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關鍵詞：職業教育；單片機；實踐教學
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2014）15-004-01
單片機課程是實踐性很強的課程，必須通過一系列的軟硬件實驗，才能做到理論聯系實際，才能學好學懂，取得良好的教學效果。因此，在理論教學中應更多的融入實踐教學環節，來培養學生的動手實踐能力。為了鞏固和加深學生對基本概念及基本原理的理解與掌握，并進一步培養和提高學生分析問題和解決問題的能力，因此，在理論教學過程中完成相關的實驗課程。
但是通過深入調研，發現目前許多職業教育院校的傳統單片機課程實踐項目與社會實際需求嚴重脫節，實驗內容陳舊、實驗項目單一。而且，往往忽視了職業教育院校學員“形象思維能力強、抽象思維能力相對較弱”的認知特點。造成了現行實踐教學內容對學員難度偏大、實用性差、效率低的尷尬現狀。
為擺脫現狀、提高效率，筆者在近幾年教學過程中進行了一些探索。
一、在實踐教學內容上進行大膽創新
首先，應對單片機課程實踐教學內容進行大幅度的革新，建議在必修實踐課程中，大幅度減少匯編語言等軟件編程項目，增強基本I/O端口編程控制，增加課時學習單片機控制電路的安裝、調試和排除故障等實用性較強的內容；在選修實踐課程中，主要加強單片機的軟件編程能力訓練，為基礎較好、學有余力的學員提供進一步學習提升的機會。
此外，為更好培養學生熟練掌握單片機應用系統的設計方法，學生應能夠根據要求，自行設計實現有一定實用價值的單片機系統。要達到這種培養目標，需要較長的學習時間，應在完成單片機課程學習的基礎上，利用畢業設計或者電子競賽培訓等方式進行強化訓練。在課題選擇方面，可貼近工程應用，并將前期掌握的基本實驗內容加以綜合運用，提高學生設計較復雜系統的能力。例如選取設計電子密碼鎖的課題，綜合按鍵輸入、存儲器控制、液晶顯示、蜂鳴器報警多種器件的使用，使學生能夠在熟悉的知識環境中逐步接近實際應用。電子設計大賽考察學生對電子系統的綜合設計能力，在培訓中，除了講授單片機的相關內容，還應講解通信、控制方面的知識，如介紹無線收發電路的設計、電機控制等內容。
二、單片機實驗仿真板的應用
在硬件資源比較緊張的情況下，可以采用仿真軟件進行相關項目的實驗，這樣可以在節約資金的同時，增加學生的實踐能力。
仿真軟件的應用使得單片機電子鐘、鍵盤設計等大型實踐作業可以在普通機房和單片機實驗室交替進行，如果學生有個人電腦，學生的大型作業甚至可以回到宿舍完成，此舉不但可提高學校實踐教學資源的利用效率，而且增強了實踐教學的靈活性。
三、以項目為牽引，推動理論實踐一體化教學
依托精心設計的實踐項目，將課程知識體系打散，重新將知識、技能有機融合到具體的實踐項目中。讓學員在親自動手完成這些項目的實踐過程中，切實掌握知識、形成技能，實現實踐教學的目標。進而促成實踐教學對理論教學的有效支撐，并從根本上激發學員的積極性和創造性。通過一些針對性強、有趣的項目來激發學員的創造熱情，使他們在輕松愉悅環境中完成項目安裝、焊接與檢測，學會知識、增強技能。
四、開發高性價比的實訓器材
為配合實踐教學內容上的各種創新，為滿足以項目為牽引的理論實踐一體化教學，必須開發高性價比的實訓器材。研制價格低、實驗項目全的實訓電路板，并確保學員每人一套，就可以使學員不受場所的限制隨時進行實驗實訓，大大增加實訓時間，提高實訓效果
五、鼓勵學員進行創新項目設計
學習是為了應用，課堂上講授的知識畢竟是和實踐相脫節的，現有的實踐性科目也是別人已經做過的，只是再應用所學知識進行了一遍重復實驗而已。如果要達到熟練的程度，必須進行創新設計。根據自己生活或者實際需求，設計一種別人沒有做過的東西，從購買元器件、設計電路、軟件與調試、硬件安裝等一步步完成所要設計的項目。筆者認為，只有多想、多做、多練、多應用才能熟練掌握課程精髓。
針對上述問題，在教學中引入EDA技術是必然趨勢。[2]為此，提出建立和應用基于EDA技術的“虛擬實驗室”互動平臺，把“虛擬實驗室”作為傳統實驗的一個有益的補充和完善。“虛擬實驗室”的概念最早是由美國維吉尼亞大學的WilliamWulf教授提出的，即利用互聯網技術將所提供的虛擬儀器、實驗題目以及內容放入網站上，遠程用戶只需利用網絡瀏覽器，而不需要其他的特殊軟件，就可以登錄到遠程實驗室的網絡教學服務器上。[3]相對于傳統的實物實驗，“虛擬實驗室”主要具有以下三大特點：一是開放性。真正實現實驗室的全方位開放，即實驗內容開放（學生可選擇）、時間開放、空間開放。另外，學生也并不需要來實驗室做實驗，自己可以隨時在宿舍電腦上進行，可預約時間向教師咨詢。二是資源共享和輻射示范性?！疤摂M實驗室”對全社會的開放可以加強電氣工程基礎課程實驗中心的輻射示范作用，推動學校遠程教育的發展。三是高效性。在實驗形式、內容上融入先進的EDA技術，建立一個有生機的、有活力的、可持續發展的、新的實驗教學模式。既注重學生的基礎訓練，又注重電子系統的設計與實踐，可以有效提高電氣工程專業基礎課程的實驗教學效果。但是由于“虛擬實驗室”本質上不可能替代實物實驗，只能作為一種補充和完善。[4]因此，在實驗教學中應充分利用“虛擬實驗室”和真實實驗的優勢研究“以虛為輔、以實為主、虛實結合、優勢互補”的開放式遞進型實驗教學模式。
具體包括以下三個方面的內容：1.建立開放式的“虛擬實驗室”互動平臺，提升教學效率面對目前在校學生人數多、資源少、掌握新技術的成本高、經費少的矛盾，利用基于互聯網的強大的通信功能建立一個網上“虛擬實驗室”，實現電氣工程基礎課程實驗中心在時間和空間上的拓展，提高實驗教學效果。首先，教師在講授模電、數電等專業基礎課時向學生介紹EDA等相關仿真軟件，并且通過較多實例的仿真講解，調動學生的學習興趣，使學生對該課有更深入地理解和應用。然后，要求學生課后通過該“虛擬實驗室”平臺下載相關軟件及實驗教程等內容，這樣學生就可以在自己的計算機上完成相關的虛擬實驗內容，并可通過實驗報告在線提交、師生互動等環節實現與教師的網上交流，解決在虛擬實驗中可能碰到的棘手問題。同時，也能間接培養學生利用充裕的課后時間獨立思考的習慣。2.探索遞進型的實驗教學模式，“虛實結合”培養學生的工程實踐能力根據電氣工程專業的培養目標和要求，通過整合教學內容、優化資源配置、改進教學方法、加強教學管理、提高隊伍素質等方法，探索遞進型的實驗教學模式，即將實驗內容分成“驗證實驗—綜合設計實驗—創新實驗”三個層次。[5]其中，驗證實驗作為必做的基礎性實驗，以滿足各門課程實驗教學的需要。綜合設計實驗為選做實驗，為后續的課程設計和畢業設計提供一個平臺。創新實驗采用項目形式，由學生獨立設計實驗目的和方案，實驗研究某一專題問題。在教學方法上改變以往“教師猛灌”的思路，采取啟發式教學培養學生的動手能力和創新意識。其中，驗證實驗以教師為技術指導，綜合設計以及創新實驗采取以學生為主、教師為輔的教學方法，要求學生每周都要與指導教師會談。在保證安全和正確性的前提下，實驗方案、操作、實驗結果分析等都由學生全權負責，獨立做出決斷。另外，為了增強和培養學生的學習興趣及動力，考核上采用更加靈活的方式，比如獨立計算學分等措施。同時，確立虛擬實驗在基礎教學中的輔助地位，充分發揮其長處，多開綜合設計實驗，精選實物實驗內容，引導學生從虛擬走向現實，理順虛實關系，提高工程實踐能力。3.引入團隊理念和科研項目，廣泛開展電子設計競賽，培養學生的創新能力隊伍建設是確保基礎實驗教學的前提和條件，包括指導教師團隊和學生團隊兩大部分。針對前者，主要是創建一支相對穩定、結構合理、具有豐富教學經驗和實踐經驗的教師梯隊。目前，安徽大學電氣工程基礎課程實驗中心成員均具有相關課程的豐富教學經驗，熟悉課程及實驗內容，能夠保證實驗的順利進行。同時具有比較前沿的科研經歷，可以更好的在試驗中指導學生去探討這門學科的應用前景，引發學生的科研興趣。由于成員所承擔的實驗課程涵蓋了電氣學院各本科專業的全部專業基礎課程，一方面方便指導學生根據所學專業知識的課程設置，在實驗內容上進行不同課程之間的知識串聯，另一方面能夠引導學生進行跨學科、跨專業的實驗嘗試。另外，從2013年起安徽大學所有青年教師必須到工廠企業掛職鍛煉學習，這無疑也強化了隊伍建設。對于后者，考慮選擇一批對相關實驗課題感興趣的學生，充分發揮各自的長處，如動手能力、編程能力、論文撰寫等，彼此協作。同時，由淺入深地將教師的科研內容和科研成果、工程實際問題等引入到基礎課程的實驗教學中，增強學生的實際應用能力，提高教學效果。適時引入創新性實驗項目，讓學生及時了解實驗新技術的發展，注重培養學生掌握新實驗技術的能力。充分利用“虛擬實驗室”進行仿真設計與方案論證，然后在教師的指導下在傳統實驗室進行電路實現，真正做到“做中學”、“按需教”、“做工程”、“學得會”。在此基礎上，積極組織學生參加全國電子技術大賽、“挑戰杯”大賽以及“飛思卡爾”杯智能汽車等比賽，進一步鍛煉學生的創新能力。另外，安徽大學每年都會給予一定的資金支持，以“大學生科研訓練計劃項目”為載體，培養學生的創新能力。
二、實驗教學實踐
安徽大學電氣工程基礎課程實驗中心按照80臺套的實驗規模建設，于2011年初建成。中心的實驗箱均采用模塊化、通用性結構，只需通過模塊的插拔即可進行“模擬電子技術”、“數字電子技術”、“單片機”、“微機原理”、“FPGA”等基礎課程的實驗和課程設計。基于上述設備資源，安徽大學電氣工程與自動化學院突破傳統實驗教學內容的約束，積極推行實驗中心的全面開放，融入電工電子最新發展成果，探索“虛實結合”開放式遞進型實驗教學模式，并在2009級、2010級學生中進行教學實踐，取得了較好的效果。筆者指導的安徽大學電氣一隊在安徽省2012年“煒煌杯”大學生單片機應用技能比賽中獲得了二等獎。教研組精心組織了直流穩壓電源、函數信號發生器、水溫控制系統、微小信號測量系統、搶答器、頻率計、電子密碼鎖、數字鐘、交通燈控制器、電梯控制器、步進電機控制器等實驗內容。同時對指導教師進行分工，實行題目負責制。要求指導教師根據實驗內容進行模塊化細分，并要求用分立元件（模電、數電基本內容）、FPGA、單片機、專用芯片等不同方案進行內容組織，實踐“基于項目”的遞進型實驗教學。[6]在整個實驗教學過程中，學生可以任意選擇一個項目進行實驗。例如，學生選擇步進電機項目。在模電、數電基礎實驗階段用分立元件分別進行正轉、反轉、調速、速度計數等基礎性實驗；在課程設計階段，采用分立元件進行步進電機的閉環控制實驗；在單片機實驗階段，可以選用單片機進行以上內容的實驗；在FPGA階段，則選用可編程邏輯器件再次實驗。上述內容自由發揮，不拘形式。這樣經過以上幾個綜合性設計實驗，學生會對步進電機的性能、控制手段等有相當的理解。到畢業設計階段，指導教師再給出一個關于步進電機伺服驅動的畢業設計題目，將使學生具備步進電機相關的豐富知識。另外，在基礎實驗和綜合設計實驗完成后開展一次中期考核。考核達到一定水準的學生，還可以組隊參加科研創新項目及其他形式的電子設計競賽。這樣一個循序漸進、螺旋上升的遞進型積累過程，將有利于調動學生的實驗積極性，而不是傳統的為實驗成績而實驗的模式，如圖1所示。同時，在實驗項目的實踐教學中，分層次地讓學生掌握不同類型的EDA工具軟件，比如Multisim、Proteus、QuartusⅡ等，充分利用網絡優勢在“虛擬實驗室”中設置上述實驗內容，讓學生逐漸掌握軟、硬件相結合的分析問題與解決問題的方法，實現遞進型實驗教學真正意義上的“虛實結合”模式，如圖2所示。
三、結束語
一、《PLC原理與應用》教學中存在的問題
1.理論教學方面。
理論教學方面的問題主要表現在：首先，教材與教學大綱修訂不能與社會主流同步，使用舊教材與舊大綱，與社會脫節；其次，課程課時嚴重壓縮，教學內容與教學學時矛盾突出，理論課與實踐課比例不平衡；最后，教師水平有限，教師實際應用水平差，懶于動手，目前專業課教學大多是照本宣科、平鋪直敘，學生聽起來枯燥乏味、容易厭學，教學課堂沉悶。
2.實驗教學方面。
PLC課程涉及內容廣，對實驗設備要求高，加上2012年高校學生人數增多，設備的投入需求大。目前，一些高職院校實驗設備落后與緊缺，嚴重影響教學質量，導致一些操作性、設計性實驗難以保證。
3.學生學習方面。
高職專業由于受招生人數方面的影響，學生水平和知識背景參差不齊，而PLC課程所涉及的知識面廣，概念抽象，不易掌握，學生對PLC課程在工業生產中的應用缺乏了解，對該課程在將來工作中的地位認識不夠，學習興趣不高、重視不夠，直接影響了該課程后續內容的學習效果。
4.課程考核制度和方法。
目前該課程的考核基本上局限于書面試卷考試的方式，成績不能反映學生對知識的掌握和應用程度。
二、改善教學質量的方法
根據上述教學過程中存在的主要問題，本文積極探索提高教學質量的方法，進一步改革教學方法、手段，完善實驗實踐教學，重視項目任務教學和課程設計。
1.充分利用多媒體和現有的教學設備，化抽象為直觀。
在教學過程中，可以利用視頻、動畫，PLC實物、實際工程中的應用現場圖片等，針對PLC實施一體化教學，增強學生的感性認識，擴展學生的創新思維。如：講解PLC結構的時候，可以帶學生到實驗室，甚至可以現場拆解PLC。
2.結合工程實際，用項目驅動教學法，以通俗易懂的方式上好每次課。
PLC課程側重于應用，加上高職學生學習底子相對較差，枯燥的理論課會讓學生有抵觸情緒，在課堂教學中，要結合工程實際，列舉PLC在工農業、交通運輸和日常生活中的例子，如：機械手搬運系統、紅綠交通燈、多層電梯控制、數控機床、汽車生產流水線、物料分揀系統等。
3.添加新的教學內容。
當前工業自動化發展迅速，教材中部分內容不能很好地反映新技術、新設備。因此，在教學的相關環節中，要穿插在當前制造自動化，電氣自動化中的新技術應用，以提高學生的興趣，拓寬學生的知識面。比如教材中主要講解的是梯形圖編程方法以及指令的應用，對控制對象或者上位機的監控這些實際工業領域中常用的技能和方法甚少提及，無論是教學內容或者教學方法，都無法滿足當今社會的實際需求。
4.完善實驗教學。
PLC應用廣泛，但大多高職院校只注重基礎實驗環節，甚少綜合應用項目以及與組態軟件的結合開發，學習實訓都是主要梯形圖編程，枯燥無趣，學習積極性低。如：PLC控制電機的正反轉、紅綠交通燈的控制、往返小車、密碼鎖等。在實際的實驗實訓中，應多增加綜合應用項目，如：模擬量模塊的應用、CP通訊、與變頻器的通訊與應用等，以及開放性的項目，如：PLC上位機的設計與編程，下位機的組態與監控，等等。在實訓設備的有限的情況下，可以開發建立虛擬實驗室，通過計算機的輔助，進行設計和仿真，激發學生的靈感和求知欲。
5.重視課程設計以及技能競賽項目。
為了讓學生能夠理論與實際相結合，本課程應設置一定課時的課程設計，進行PLC系統的設計，設計題目與工程應用相關，要求學生提交設計說明書、相關的電路圖和程序，同時還可以組織學生參加校內外的技能競賽，鍛煉學生的動手能力、實踐能力，拓展學生的設計思路。
6.優化課程考核方法和制度。
課程考核不是不要筆試，而是要多種方式結合，在筆試中突出學生的梯形圖編程能力，對知識的理解能力、計算能力、分析能力，等等。平時的作業考核，課堂的問答考核，出勤管理考核，可以作為過程考核的方式，同樣可以利用任務考核，綜合項目考核，職業現場考核，甚至可以讓學生社會企業，讓企業進入學生的質量考核中去，新的職教觀要求我們對學生進行全面的考核和評價。
三、教學思路
《PLC原理與應用》課程教學改革不能急功近利，應在“強調實踐、注重應用”的指導思想下，逐步完善，從教學大綱、教材、實驗實訓教學、實驗室建設、行業技術發展趨勢等方面完善課程改革，思路如下。
1.精心制定、及時調整教學大綱，主動適應社會需求和PLC技術的發展趨勢和應用。
2.慎重選用教材，在教學過程要關注新動態，更新教學內容，確定適應學生的培養計劃和教案，及時反映新技術、新標準規范，緊跟社會科技發展。
3.加強實驗實訓室的建設和管理，多開發設計性實驗實訓項目，建立虛擬實訓室，以補設備不足的問題，保證實踐教學質量。同時組織學生進行創新設計，課程設計、技能競賽等，如有可能，可以利用畢業設計、技能競賽等相關項目制作實驗設備。
4.利用實踐教學，組織學生到企業生產一線參觀實習，使學生有一個整體認識。
參考文獻：
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[關鍵詞]EDA技術 教學模式 項目教學法 FPGA
[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）07-0125-02
電子設計自動化（Electronic Design Automation，EDA）是一種“軟”、“硬”緊密結合的電子設計技術，它以計算機和EDA軟件為工作平臺，以硬件描述語言為設計語言，以專用集成電路為實現載體，設計并實現數字電子系統和復雜的電路系統。隨著電子技術的飛速發展，電子設備及數字系統的復雜度、集成度越來越高，產品更新換代的節奏也越來越快，要求產品的開發周期短、開發成本低、保密性和可擴展性好，因此對集成電路的設計方法提出了新的要求，同時也對應用型本科的EDA技術工程教育提出了新的要求。EDA技術在應用型本科教學中的地位不斷凸顯，但現有的EDA技術教學模式缺乏應用性、創新性，已經無法適應應用型本科教學需求。為了提高學生應用EDA技術進行電子系統設計和創新的能力，必須對現有的教學模式進行改革，這也是應用型本科電子信息類專業課程建設的一項重要任務，具有積極的現實意義。
一、常規的EDA技術教學模式分析
EDA技術是實踐性很強的專業基礎課，是多門專業課的基礎，在電子類、通信類的本科專業的教學中是必開的課程，開課率與課程滲透率很高。
目前EDA技術課程教學模式普遍采用課堂教學與實踐相結合的結構，課時分配基本按照《普通高等學校本科專業目錄和專業介紹》開設，理論課時52學時，課內實踐課時12學時，課程設計20學時，如圖1所示。
課程設置上，課程教學與實訓相互獨立考核，完成課程教學并考試結束后才安排課程設計類實訓，這樣的課程安排存在明顯的缺陷：（1）重理論輕實踐，滿足不了EDA技術實踐性強的特點，易造成理論與實踐脫離。（2）課程的理論教學與實訓設計相互獨立進行，沒有互相配合、互相交叉教學的影響力。課程的課堂教學手段普遍是用黑板或多媒體講授理論知識，主要向學生講解可編程邏輯器件的基本結構、硬件描述語言、EDA開發工具與軟件的使用，學生只是機械地理解與掌握EDA工具平臺，運用簡單現成的軟件來驗證某一個功能塊，按照EDA工具條來仿真，觀察時序圖，這樣做毫無創新，僅僅是學會軟件的使用手法。因此傳統的EDA教學模式存在著諸多弊端。第一，理論教學滿堂灌，學生被動地接收理論，機械地理解和掌握EDA開發工具，單調的理論教學降低了學生學習的主動性和創新性。第二，實驗教學采取實驗箱進行驗證實驗的模式，學生從確定的原理出發，統一采用相同的實驗步驟、同樣的實驗手段獲得雷同的結果。第三，盡管設置了“設計性”的課程設計，但由于指導老師少、設計的題目雷同多、設計內容陳舊無創新性的原因，往往難以名副其實地培養學生的創新意識和創新能力。
二、EDA技術應用型本科教學模式的改革
（一）開展項目教學法的多元教學模式
以引導式教學法為前提，對EDA技術教學內容進行迭代式的項目教學設計，保證教學內容的完整性，提高教學質量，激發學生學習的主觀能動性，提高學生的實踐能力與創新能力。具體教學內容以項目的形式分多個迭代層面展開，如圖2所示。以項目形式將EDA的內容有機結合在一起，通過迭代層逐步展開教學，將EDA技術課程的脈絡清晰地展示給學生。新模式的教學改革是把理論教學內容融合到與之同步的實驗項目中，合理設計實驗項目，課程內容以基礎型、擴展型、綜合設計型3個類型的項目展開，內容與難度層層推進，分層次逐步展開教學。此類型的項目有“數字秒表”、“數字電壓表”、“電子密碼鎖”等多個應用型的項目，根據教學課時設定項目個數，如果本課程為64學時時，可以設定6個項目，每個項目平均12學時。
項目實施的過程中軟件與硬件相結合，避開老師程序分析和講解、演示、學生驗證的弊端。項目教學法的目的旨在擴展學生的編程技巧和視野，項目實施過程中充分發揮啟發式和探討式的教學優勢，不斷引導與鼓勵學生完成項目設計，并從項目設計的過程中發現問題，解決問題，積累經驗，體現“教學做”一體化的教學模式，避免了滿堂灌。
（二）項目教學的實施
常規教學模式中，實驗項目是利用EDA實驗箱進行的，無法看到實驗電路，學生不清楚內部原理，只是驗證性的調試，盡管實驗易成功，實驗結果方便得出，但學生無法深刻體會工程設計與系統設計的概念，感受不到自己設計出電子“產品”的樂趣。對于應用型本科的教學，本課程實驗適合利用開發板開展項目教學，學生利用開發板實現設計項目是一個極為有效的自我學習和鍛煉過程。
以硬件核心板為載體，教學過程中硬件與軟件相結合，體現“教學做”一體的高效性。項目開展的過程中，教師指導學生了解開發板的芯片類型、電路結構、工作頻率等關鍵點內容，結合EDA開發工具，引導學生針對項目的要求進行模塊化的設計，用例化語句完成頂層設計或者利用原理圖和代碼結合完成頂層設計，然后根據開發板的功能進行管腳設計，掌握下載到開發板的流程，最終達到設計電路系統的目的。以“數字鐘”項目為例，教師根據實際的功能給學生下達任務：（1）數字鐘的基準頻率（1HZ）如何從開發板的工作頻率（50MHZ）分頻而來？（2）數字鐘的基本功能是什么？（3）數字鐘如何驅動和顯示？（4）如何在FPGA開發板上實現項目功能？這樣引導學生運用所學的知識理清設計思路，在老師指導下確定最佳方案。接下來引導學生通過分頻手段獲取秒脈沖信號，根據開發板顯示電路結構，完成LED動態顯示程序的設計等，通過層層遞進，使學生設計思路清晰，掌握理論與實踐相結合的有效方法。整個項目實施過程中讓學生獨立、主動地完成項目，強化了學生的主體作用，弱化了老師的主導作用。在項目設計的討論、協作、實踐、調試、制作、最終完成“產品”等一系列過程中，必然大大地提高了學生獨立分析問題和解決問題的能力，同時也培養了學生的創新意識和創新能力，激發了學生學習興趣與積極探索的精神，學生獲得榮譽感與成就感，為他們將來參加各類電子系統的設計打下良好基礎。
（三）EDA技術實訓擴展的改革
通過以上項目教學法的實施，學生已經掌握了項目設計的基礎技巧，在后續的EDA技術課程設計與實訓中，就可以進行項目擴展的設計了。實訓項目的難度與深度加大些，如頻率計、交通燈的控制等類型的項目，學生可兩三人一組，查詢資料，團隊協作，進行電路系統的功能分析、模塊劃分、代碼編寫、仿真驗證和電路系統生成，按照工程項目的實現過程來培訓。隨著不斷地培訓與鍛煉，學生的工程設計能力不斷提升，對學生課外科技活動、學生電子設計競賽、畢業設計項目的前期準備等有很大的促進作用。
三、結束語
應用型本科的EDA技術通過項目教學法的改革，一方面將理論教學與實踐教學進行了有效結合，使教學內容更生動更形象地展示在學生的面前，通過層次化的項目實施，學生加深了理論知識的理解，提高了學生的開發能力，使學生的學習觀念從“要我學”轉變成了“我要學”，使EDA技術的教學效果達到最優狀態。另一方面，學生利用電腦、軟件系統、硬件開發板，組成了自己最基本的“實驗室”，雖然設計過程是辛苦的，但是卻很有收益，因為自始至終學生都看到自己親手設計的“產品”，真正明白EDA設計究竟是怎么回事，開闊了眼界，了解了更多的專業知識與前沿知識，同時極大地激發了學生的內在潛能，培養了學科研究的基本能力與興趣，適應了社會應用型人才的需求。
[ 參 考 文 獻 ]
[1] 潘松，黃繼業.EDA技術與VHDL[M].北京：清華大學出版社，2007.
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[3] 張峰，李艷，陳亮，等.FPGA結構設計方法及EDA工具[J].微電子學與計算機，2013（5）：14-18，22.
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理論教學和實驗教學是本科電子信息類專業教育兩個相輔相成的部分。近年來，隨著電子信息、計算機技術的迅猛發展，電子信息類專業的人才培養更加注重實際工程應用能力和創新能力的培養。然而電子信息類專業信號處理課程群實驗教學長期存在體系層次單一、教學方法匱乏等問題，制約了該專業的發展和人才培養質量的提高。因此，需要對信號處理課程群實驗課程體系和教學方法進行改革，以適應新時代電子信息行業對人才的需求。＼[1-3＼]為此，本文將闡述我校電子信息類專業信號處理課程群近幾年來所推進的多層次實驗課程體系的建設和教學方法的改革。
一、信號處理課程群實驗教學課程體系建設
電子信息實驗室是電子信息工程專業對應的專業實驗室，為配合專業建設，實驗室對實驗教學的課程體系、教學方式、教學內容、實驗方法等方面進行系統的建設與改革，使電子信息工程專業信號處理課程群的實驗教學得到了持續的提高，形成了自己的特色。實踐教學以“知識、能力、素質”的培養為出發點和著眼點，結合理論課程教學，優化和組合電子信息工程基礎課和專業課的內容和結構。
（一）根據電子信息專業的特點，建立多層次的實驗課程體系
電子信息技術的飛速發展為實驗課程提供了豐富的內容，應該在不忽視基本實驗技能的訓練和掌握的基礎上，有選擇地將現代電子信息技術領域先進的電子設計技術及時地融合和補充到實驗課程體系中，增強學生學習的興趣，培養學生的創新精神和能力。實驗課程體系上形成三級技能培訓體系，即以“信號與系統分析”“數字信號處理”等課程實驗為代表的基礎仿真實驗，以“DSP原理與應用”“圖像處理”“語音信號處理”“數字視頻信號處理”等課程實驗為代表的綜合性應用平臺實驗，以課程設計、生產實習、畢業設計等實踐教學環節為代表的綜合技能訓練。＼[4＼]通過實驗課程體系對學生進行由低層次到高層次的循序漸進的實驗教學。由于專業發展的需要，專業課、專業基礎課也應設置綜合性、設計性實驗，組織實驗教師與理論課教師共同撰寫綜合性、設計性實驗教學大綱、教學指導書，并組織教師對綜合性、設計性實驗的必需性和可行性進行論證。
多層次實驗課程體系如圖1所示＼[5＼]：
圖1 多層次實驗課程體系（二）針對不同層次的實驗，構建靈活多樣的實驗教學體系
1.“變面向結果為面向過程”的基礎驗證型實驗：重在培養學生對專業基礎知識的掌握，通過實驗驗證理論課中所涉及的單元電路，如模電中重視培養學生對分立元件的靈活應用，而不是一味地訓練學生使用各種集成電路。理論課中，強調現代化教學手段，借助虛擬軟件，仿真實現各種電路模型，實驗環節強調如何按步驟實現仿真的數據。
2.“變輔導解答為引導啟發”的系統綜合型實驗：在每門專業基礎課中均開設一個4學時綜合設計實驗。設計實驗具有中等難度，是對本門課程所學知識的綜合應用。采用“實驗輔導解答為實驗引導啟發”的方法，實驗進行完1個課時后，要求每位學生對設計環節提出一個問題，教師針對問題給出一個原理性的解答而不是直接講授問題的答案，以此引導學生開拓思維，解決實際問題。
3.“變單一方法為多元實現”的設計創新型實驗：以往的課程設計多由教師給出參考圖，學生進行制作，實現方法單一。對此類課程改為教師只給出題目名稱，實現方法由學生自主選擇。如模電中給出一個濾波器的帶寬和增益，數電中設計一個8路搶答器，高頻電路設計一個振蕩器等，這種面向任務、多元實現的教學方法能夠給予學生最大的發揮空間，培養學生的創新思維能力。
二、創新實驗教學方法和手段
（一）實驗教學方法
實驗內容由易到難，包含從驗證性到綜合設計性多個實驗層次，讓學生循序漸進經歷認知、實踐、探索全過程；學生在完成基本實驗基礎上，可選擇難易不同的實驗內容，還可自行設計方案，通過實驗探索更多問題。獨立設計和實踐的教學環節逐漸增多，通過這些引導，大量的學生進入開放實驗室，對多方位的內容進行探索和實驗。結合我校實踐教學手段，具體闡明實驗教學由易到難的四個實施步驟：
1.科普講座，提興趣
實驗教學對于大一新生而言十分陌生，為此，組織專業教師將所做的研究內容（尤其是具有專業特色的硬件類產品），為新生開展科普講座和產品演示，要求教師要用淺顯易懂的科研實例來闡述深奧的理論和方法，旨在讓學生了解所學專業，激起學生學習興趣，為后續的實驗教學做好鋪墊。
2.簡易制作，聚人才
科普之后要提高學生的能動性，如組織大一所有新生開展課外科技制作，選擇容易實現、觀賞性較強、聲光展示效果好的簡單電路（如兩個三極管組成的發光振蕩電路、搶答器、音樂門鈴等），并安排大三學生手把手指導大一新生判斷元件好壞、焊接、調試等環節，盡量做到試做即成，以此來培養初學者的成就感，同時從參加活動的學生中擇優送入開放實驗室，以完成從“盲”到“懂”的轉變。
3.課程設計，拔技術
大二學生已具備一定的電路基礎、數字信號處理等方面的專業知識，可以依托開放實驗室實現課外課內互補，夯實基礎知識。教師所組織學生開展課程設計，題目覆蓋面要廣，難度適中，重在基礎。側重訓練模擬單元電路的實現而不盲目采用各類集成電路（如分立元件實現的音頻功放）；數字電路的基礎培養以單元器件、中規模集成電路為主（如用常規數字器件實現的步進電機驅器、密碼鎖、數字鐘、頻率計等）。積極發揮大四學生的作用，以老帶新，根據研究方向組建學生團隊，實現人（老）對人（新）的輔導，盡早完成由“懂”到“通”的過程。
4.電子競賽，提能力
歷年的電子競賽、挑戰杯課外學術競賽均以大三、大四學生為主力，為此，配備電子競賽培訓基地和組建經驗豐富的指導教師團隊，采用真題歷練、現場測試、教師講評等手段，提高學生動手實踐能力。經過電子競賽等學科競賽的磨煉，使學生基本實現由“通”到“精”。
（二）實驗教學手段
學生在實驗鍛煉上的投入程度、重視程度，直接 影響到實驗教學的效果。為引導學生認清實驗的重要性，電子信息工程系通過對桂林高新區多家企業、公司實際情況進行調研活動，集中廠家的一些想法與需求，再綜合其他途徑得到的信息，分列成各種類型的課題，然后與學生進行交流，讓學生了解當前社會對自己所學專業知識的要求，使學生能夠認清自己的學習方向，認清自己需要掌握的技能，同時結合專業實驗教學有目的地去學習。另外，根據科研和教改成果，在課程設置、課堂教學、實驗教學、課外創新實驗方面進行改革，著力加強學生專業基礎和實踐動手能力的培養，提高學生就業競爭力。
三、結束語
構建“理論基礎”和“工程訓練”互相融合的實驗課程教學體系，課程設置模塊化、多層次化，有利于全面實施選課制和學分制教學管理，有利于因材施教，調動學生的積極性。單獨開設基礎實驗課程，增列素質教育模塊，增加課程設計項目，加強學生素質和工程應用能力培養。本科生在24小時開放的本科實驗教學平臺上自主進行實驗，配備最優秀的教師來對他們進行動手能力訓練。實踐證明，以科研資源和平臺為載體，開展分層次的本科生創新實驗實踐能力訓練，是一條適合本專業的研究型實驗教學道路。
參考文獻：
