基于工作过程的FPGA应用技术课程项目化改革研究

2016-01-05徐大诏陈青云

电脑知识与技术 2015年29期

徐大诏++陈青云

摘要：针对目前高职院FPGA应用技术课程教学的现状和存在的问题，提出了基于工作过程的FPGA应用技术课程项目化教学改革措施。经实践证明，教学改革实现了FPGA应用技术教学的理论与实践的有机结合，降低了学生学习的难度，提高了学生学习的兴趣和积极性，取得了良好的教学效果。

关键词：高职院；FPGA应用技术；项目化改革；工作过程；教学效果

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）29-0130-02

Research on the Project of FPGA Application Technology Based on Working Process

XU Da-zhao， CHEN Qing-yun

（School of Electronic and Information Engineering， Jiangsu Polytechnic of Finance & Economics， Huaian 223003， China）

Abstract： Aiming at the present situation and problems of FPGA application technology in higher vocational colleges， the teaching reform measures of FPGA application technology based on work process are proposed. The practice proved that the teaching reform realized the combination of theory and practice of FPGA application technology teaching， which can reduce the difficulty of students learning， improve the students' interest and enthusiasm， and achieve good teaching effect.

Key words： higher vocational college； FPGA application technology； project reform； working process teaching effect

FPGA应用技术是现代电子工程领域的一门新技术，它提供了基于计算机和信息技术的电路系统设计方法。采用FPGA技术设计数字电路，与传统的电子技术设计方法相比，大大地缩短了数字电路产品的研制周期，提高了产品的可靠性、降低了成本。该课程应作为高职高专院校电子信息类各专业的学生必须掌握的一门重要新技术课程，由于这门课程的专业性和应用性很强，所以学生学习难度相对较大，这给这门课程的教学带来了很大挑战，因此，作为高等职业院校专业教师，探索和改革FPGA课程的教学手段和教学方式是必要的。项目驱动教学法以学生为教学主体，是一种更加适合应用型课程的教学方法。

1 FPGA应用技术课程教学的现状

《FPGA应用技术》是电子信息类专业中一门实践性、应用性与专业性很强的课程。对于传统的教学方法来说，通常是教师先讲授理论知识，然后通过实验来加强学生对理论知识的理解，然而这种传统的教学方法带来了很多的弊端。

（1）传统的教学方法导致学生的学习兴趣不高。按照传统教学方法，先进行理论知识讲授，然后再通过实验进行实践，理论学习和实践相互分离，使得理论知识变得比较抽象、空洞，不够具体，影响了学生学习理论知识的积极性和主动性。

（2） FPGA应用技术是一门应用性很强的课程。课程与生产实践紧密相连，而且知识更新很快。如果理论学习和实践教学相互分离，就会使学生难以将理论与实践结合起来，所学知识将无法及时在实践中应用，不利于学生对理论知识的理解，同时学生的创新能力也会受到抑制。

（3） FPGA应用技术是一门专业性很强的课程。学生在学习这门课程之前，最好已具有比较扎实的模拟电子技术和数字电路的知识，有利于形成对这门课程的整体认识，为学好这门课程奠定良好的基础。

2 课程教学改革探索

针对教学中出现的种种问题，显然传统的教学方法很难取得良好的教学效果，改革势在必行。依据《FPGA应用技术》这门课程的教学特点和高职院学生的综合素质，只有选择合适的教学方法和手段，才能改变目前的教学现状。

2.1课程设计思路

本课程的总体设计思路：打破传统的三段式课程设置模式，即文化基础课、专业基础课、后专业课的先后顺序，改变为项目引导，任务驱动的课程体系，以完成工作任务的需要来选择相应的课程教学内容，基础知识以“必需、够用”为原则，强调专业技术应用能力的训练，始终围绕培养学生的职业技能这条主线来设计教学的内容。

以学生就业为导向，以培养学生从事本专业职业岗位中的工作所必需的专业核心能力为目的，以企业实际研发项目、典型产品案例作为项目，有针对性和实用性地组织了基于工作过程的FPGA应用技术课程教学的内容。将FPGA开发软件的使用、VHDL语言的学习、FPGA试验箱的操作等内容有机地结合起来，突出培养人才的专业能力、实际解决问题的能力。

2.2项目驱动法教学内容的选取与实施

课程开发突出职业岗位能力的培养，通过企业参与课程开发，结合学生对知识的认知过程，将实际研发项目、典型产品案例、学生创新项目作为载体引入教学过程中，基于工作过程构建学习情境，采用项目教学法，恰当地在教学环节中融入标准、规范、质量体系以及协作的内容，采用职业岗位能力要求来考核学生，使课堂更接近企业，学习任务更接近工作任务，充分体现职业岗位要求。在课程内容的组织上，按照职业成长规律与认知学习规律，由易到难、简单到复杂，将《FPGA技术应用》课程设计为FPGA开发工具的使用、基于FPGA的简单数字电路设计、基于FPGA的接口电路设计、基于FPGA的综合数字系统电路设计，共4个学习领域13个项目（学习情境）来进行教学，具体情况见表1。

课程内容的实施有易中难三种等级，对应为封闭型、开放型和开发创新型三种分类模式。对于封闭型的教学项目，主要采用引导法教学，就是指在老师的全面指导下让学生独立完成任务；开放型的教学项目主要培养学生的计划与自查能力、学生自学能力，从而能根据任务书的设计要求自主完成整个项目的设计工作。开放创新型的教学项目主要培养学生独立完成工作及创新能力，老师仅仅布置任务，而完成任务的方式与方法则完全由学生个人自由选择，老师基本不做指导。每个项目都由项目描述、项目分析、项目实施、项目评价和项目练习5个阶段完成，而在每个项目实施阶段都根据实际工作过程划分为几个相对独立又前后紧密衔接的工作任务，每个任务中又由任务描述、任务目标与分析、任务实施过程、任务学习指导、任务评价5部分组成，每个任务中的任务学习指导是介绍主要知识点的地方。这样从简单到复杂、由设计到修改和验证的内容组织形式，符合学生的认知规律，使学生可以在任务的引领下、在完成项目的过程中逐步培养专业技能和职业素质。

3 教学评价

（1）采用多元化评价方式，将学生自我评价、小组成员互评、教师评价有机结合。

（2）采用过程性考核方式，把学生的平时作业、课堂提问、项目考核、平时测验及技能目标考核作为平时成绩来看待，占到总成绩的40%；而将实际操作作为期末成绩来看待，占到总成绩的60%。

（3）在教学过程中要特别鼓励有独立见解的学生，这样才能激发学生潜在的创新能力。

4 教学资源的利用

（1）注重立体化教材的开发，提高教学服务水平，为高素质技能型人才的培养创造良好的条件。

（2）充分利用仿真工具软件ModelSim，结合FPGA开发软件对设计单元进行时序仿真，可以得到更加真实的仿真结果。

（3）充分利用实验、实训室配置的多媒体投影仪和教学互动软件，激发学生学习的兴趣，有利于学生对理论知识的理解和掌握。

（4）积极开发和充分利用网络课程资源，使教学从单一媒体向多媒体转变，使学生单独学习转变为合作学习，使教学活动从信息的单向传递转变为双向交换。

（5）充分利用校外实训基地的资源，积极与校外实训基地的专家、工程师合作，共同开发课程资源，进行产学研合作，实现工学结合。

5结束语

教学实践表明，把项目教学法引入到《FPGA应用技术》课程的教学改革中，实现了将理论知识与实践技能的有机结合，调动了学生学习的积极主动性，有利于学生对理论知识的理解和掌握，培养了学生的创新与动手能力，取得了良好的教学效果，值得推广。