課開始的銜接階段。在這一環節里，教師主要任務是“促學”，即總結反饋前兩個階段的教學效果，一方面，采取一定的措施就前兩階段的活動進行必要的補充、完善，并通過線上小組討論、頭腦風暴、隨堂測試、優秀成果展示等形式鞏固已學知識，拓展新知識，增強知識的應用實踐性，運用知識指導實踐、推動實踐。另一方面，按照課程教學日歷，安排學生在課后開展MOOC資源線上學習計劃，這一任務實質上與新課的課前導學相重。與此同時，這一階段學生的核心任務是“探究學習”，即將已獲取的知識信息進行重組建構、整合創新，主動進行實踐創新活動，完善“知”與“行”的統一，力爭將知識引向實踐，加速知識向實踐地變遷。教師的“促學”與學生的“探究學習”密切配合，在教師的引導、督促下學生主動探究，積極行動，進而達到知識拓展、知識應用、知識轉化的目的。

三、優化課程實踐內容

實踐教學涵蓋課內基礎實驗教學、課外創新性實驗教學、電子綜合設計與制作課程設計教學等。實驗室采用紅蜘蛛教學管理軟件進行學生操作電腦與授課界面的靈活控制與切換。實驗內容講解時切換至教師機操作界面，解除學生電腦控制權后可同時實現學生上機設計及基于實驗箱的編程及調試與下載，有效提高實踐教學的效率。

1.課內基礎實驗教學改革。在原理驗證實驗的基礎上增加與工程項目密切相關的實驗內容，使全體同學通過實驗確實掌握利用各種實用電子設備及功能電路的設計方法與技能，能夠獨立解決簡單的工程實際問題。如計數器、數字頻率計等項目實驗。

2.課外創新性實驗教學改革。結合我校實驗室開放課題、大學生研究性學習與創新性科研項目，以授課教師及專業導師為主體，采取多種形式的科研訓練，包括電子裝置的電路板圖設計、CPLD數字系統開發、基于FPGA的高速數據檢測及邏輯控制器設計;以具體工程應用為背景，按工程實際提出實驗任務要求，提高學生的工程應用能力。

3.電子綜合設計與制作課程設計教學改革。為提高學生工程設計能力和獨立解決工程實際問題能力，使學生具備獨立運用EDA系統進行電子系統設計與開發。設置兩周時間進行電子綜合設計與制作的電子系統設計開發訓練。設計題目由教師指定或學生自擬，學生獨立設計系統方案，并完成設計與調試。通過選題、調研、方案設計論證，硬件及軟件設計、焊接調試和測試整個過程，培養學生工程化設計思想，調動學生動手實踐的積極性。通過理論設計和實驗驗證，提高學生發現問題、解決問題、理論聯系實踐的能力，進一步提高學生的知識綜合運用的能力，也使學生動手實踐能力得到進一步的增強。

四、優化課程評價體系

教學評價是對學生學習活動結果的考核評估，既關乎教師的教學成效，又關乎學生的學業成績，其反饋結果也為改進教方法提供了重要的參考依據。混合教學模式下的評價體系從理論課程和實踐課出發，由線上考核與線下考核相結合，使二者在同一系統內相補充、相協同，進而使評價結構更科學合理，使評價結果更全面客觀。MOOC+SPOC混合教學模式改變了過去傳統課堂教學僅以考試成績作為單一標準來評估學生學習成果的局面。開始依據更多的評價指標來衡量學生所取得的學習成果，一般評價的依據有線下考核中：①課堂出勤情況;②課堂合作學習能力;③課堂討論參與度;④課堂、課后習題完成度;⑤實踐項目完成度;⑥期末的考試成績;線上考核中：①平臺學習記錄經驗值;②課程平臺的活躍度（參與問題討論、提問數量）;③線上習題過關度等。

五、總結

混合教學模式的應用改善了傳統教學模式的弊端，一方面學生可以通過平臺自主進行理論學習，課堂上由教師指導進行經典習題和實際項目分析設計，解決學時偏少的問題。另一方面，課堂時間充分用于教師與學生、學生與學生之間的交流探討，完成小組作業與項目協作研究，提高了課程講授的深度和廣度，有利于加深學生對課程的理解和應用，增強學生的學習積極性，提高實踐能力。我校16、17級電子信息工程專業學生自教學改革以來，實踐創新能力得以大大地加強，在參加的全國大學生物聯網創新應用設計大賽、“藍橋杯”（電子設計與開發組）、全國大學生互聯網+創新創業大賽、ICAN國際創新創業大賽、“挑戰杯”系列賽事等學科競賽中國屢獲佳獎。

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