EDA理实一体化教学培养高职学生的职业核心能力

邹心遥，方弄玉，刘雅婷

(广东农工商职业技术学院机电系，广东广州510507)

EDA理实一体化教学培养高职学生的职业核心能力

邹心遥，方弄玉，刘雅婷

(广东农工商职业技术学院机电系，广东广州510507)

围绕培养高职学生的职业核心能力这一主题，首先对职业核心能力和理实一体化教学模式的特征进行了归纳分析，在此基础上，从基于工作过程的理实一体化教学设计、协同学习法的教学实施两方面探索了《电子设计自动化》课程的理实一体化教学改革实践。

电子设计自动化；理实一体化；教学设计；协同学习；职业核心能力

一、引言

职业核心能力在德国职业教育界叫做“关键能力”，它是一种可持续发展能力，其基本特征是从业者能够适应千变万化的劳动力市场岗位变换的需要，即当职业发生变化时，从业者能够在变化的工作环境中较快地重新获得新岗位所需要的职业技能和相关知识、从而能够容易地实现岗位变换和职业变迁。

学生的职业核心能力培养主要是通过教学过程来实现的。理实一体化教学模式以“做中学”为基本原则，强调的是以学生为中心，其主要特点是同一门课程由同一个教师在同一个地点承担理论教学与实践教学任务，教师通过将理论知识与实践内容有机融合，使得学生能在“学中做”和在“做中学”。《电子设计自动化》(EDA)课程是职业院校电子信息类专业必修的职业能力课程，开展理实一体化教学有利于调动学生的学习兴趣，激发学生自主进行数字系统设计的热情，促进学生从事电子设计岗位相关知识和技能的迁移，从而有助于培养学生的职业核心能力。

二、职业核心能力的内涵

职业核心能力与国家的社会经济发展现状和要求相联系，也与具体行业有关，因此，在职业核心能力的内涵界定方面，多年来，各国学者对此展开了深入的研究，但至今仍然没有一个统一的公认的解释，不同国家的学者对职业核心能力的内涵定义也不完全相同。[1]1998年国家劳动和社会保障部在《国家技能振兴战略》中把职业核心能力分为八项:自我学习的能力、解决问题的能力、创新革新的能力、与人交流的能力、数字应用的能力、信息处理的能力、与人合作的能力、外语应用能力等。随着知识更新换代速度的加快，在这八项能力中，自学能力越来越重要。由于电子技术更新的速度日新月异，学生在学校学习的知识在毕业后就会很快更新，学生需要具备较强的自我学习能力才能快速有效地掌握工作岗位所需要的相关知识和技能。

三、职业核心能力导向的理实一体化教学设计

课堂的教学实施是按照一定的教学设计而进行的，教学设计是围绕课程的教学目标而展开的。《电子设计自动化》课程的教学目标除了培养学生掌握数字系统设计的专业技能之外，还需要培养学生的职业核心能力，即要培养学生的学习能力、解决问题的能力等几个方面的能力与素质。基于此教学目标，在进行教学设计时，本着基于工作过程系统化的开发原则，遵循技能人才的职业成长规律和认知学习规律，将知识、技能的学习和价值观的培养融为一体，主要从两方面完成教学设计:一方面是选择课程内容，另一方面是对课程内容的排序。

(一)选择课程内容

传统的学科体系的《电子设计自动化》课程的授课顺序是:首先讲授VHDL语言的语法及语句结构，然后介绍常用组合逻辑电路及时序逻辑电路的VHDL设计，最后进行数字系统的整体设计。这样的方法是先学习完所有的知识之后才开始应用，学生在学习的过程中感觉到像是在学两门课程:第一门课程是硬件描述语言VHDL的学习，第二门课程是数字系统的自动化设计。一方面，这种将VHDL语言与应用割裂开来的教法会降低学生的学习兴趣、增加学习难度，不利于高职学生能力的培养；另一方面，VHDL语言的语法及语句内容很丰富，完全掌握需要花费较长的时间，而实际上从事一般的数字系统设计并不需要用上全部的VHDL语言要素，只用30%的VHDL语言便可完成80%的数字系统设计。

依据理论知识“适度够用”的原则，同时考虑到高职学生以形象思维为主的特点，在选择课程内容时将理论知识和一定的应用背景和环境联系起来，即采取理实一体化的形式、将理论知识与实践操作内容有机融合在一起，使得高职学生能更好地掌握相应的知识和技能。以此为指导思想，选择《电子设计自动化》课程的教学内容时，将本课程教材的内容进行解构与重构、并基于工作过程设计了三个学习情境，这三个学习情境是三个综合性的数字系统设计项目。这种设计的出发点是围绕着具体数字系统的设计实践学习相应的必需的VHDL语言知识，用不上的VHDL语言知识可以在掌握了基本的硬件描述语言基础之后在需要用到的时候由学生自学，这样的设计将VHDL语言的学习及数字系统的自动化设计融为一体，完成具体的项目需要用到哪些知识就学习哪些知识，降低了学习难度，提高了学生的学习兴趣和学习效率。具体而言，围绕着完成三个学习情境的任务所需要的知识重组内容，重组之后的理实一体化教学内容如表1所示。

表1 《电子设计自动化》重组之后的理实一体化教学内容

(二)课程内容的排序

教学内容的排序一般遵循两种规律:并行关系或递进关系。[2]《电子设计自动化》课程的三个学习情境之间按照易、中、难三个层次的递进关系进行设计，循序渐进地培养学生具备自主进行电子产品项目或企业订单的自动化设计与实践的能力。在初级学习情境阶段(数字钟的设计)，教师提供详细的引导，全面指导学生完成项目；中级学习情境阶段(交通灯控制器的设计)，在学生具有初步项目策划与实施能力后，教师简化引导，加强学生的计划与自查能力培养，强化学生独立完成工作的能力；高级学习情境阶段(乒乓球游戏机的设计)，完全由学生自主决策、自主完成项目，培养学生的学习能力和创新能力。

除了在学习情境的设计方面采用易、中、难等不同难易程度的方式来培养学生的职业核心能力之外，在具体的教学单元中，采取理实一体化的授课模式，每个单元为一个完整的任务，每个学习情境分为若干个单元任务，各单元任务之间也按照易、中、难的顺序排列，教师在各单元任务中的指导也由全程指导到逐步减少。

四、职业核心能力导向的理实一体化教学实践

在《电子设计自动化》课程理实一体化教学实施过程中采取协同学习法培养学生的职业核心能力。协同学习法是在任务驱动教学法的基础上，利用网络及现代信息技术，与网络课程教学有机结合而形成的一种教学模式。其教学过程包括五个步骤，如图1所示。

基于协同学习法的教学步骤，将《电子设计自动化》课程的教学内容按照工作过程重构为具体的任务，每次课都围绕着一个任务的完成而展开教学。例如，对于学习情境一围绕着设计数字钟所需要的知识进行内容重组，按照实际的工作过程划分为6个工作任务:任务一，60进制计数器的VHDL设计；任务二，24进制计数器的VHDL设计；任务三，7段数码管的驱动设计；任务四，十分频电路的VHDL设计；任务五，整点报时模块的VHDL设计；任务六，数字钟的整体设计。通过这六个任务循序渐进地指导学生学习每个任务需要的知识点，最终完成整个电子钟系统的设计，整个教学过程由教师全程辅导。每个任务的教学实施都严格按照协同学习法的教学步骤展开教学。

图1 《电子设计自动化》课程采取协同学习法的教学过程示意图

为了培养学生的团队合作能力，理实一体化课堂学生分小组进行学习，在上课之前，教师将学习任务和相关知识点公布在“网络课程”中。学生看到教学任务后，根据网络课程里的教学资源和网上查询的其他资源进行预习，并将收集到的信息在小组中进行交流分享。在课堂上，各小组将在预习中所碰到的难点提出来，教师详细地答疑解惑，同时通过一个实例进行示范讲解，介绍设计思路及完成该任务所需的新知识，此处的示范实例不能与学习任务相同，但可以相似，一方面是为了避免学生偷懒抄袭教师讲解的示例，另一方面是为了培养学生举一反三、触类旁通的学习能力。之后，各小组在小组长的组织下开展讨论，根据所学的知识点为要完成的任务制定出一个可行的方案。方案制定好之后，各小组成员开始编程并完成任务。在这个过程中逐渐地培养学生的学习能力，以及分析问题、解决问题的能力。通过将设计电路文档进行仿真或下载到实验箱，学生可直观地观察到所设计的电路功能是否实现，如果功能没有实现，学生可以及时分析、找出问题所在、从而加以改正，当通过自己的努力独立自主地完成任务时，学生会产生一种成就感，这种成就感可进一步激发学生的学习积极性和主动性。完成任务之后，由各学习小组分别介绍任务完成的思路及成果，这样可为各学习小组之间提供一条相互共享、相互学习的途径，从而进一步加深对知识和技能的理解与掌握。

当各小组均完成了学习任务之后，需要执行的一个步骤是多元评价反馈。这个过程是培养学生独立思考能力、表达能力的重要途径。多元评价体系由教师建立，此处的“多元”指的是三元，包括组内互评、小组互评和教师点评三个方面。组内互评和小组互评在各学习小组完成任务提交之后进行，教师鼓励学生对本次学习活动进行独立思考、发表自己的感受，并将互评情况即时反馈给各学习小组、以促使学生的反思总结。最后，教师对全体学习小组的任务完成情况进行点评与总结，并鼓励学有余力的学生在此基础上进行拓展提升。同时，教师还需要对学生完成任务的情况进行分析与反思，根据实际情况适当调整后续的任务，进一步提高教学效果。

五、结束语

《电子设计自动化》课程理实一体化教学改革在广东农工商职业技术学院机电系应用电子技术专业和电子信息工程技术专业试点实施了三年，实践结果表明，改革取得了一定的成效:学生普遍反映课程难度降低了，学习兴趣增浓了；课堂上睡觉、玩手机的现象没有了，参与讨论学习、积极实践的学生多了；学生的学习能力、分析解决问题的能力、团队合作能力等职业核心能力增强了。具体表现在竞赛方面，近三年学生在各项竞赛上均取得了突破性的进展:在技能竞赛方面，突破了之前省二等奖的历史成绩，获得了省级一等奖2项、国家级二等奖1项的好成绩；在“挑战杯”大学生创新类电子设计竞赛方面，获得了省一等奖3项、三等奖1项的优异成绩。

在实施理实一体化教学改革中，需要教师在课前作充分的准备，精心设计教学内容和教学任务，在课堂上以学生为中心、教师扮演导演的角色引导为主，真正实现学生在“做中学”和在“学中做”，切实地培养学生的职业核心能力。

[1]邹心遥.高职电信专业学生关键能力培养的研究[J].广东技术师范学院学报，2011(1):51-53.

[2]姜大源.论高职教育工作过程系统化课程开发[J].徐州建筑职业技术学院学报，2010.10(1):1-6.

(责任编辑:刘生平)

Professional Key Ability Training for Higher Vocational College Students based on Integration Teaching of EDA

ZOU Xinyao,FANG Nongyu,LIU Yating
(Department of Mechanical and Electronically Engineering,Guangdong Agriculture Industry Business Polytechnic,Guangzhou 510507,China)

In order to train the professional key ability of higher vocational college students,the features of key ability and integration teaching mode were analyzed.This paper introduced the integration teaching innovation of electronic design automation(EDA)course from two aspects,one of which is integration instructional design based on working process,the other is teaching practice of cooperative learning method.

EDA;integration mode;instructional design;cooperative learning method;professional key ability

TN702－4

A

1009－931X(2016)04—0029－04

2016－06－24

广东省教育厅高等职业教育教学改革项目(201401155)；广东省高职教育技能竞赛教学指导委员会教改项目(201509002)；2014年广东省教育厅教育教学成果奖(高等教育)培育项目阶段性成果；2015年广东省精品资源共享课程项目《电子设计自动化》的阶段性成果。

邹心遥(1978－)，女，湖南衡阳人，副教授，博士，研究方向:半导体器件可靠性，职业教育理论。