基于工作過程系統化的EDA技術應用課程教學設計

龔江濤 魏麗君

（湖南鐵道職業技術學院，湖南 株洲 412001）

1 引言

近十年，電子產業發展突飛猛進，EDA 技術發展同樣日新月異，新器件、新工具、新技術不斷推陳出新、更新換代。但是大多數高校尤其是高職院校的EDA技術應用課程改革腳步卻遠遠跟不上技術的發展。同時，課程的教學仍停留在普通教室上理論，機房+實驗箱做實驗的傳統教學方式，并且理論課仍圍繞陳舊的器件、落后的技術、繁復的語法進行“填鴨式”教學，而實驗使用的實驗箱仍采用MAX Ⅱ、CycloneⅡ等一些早已淘汰或停產的器件，開發工具軟件則是QuartusⅡ等陳舊軟件，教材也是理論歸理論，實驗歸實驗，關聯性不強，學生感覺乏味，距離行業企業的實際要求越來越遠。因此，對EDA 技術應用課程進行基于工作過程系統化的課程改革迫在眉睫。

工作過程系統化的思路是通過崗位調研，獲得崗位對應的工作過程和方法能力，并形成列表，將若干個相關的方法能力組合在一起，轉化為一門課程的教學目標，并以真實的工作過程或產品作為載體來組織教學內容，以達到接近崗位需求的能力培養目的。工作過程系統化的課程取模塊課程的靈活性和項目課程一體化兩者之特長，并實現從經驗層面向策略層面的能力發展，關注滿足社會需求的同時重視人的個性發展，關注在就業導向的職業教育大目標下人的可持續發展問題和教育的本質屬性問題[1]。

2 以真實項目和產品為載體改革課程內容

根據EDA技術相關崗位的調研，結合“電子設計工程師（初級）”資格認證標準，明確本課程教學內容及對各內容的掌握要求；然后將崗位對應的典型工作任務，結合實驗實訓條件，進行科學合理的教學設計優化，將各教學內容進行知識的解構與重構，形成課程的教學內容；同時，將企業、行業標準規范和前沿主流技術融入其中。

2.1 采用新器件、新工具、新技術

在教學項目設計上采用EDA 技術目前主流的新器件、新工具、新技術，分別如下：

（1）PLD 器件：由MAX Ⅱ（目前已停產，但目前仍為部分高校教學采用）改為MAX 10系列器件（當前主流器件，廣泛應用于企業實際開發、生產中）；

（2）開發工具軟件：由Quartus Ⅱ軟件（功能相對簡單，支持器件少，不支持新型器件，但仍為部分高校教學使用）改為Quartus Prime開發軟件（企業開發主流軟件）；

（3）技術：引入了SOPC片上系統等前沿主流技術，作為拓展學習內容。

2.2 引入企業操作技能要求和工藝標準

將深圳華為CPLD與FPGA設計規范流程等企業標準和規范納入到課程標準和內容中，實現課程標準、內容與實際工作崗位的一致和接軌。課程設計的10個項目編寫的程序均采用華為VHDL代碼規范，設計操作過程完全采用華為的設計規范流程，保持與一流企業的設計風格與理念一致。

2.3 教學內容項目化

按照職業成長規律與認知學習規律，將EDA 技術應用課程內容劃分為三大模塊：簡單數字電路的原理圖輸入法設計、復雜數字電路的VHDL輸入法設計及電子產品的綜合設計。每一模塊均以來自企業的真實電子設計產品（項目）為載體，各設計易、中、難三個難度等級的3到4個項目，由易到難，由封閉式到開放式、開放創新式，由簡單組合邏輯到綜合數字系統，項目形式多樣，構建包含10個項目的學習情境庫，形成了積木塊式的課程內容。在實際教學實施當中，教師可根據不同專業及課時要求，靈活選擇部分模塊或項目，實現個性化教學[2,3]，具體內容結構如表1所示。

表1 課程內容結構

3 創新教學方法和教學組織形式

經過長期的教學實踐及持續的改革，根據EDA 設計的工作過程，將“資訊、計劃、決策、實施、檢查、評價”六步教學法本土化為“任務布置、資訊學習、計劃制定、項目實施、檢查評估”，并以此為主線，在不同階段，將分組討論、頭腦風暴、角色扮演等教學方法靈活應用其中，最大程度提高教學效果[4]。

創新“公司+項目”的教學組織方式，按電子設計開發企業的項目開發的典型組織形式開展教學[5]。學生作為“準設計員”被分成若干個小組，每組5～6人，組成技術中心的項目小組。每個項目小組選出一位項目組長，負責各組的項目教學組織與管理，老師充當研發主任與技術主管的角色，對所有項目小組進行日常考勤、過程監控、反饋處理以及技術咨詢、故障處理、質量控制等項目教學相關工作。通過模擬企業的項目化管理，讓學生體會接近真實的工作環境和工作過程，強化學生的自我管理能力和組織能力，鍛煉學生的合作、溝通能力和責任意識，如圖1所示。

圖1 教學組織形式

4 構建基于雙閉環的以綜合能力評價為核心的量化考核評價體系

與工作過程的課程內容改革相配套，全面改革學習教學考核與評價體系，采用多種考核方法相結合[6]，過程考核與結果考核相結合，自評、組內互評、教師評價相結合，職業能力、方法能力、社會能力評價相結合，同時將考核指標細化量化，全面、客觀、綜合評價學生成績，構建基于雙閉環的以綜合能力評價為核心的量化考核評價體系，如圖2所示。采用項目考核，每個項目都采用閉環方式進行檢查、反饋和持續改進，保證上一個項目的實施，都能確保為下一個項目的開展提供基礎和經驗。

圖2 基于雙閉環的能力評價標準考核系統結構圖

基于以上考核評價體系設計，制訂相配套的項目檢查單、學生評價表、評價標準等紙質考核文件，按照檢查單逐條打分，實現量化考核。

5 結語

教學實踐證明，EDA技術應用課程通過工作過程系統化改革能大大提高高職學生學習興趣和積極性，學生學習參與度顯著增強，實現“做中學、學中做”，對提升學生動手能力及技能水平具有極大幫助。同時，工作過程系統化方法對高職院校其他專業技術類課程的改革也具有一定的參考價值和借鑒意義。