基于工作过程系统化的EDA技术应用课程教学设计

龚江涛 魏丽君

（湖南铁道职业技术学院，湖南 株洲 412001）

1 引言

近十年，电子产业发展突飞猛进，EDA 技术发展同样日新月异，新器件、新工具、新技术不断推陈出新、更新换代。但是大多数高校尤其是高职院校的EDA技术应用课程改革脚步却远远跟不上技术的发展。同时，课程的教学仍停留在普通教室上理论，机房+实验箱做实验的传统教学方式，并且理论课仍围绕陈旧的器件、落后的技术、繁复的语法进行“填鸭式”教学，而实验使用的实验箱仍采用MAX Ⅱ、CycloneⅡ等一些早已淘汰或停产的器件，开发工具软件则是QuartusⅡ等陈旧软件，教材也是理论归理论，实验归实验，关联性不强，学生感觉乏味，距离行业企业的实际要求越来越远。因此，对EDA 技术应用课程进行基于工作过程系统化的课程改革迫在眉睫。

工作过程系统化的思路是通过岗位调研，获得岗位对应的工作过程和方法能力，并形成列表，将若干个相关的方法能力组合在一起，转化为一门课程的教学目标，并以真实的工作过程或产品作为载体来组织教学内容，以达到接近岗位需求的能力培养目的。工作过程系统化的课程取模块课程的灵活性和项目课程一体化两者之特长，并实现从经验层面向策略层面的能力发展，关注满足社会需求的同时重视人的个性发展，关注在就业导向的职业教育大目标下人的可持续发展问题和教育的本质属性问题[1]。

2 以真实项目和产品为载体改革课程内容

根据EDA技术相关岗位的调研，结合“电子设计工程师（初级）”资格认证标准，明确本课程教学内容及对各内容的掌握要求；然后将岗位对应的典型工作任务，结合实验实训条件，进行科学合理的教学设计优化，将各教学内容进行知识的解构与重构，形成课程的教学内容；同时，将企业、行业标准规范和前沿主流技术融入其中。

2.1 采用新器件、新工具、新技术

在教学项目设计上采用EDA 技术目前主流的新器件、新工具、新技术，分别如下：

（1）PLD 器件：由MAX Ⅱ（目前已停产，但目前仍为部分高校教学采用）改为MAX 10系列器件（当前主流器件，广泛应用于企业实际开发、生产中）；

（2）开发工具软件：由Quartus Ⅱ软件（功能相对简单，支持器件少，不支持新型器件，但仍为部分高校教学使用）改为Quartus Prime开发软件（企业开发主流软件）；

（3）技术：引入了SOPC片上系统等前沿主流技术，作为拓展学习内容。

2.2 引入企业操作技能要求和工艺标准

将深圳华为CPLD与FPGA设计规范流程等企业标准和规范纳入到课程标准和内容中，实现课程标准、内容与实际工作岗位的一致和接轨。课程设计的10个项目编写的程序均采用华为VHDL代码规范，设计操作过程完全采用华为的设计规范流程，保持与一流企业的设计风格与理念一致。

2.3 教学内容项目化

按照职业成长规律与认知学习规律，将EDA 技术应用课程内容划分为三大模块：简单数字电路的原理图输入法设计、复杂数字电路的VHDL输入法设计及电子产品的综合设计。每一模块均以来自企业的真实电子设计产品（项目）为载体，各设计易、中、难三个难度等级的3到4个项目，由易到难，由封闭式到开放式、开放创新式，由简单组合逻辑到综合数字系统，项目形式多样，构建包含10个项目的学习情境库，形成了积木块式的课程内容。在实际教学实施当中，教师可根据不同专业及课时要求，灵活选择部分模块或项目，实现个性化教学[2,3]，具体内容结构如表1所示。

表1 课程内容结构

3 创新教学方法和教学组织形式

经过长期的教学实践及持续的改革，根据EDA 设计的工作过程，将“资讯、计划、决策、实施、检查、评价”六步教学法本土化为“任务布置、资讯学习、计划制定、项目实施、检查评估”，并以此为主线，在不同阶段，将分组讨论、头脑风暴、角色扮演等教学方法灵活应用其中，最大程度提高教学效果[4]。

创新“公司+项目”的教学组织方式，按电子设计开发企业的项目开发的典型组织形式开展教学[5]。学生作为“准设计员”被分成若干个小组，每组5～6人，组成技术中心的项目小组。每个项目小组选出一位项目组长，负责各组的项目教学组织与管理，老师充当研发主任与技术主管的角色，对所有项目小组进行日常考勤、过程监控、反馈处理以及技术咨询、故障处理、质量控制等项目教学相关工作。通过模拟企业的项目化管理，让学生体会接近真实的工作环境和工作过程，强化学生的自我管理能力和组织能力，锻炼学生的合作、沟通能力和责任意识，如图1所示。

图1 教学组织形式

4 构建基于双闭环的以综合能力评价为核心的量化考核评价体系

与工作过程的课程内容改革相配套，全面改革学习教学考核与评价体系，采用多种考核方法相结合[6]，过程考核与结果考核相结合，自评、组内互评、教师评价相结合，职业能力、方法能力、社会能力评价相结合，同时将考核指标细化量化，全面、客观、综合评价学生成绩，构建基于双闭环的以综合能力评价为核心的量化考核评价体系，如图2所示。采用项目考核，每个项目都采用闭环方式进行检查、反馈和持续改进，保证上一个项目的实施，都能确保为下一个项目的开展提供基础和经验。

图2 基于双闭环的能力评价标准考核系统结构图

基于以上考核评价体系设计，制订相配套的项目检查单、学生评价表、评价标准等纸质考核文件，按照检查单逐条打分，实现量化考核。

5 结语

教学实践证明，EDA技术应用课程通过工作过程系统化改革能大大提高高职学生学习兴趣和积极性，学生学习参与度显著增强，实现“做中学、学中做”，对提升学生动手能力及技能水平具有极大帮助。同时，工作过程系统化方法对高职院校其他专业技术类课程的改革也具有一定的参考价值和借鉴意义。