“课程群+开放课程+竞赛”的培养模式探索——以“EDA技术”为例

于玉亭，陈业慧，徐慧芳

（安徽新华学院，安徽 合肥 230088）

“课程群+开放课程+竞赛”的培养模式探索
——以“EDA技术”为例

于玉亭，陈业慧，徐慧芳

（安徽新华学院，安徽 合肥 230088）

本文以在EDA技术课程开展的“课程群+开放课程+竞赛”教学模式为例，分析了此模式的特点.该模式整合了课程群不同课程、不同实验室的优秀资源，在教师引导下，由学生综合以上资源，自拟比赛题目，通过开放课程的方式在指导老师指导下完成作品.该模式打破课程和实验室的界限，为提高学生的综合素质提供新的途径.

课程群；开放课程；竞赛；EDA技术

高校专业课程关系紧密的课程构成“课程群”，这些课程应当加强呼应，使得高校专业教育成为一个有序的整体；而实验室是高校教学的重要场所，尤其是电子类动手环节较多的专业，大部分知识的获取和巩固都离不开实验室.目前，高校提倡培养应用型人才，本项目组将“课程群”与实验室的资源紧密结合，成为提高学生综合素质的新途径.

1 EDA技术课程群

图1 EDA技术课程群

EDA技术是一门应用型较强的课程，该课程与电路基础、模拟电路、数字电路等专业基础课程关系紧密，这些课程是EDA技术课程开设的基础；该课程也是一门综合型的实践性课程，课程的实践环节涉及到滤波器设计（信号处理和数字信号处理课程的重要内容）、PID算法（自动控制的重要内容）、电机驱动（电机拖动的重要内容）等多门专业课程.这些课程密切相关，共同构建了“EDA技术课程群”，如图1所示.EDA技术作为该课程群的综合课程，对于学生综合能力的锻炼起到很大作用.

本课程主要有三个教学重点：QuartusII软件、FPGA可编程原理、VHDL编程.该课程实用性强，实验环节丰富，难度适中，教学方式注重引导学生积极参与，设计环节灵活多样，受到学生的喜爱.但部分学生反映的硬件电路环节涉及较少，不能满足今后学习和工作的需求，针对这种情况进行了一次问卷调查.此次问卷主要有两个问题.问题一：你认为EDA技术课程内容设置是否合理？问题二：你认为EDA技术是否应该安排硬件电路调试环节？在参与调查的134名正在学习该课程的同学中，79%的同学认为课程内容设置基本合理，81%的同学认为EDA技术应该安排硬件电路调试环节；在参与调查的141名已修过课程的学生中，72%的同学认为课程设置基本合理，61%的同学认为有必要安排硬件电路调试环节.因此，增加硬件电路调试环节成为课程改革的新重点.

2 开放课程

开放课程是一种灵活的教学形式.我院开放课程是在院系领导支持下由相应课程组自行申请、组织开设的.

2.1 开设条件

开放课程适合于实践性较强、教学改革深入、课程建设成熟、相关实验设备和人员都完善的专业课.因此，开放课程的范围多集中在高年级的专业核心必修课程和专业选修课程中，比如单片机原理、EDA技术、嵌入式系统等课程.申请开放课程除了必须是综合性的专业课程之外，一般需要具备以下课程建设基础：

（1）申请开放的课程需要基于课程建设较为完善的课程，课程需要经历过反复的教学改革和课程建设，形成较为完整的教学文件，如三纲两书、教案讲稿等；

（2）课程组具有成熟、稳定的师资队伍，学生对课程评价较高，参与热情较高；

（3）课程需要有完备的配套实验室和优秀的实验室管理队伍.

2.2 开设形式

开放课程采用学生自由选课，指定时间集中培训和实践的方式进行.一般在学期初发布本学期的开放课程信息，并在相关班级进行宣传和动员.报名时间为学期前四周，课程在四周后开展.开放课程的教学过程更加强调以学生为主，指导教师除了第一次课程要对整个课程的内容安排做详细介绍外，其他课时都以学生分组讨论、查找资料、设计电路、调试安装为主，教师只需提供必要的指导.

3 “课程群+开放课程+竞赛”的培养模式

根据调查问卷的结果，结合开设EDA技术开放课程的经验，本学期的EDA教学采用了“课程群+开放课程+竞赛”的教学方式.即在正常基本教学之外以组织竞赛的方式开设开放课程，邀请课程群中其他课程授课老师作为指导老师参与竞赛指导，开放EDA实验室、装机实验室、电路实验室等相关实验室作为教学场地，方便竞赛开展.

3.1 比赛动员及报名

开学初在学校张贴海报并在网站发布通知、进行比赛报名和赛前动员，让学生了解比赛的内容、形式和作用.由于课程与比赛是同时进行的，因此相关授课教师在授课期间特意将比赛的相关事宜告知各班学生，在课程开设的第二周举办报名动员会，并开设开放课程对学生进行指导.

学生对这种新型教学模式显示出极大的兴趣，超过70%的学生，组队31组报名参加比赛.

3.2 竞赛开展及指导

学期第三周正式开展比赛和发放参赛物品，所发放物品主要是核心板的PCB板和相关元器件.并且安排开放课程和相关指导老师对学生进行指导.开放焊接实验室，由实验老师指导贴片元器件的焊接与测试；开放EDA技术实验室，由授课教师指导学生选题和系统调试；开放电路实验室，由指导教师指导学生使用仪器仪表测量和调试电路.并结合学生的选题需求由相关授课教师指导学生深入理解ROM存储、傅里叶变换、频谱变换、电机调速原理、PID控制等理论知识，并开放数字电路、信号与系统、电机拖动、自动控制等实验室做相关实验.

3.3 竞赛题目汇总

学期第五周汇总竞赛题目，30组题目如表1所示.选题多集中在在数字电路设计、信号处理、电机控制、自动控制的范畴，比赛基本围绕“EDA技术课程群”的范围展开.

表1 比赛题目汇总

3.5 比赛中期检查

为保证比赛顺利进行，加强对比赛的过程监控，在第八周对参赛各队作品制作进度进行中期检查.其中，12队基本完成了核心板的焊接与调试，正在进行软件和扩展板的制作，基本符合进度要求；19队还在进行核心板的调试，问题主要集中在FPGA芯片焊接和下载口的调试，进度较慢，对其进行指导后要求在指定时间内完成核心板的调试.

3.6 初赛

学期第十一周，组织指导老师对参赛队伍进行初步筛选，最终选择出13支优秀队伍参加6月初的决赛.

3.7 决赛及奖励

第十三周，对进入决赛的13支队伍进行最终的评比，最终评出一等奖1队；二等奖2队；三等奖3队；优秀奖6队；共计12支队伍获得奖励.并在赛后进行了颁奖式，发放荣誉证书和奖品.

4 结束语

“课程群+开放课程+竞赛”的模式打破了不同课程和不同实验室的界限，整合了课程群和实验室的优秀资源，为学生提供了综合实践的机会，提高了学生的硬件电路设计、焊接、调试能力，激发了学生的动手热情.推动学生将所学用于实践，为学生的就业和继续深造提供更加扎实的基础.项目组将会对此次比赛经验和出现的问题进行反思和总结，为今后这种模式的继续开展积累经验和教训.这种模式也适用于其他的实践性、综合性较强的课程，今后也可在其他课程中尝试开展.

〔1〕张惠国，钱斌,等.应用型人才培养中数字电路和EDA技术教学思考[J].常熟理工学院学报，2015（11）：93-96.

〔2〕王恩亮，李文瑾,等.应用型本科高校构建“信号处理”课程群的研究与探索.新乡学院学报，2014（2）：82-84.

〔3〕黄卫华，贾历程.基于FPGA的EDA实验系统改革与实践.实验室研究与探索,2012(4):203-206.

G642.3；TN702

A

1673-260X（2017）02-0199-02

2016-12-14