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关键词：职业教育；单片机；实践教学
中图分类号：G642.0 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2014）15-004-01
单片机课程是实践性很强的课程，必须通过一系列的软硬件实验，才能做到理论联系实际，才能学好学懂，取得良好的教学效果。因此，在理论教学中应更多的融入实践教学环节，来培养学生的动手实践能力。为了巩固和加深学生对基本概念及基本原理的理解与掌握，并进一步培养和提高学生分析问题和解决问题的能力，因此，在理论教学过程中完成相关的实验课程。
但是通过深入调研，发现目前许多职业教育院校的传统单片机课程实践项目与社会实际需求严重脱节，实验内容陈旧、实验项目单一。而且，往往忽视了职业教育院校学员“形象思维能力强、抽象思维能力相对较弱”的认知特点。造成了现行实践教学内容对学员难度偏大、实用性差、效率低的尴尬现状。
为摆脱现状、提高效率，笔者在近几年教学过程中进行了一些探索。
一、在实践教学内容上进行大胆创新
首先，应对单片机课程实践教学内容进行大幅度的革新，建议在必修实践课程中，大幅度减少汇编语言等软件编程项目，增强基本I/O端口编程控制，增加课时学习单片机控制电路的安装、调试和排除故障等实用性较强的内容；在选修实践课程中，主要加强单片机的软件编程能力训练，为基础较好、学有余力的学员提供进一步学习提升的机会。
此外，为更好培养学生熟练掌握单片机应用系统的设计方法，学生应能够根据要求，自行设计实现有一定实用价值的单片机系统。要达到这种培养目标，需要较长的学习时间，应在完成单片机课程学习的基础上，利用毕业设计或者电子竞赛培训等方式进行强化训练。在课题选择方面，可贴近工程应用，并将前期掌握的基本实验内容加以综合运用，提高学生设计较复杂系统的能力。例如选取设计电子密码锁的课题，综合按键输入、存储器控制、液晶显示、蜂鸣器报警多种器件的使用，使学生能够在熟悉的知识环境中逐步接近实际应用。电子设计大赛考察学生对电子系统的综合设计能力，在培训中，除了讲授单片机的相关内容，还应讲解通信、控制方面的知识，如介绍无线收发电路的设计、电机控制等内容。
二、单片机实验仿真板的应用
在硬件资源比较紧张的情况下，可以采用仿真软件进行相关项目的实验，这样可以在节约资金的同时，增加学生的实践能力。
仿真软件的应用使得单片机电子钟、键盘设计等大型实践作业可以在普通机房和单片机实验室交替进行，如果学生有个人电脑，学生的大型作业甚至可以回到宿舍完成，此举不但可提高学校实践教学资源的利用效率，而且增强了实践教学的灵活性。
三、以项目为牵引，推动理论实践一体化教学
依托精心设计的实践项目，将课程知识体系打散，重新将知识、技能有机融合到具体的实践项目中。让学员在亲自动手完成这些项目的实践过程中，切实掌握知识、形成技能，实现实践教学的目标。进而促成实践教学对理论教学的有效支撑，并从根本上激发学员的积极性和创造性。通过一些针对性强、有趣的项目来激发学员的创造热情，使他们在轻松愉悦环境中完成项目安装、焊接与检测，学会知识、增强技能。
四、开发高性价比的实训器材
为配合实践教学内容上的各种创新，为满足以项目为牵引的理论实践一体化教学，必须开发高性价比的实训器材。研制价格低、实验项目全的实训电路板，并确保学员每人一套，就可以使学员不受场所的限制随时进行实验实训，大大增加实训时间，提高实训效果
五、鼓励学员进行创新项目设计
学习是为了应用，课堂上讲授的知识毕竟是和实践相脱节的，现有的实践性科目也是别人已经做过的，只是再应用所学知识进行了一遍重复实验而已。如果要达到熟练的程度，必须进行创新设计。根据自己生活或者实际需求，设计一种别人没有做过的东西，从购买元器件、设计电路、软件与调试、硬件安装等一步步完成所要设计的项目。笔者认为，只有多想、多做、多练、多应用才能熟练掌握课程精髓。
针对上述问题，在教学中引入EDA技术是必然趋势。[2]为此，提出建立和应用基于EDA技术的“虚拟实验室”互动平台，把“虚拟实验室”作为传统实验的一个有益的补充和完善。“虚拟实验室”的概念最早是由美国维吉尼亚大学的WilliamWulf教授提出的，即利用互联网技术将所提供的虚拟仪器、实验题目以及内容放入网站上，远程用户只需利用网络浏览器，而不需要其他的特殊软件，就可以登录到远程实验室的网络教学服务器上。[3]相对于传统的实物实验，“虚拟实验室”主要具有以下三大特点：一是开放性。真正实现实验室的全方位开放，即实验内容开放（学生可选择）、时间开放、空间开放。另外，学生也并不需要来实验室做实验，自己可以随时在宿舍电脑上进行，可预约时间向教师咨询。二是资源共享和辐射示范性。“虚拟实验室”对全社会的开放可以加强电气工程基础课程实验中心的辐射示范作用，推动学校远程教育的发展。三是高效性。在实验形式、内容上融入先进的EDA技术，建立一个有生机的、有活力的、可持续发展的、新的实验教学模式。既注重学生的基础训练，又注重电子系统的设计与实践，可以有效提高电气工程专业基础课程的实验教学效果。但是由于“虚拟实验室”本质上不可能替代实物实验，只能作为一种补充和完善。[4]因此，在实验教学中应充分利用“虚拟实验室”和真实实验的优势研究“以虚为辅、以实为主、虚实结合、优势互补”的开放式递进型实验教学模式。
具体包括以下三个方面的内容：1.建立开放式的“虚拟实验室”互动平台，提升教学效率面对目前在校学生人数多、资源少、掌握新技术的成本高、经费少的矛盾，利用基于互联网的强大的通信功能建立一个网上“虚拟实验室”，实现电气工程基础课程实验中心在时间和空间上的拓展，提高实验教学效果。首先，教师在讲授模电、数电等专业基础课时向学生介绍EDA等相关仿真软件，并且通过较多实例的仿真讲解，调动学生的学习兴趣，使学生对该课有更深入地理解和应用。然后，要求学生课后通过该“虚拟实验室”平台下载相关软件及实验教程等内容，这样学生就可以在自己的计算机上完成相关的虚拟实验内容，并可通过实验报告在线提交、师生互动等环节实现与教师的网上交流，解决在虚拟实验中可能碰到的棘手问题。同时，也能间接培养学生利用充裕的课后时间独立思考的习惯。2.探索递进型的实验教学模式，“虚实结合”培养学生的工程实践能力根据电气工程专业的培养目标和要求，通过整合教学内容、优化资源配置、改进教学方法、加强教学管理、提高队伍素质等方法，探索递进型的实验教学模式，即将实验内容分成“验证实验—综合设计实验—创新实验”三个层次。[5]其中，验证实验作为必做的基础性实验，以满足各门课程实验教学的需要。综合设计实验为选做实验，为后续的课程设计和毕业设计提供一个平台。创新实验采用项目形式，由学生独立设计实验目的和方案，实验研究某一专题问题。在教学方法上改变以往“教师猛灌”的思路，采取启发式教学培养学生的动手能力和创新意识。其中，验证实验以教师为技术指导，综合设计以及创新实验采取以学生为主、教师为辅的教学方法，要求学生每周都要与指导教师会谈。在保证安全和正确性的前提下，实验方案、操作、实验结果分析等都由学生全权负责，独立做出决断。另外，为了增强和培养学生的学习兴趣及动力，考核上采用更加灵活的方式，比如独立计算学分等措施。同时，确立虚拟实验在基础教学中的辅助地位，充分发挥其长处，多开综合设计实验，精选实物实验内容，引导学生从虚拟走向现实，理顺虚实关系，提高工程实践能力。3.引入团队理念和科研项目，广泛开展电子设计竞赛，培养学生的创新能力队伍建设是确保基础实验教学的前提和条件，包括指导教师团队和学生团队两大部分。针对前者，主要是创建一支相对稳定、结构合理、具有丰富教学经验和实践经验的教师梯队。目前，安徽大学电气工程基础课程实验中心成员均具有相关课程的丰富教学经验，熟悉课程及实验内容，能够保证实验的顺利进行。同时具有比较前沿的科研经历，可以更好的在试验中指导学生去探讨这门学科的应用前景，引发学生的科研兴趣。由于成员所承担的实验课程涵盖了电气学院各本科专业的全部专业基础课程，一方面方便指导学生根据所学专业知识的课程设置，在实验内容上进行不同课程之间的知识串联，另一方面能够引导学生进行跨学科、跨专业的实验尝试。另外，从2013年起安徽大学所有青年教师必须到工厂企业挂职锻炼学习，这无疑也强化了队伍建设。对于后者，考虑选择一批对相关实验课题感兴趣的学生，充分发挥各自的长处，如动手能力、编程能力、论文撰写等，彼此协作。同时，由浅入深地将教师的科研内容和科研成果、工程实际问题等引入到基础课程的实验教学中，增强学生的实际应用能力，提高教学效果。适时引入创新性实验项目，让学生及时了解实验新技术的发展，注重培养学生掌握新实验技术的能力。充分利用“虚拟实验室”进行仿真设计与方案论证，然后在教师的指导下在传统实验室进行电路实现，真正做到“做中学”、“按需教”、“做工程”、“学得会”。在此基础上，积极组织学生参加全国电子技术大赛、“挑战杯”大赛以及“飞思卡尔”杯智能汽车等比赛，进一步锻炼学生的创新能力。另外，安徽大学每年都会给予一定的资金支持，以“大学生科研训练计划项目”为载体，培养学生的创新能力。
二、实验教学实践
安徽大学电气工程基础课程实验中心按照80台套的实验规模建设，于2011年初建成。中心的实验箱均采用模块化、通用性结构，只需通过模块的插拔即可进行“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“单片机”、“微机原理”、“FPGA”等基础课程的实验和课程设计。基于上述设备资源，安徽大学电气工程与自动化学院突破传统实验教学内容的约束，积极推行实验中心的全面开放，融入电工电子最新发展成果，探索“虚实结合”开放式递进型实验教学模式，并在2009级、2010级学生中进行教学实践，取得了较好的效果。笔者指导的安徽大学电气一队在安徽省2012年“炜煌杯”大学生单片机应用技能比赛中获得了二等奖。教研组精心组织了直流稳压电源、函数信号发生器、水温控制系统、微小信号测量系统、抢答器、频率计、电子密码锁、数字钟、交通灯控制器、电梯控制器、步进电机控制器等实验内容。同时对指导教师进行分工，实行题目负责制。要求指导教师根据实验内容进行模块化细分，并要求用分立元件（模电、数电基本内容）、FPGA、单片机、专用芯片等不同方案进行内容组织，实践“基于项目”的递进型实验教学。[6]在整个实验教学过程中，学生可以任意选择一个项目进行实验。例如，学生选择步进电机项目。在模电、数电基础实验阶段用分立元件分别进行正转、反转、调速、速度计数等基础性实验；在课程设计阶段，采用分立元件进行步进电机的闭环控制实验；在单片机实验阶段，可以选用单片机进行以上内容的实验；在FPGA阶段，则选用可编程逻辑器件再次实验。上述内容自由发挥，不拘形式。这样经过以上几个综合性设计实验，学生会对步进电机的性能、控制手段等有相当的理解。到毕业设计阶段，指导教师再给出一个关于步进电机伺服驱动的毕业设计题目，将使学生具备步进电机相关的丰富知识。另外，在基础实验和综合设计实验完成后开展一次中期考核。考核达到一定水准的学生，还可以组队参加科研创新项目及其他形式的电子设计竞赛。这样一个循序渐进、螺旋上升的递进型积累过程，将有利于调动学生的实验积极性，而不是传统的为实验成绩而实验的模式，如图1所示。同时，在实验项目的实践教学中，分层次地让学生掌握不同类型的EDA工具软件，比如Multisim、Proteus、QuartusⅡ等，充分利用网络优势在“虚拟实验室”中设置上述实验内容，让学生逐渐掌握软、硬件相结合的分析问题与解决问题的方法，实现递进型实验教学真正意义上的“虚实结合”模式，如图2所示。
三、结束语
一、《PLC原理与应用》教学中存在的问题
1.理论教学方面。
理论教学方面的问题主要表现在：首先，教材与教学大纲修订不能与社会主流同步，使用旧教材与旧大纲，与社会脱节；其次，课程课时严重压缩，教学内容与教学学时矛盾突出，理论课与实践课比例不平衡；最后，教师水平有限，教师实际应用水平差，懒于动手，目前专业课教学大多是照本宣科、平铺直叙，学生听起来枯燥乏味、容易厌学，教学课堂沉闷。
2.实验教学方面。
PLC课程涉及内容广，对实验设备要求高，加上2012年高校学生人数增多，设备的投入需求大。目前，一些高职院校实验设备落后与紧缺，严重影响教学质量，导致一些操作性、设计性实验难以保证。
3.学生学习方面。
高职专业由于受招生人数方面的影响，学生水平和知识背景参差不齐，而PLC课程所涉及的知识面广，概念抽象，不易掌握，学生对PLC课程在工业生产中的应用缺乏了解，对该课程在将来工作中的地位认识不够，学习兴趣不高、重视不够，直接影响了该课程后续内容的学习效果。
4.课程考核制度和方法。
目前该课程的考核基本上局限于书面试卷考试的方式，成绩不能反映学生对知识的掌握和应用程度。
二、改善教学质量的方法
根据上述教学过程中存在的主要问题，本文积极探索提高教学质量的方法，进一步改革教学方法、手段，完善实验实践教学，重视项目任务教学和课程设计。
1.充分利用多媒体和现有的教学设备，化抽象为直观。
在教学过程中，可以利用视频、动画，PLC实物、实际工程中的应用现场图片等，针对PLC实施一体化教学，增强学生的感性认识，扩展学生的创新思维。如：讲解PLC结构的时候，可以带学生到实验室，甚至可以现场拆解PLC。
2.结合工程实际，用项目驱动教学法，以通俗易懂的方式上好每次课。
PLC课程侧重于应用，加上高职学生学习底子相对较差，枯燥的理论课会让学生有抵触情绪，在课堂教学中，要结合工程实际，列举PLC在工农业、交通运输和日常生活中的例子，如：机械手搬运系统、红绿交通灯、多层电梯控制、数控机床、汽车生产流水线、物料分拣系统等。
3.添加新的教学内容。
当前工业自动化发展迅速，教材中部分内容不能很好地反映新技术、新设备。因此，在教学的相关环节中，要穿插在当前制造自动化，电气自动化中的新技术应用，以提高学生的兴趣，拓宽学生的知识面。比如教材中主要讲解的是梯形图编程方法以及指令的应用，对控制对象或者上位机的监控这些实际工业领域中常用的技能和方法甚少提及，无论是教学内容或者教学方法，都无法满足当今社会的实际需求。
4.完善实验教学。
PLC应用广泛，但大多高职院校只注重基础实验环节，甚少综合应用项目以及与组态软件的结合开发，学习实训都是主要梯形图编程，枯燥无趣，学习积极性低。如：PLC控制电机的正反转、红绿交通灯的控制、往返小车、密码锁等。在实际的实验实训中，应多增加综合应用项目，如：模拟量模块的应用、CP通讯、与变频器的通讯与应用等，以及开放性的项目，如：PLC上位机的设计与编程，下位机的组态与监控，等等。在实训设备的有限的情况下，可以开发建立虚拟实验室，通过计算机的辅助，进行设计和仿真，激发学生的灵感和求知欲。
5.重视课程设计以及技能竞赛项目。
为了让学生能够理论与实际相结合，本课程应设置一定课时的课程设计，进行PLC系统的设计，设计题目与工程应用相关，要求学生提交设计说明书、相关的电路图和程序，同时还可以组织学生参加校内外的技能竞赛，锻炼学生的动手能力、实践能力，拓展学生的设计思路。
6.优化课程考核方法和制度。
课程考核不是不要笔试，而是要多种方式结合，在笔试中突出学生的梯形图编程能力，对知识的理解能力、计算能力、分析能力，等等。平时的作业考核，课堂的问答考核，出勤管理考核，可以作为过程考核的方式，同样可以利用任务考核，综合项目考核，职业现场考核，甚至可以让学生社会企业，让企业进入学生的质量考核中去，新的职教观要求我们对学生进行全面的考核和评价。
三、教学思路
《PLC原理与应用》课程教学改革不能急功近利，应在“强调实践、注重应用”的指导思想下，逐步完善，从教学大纲、教材、实验实训教学、实验室建设、行业技术发展趋势等方面完善课程改革，思路如下。
1.精心制定、及时调整教学大纲，主动适应社会需求和PLC技术的发展趋势和应用。
2.慎重选用教材，在教学过程要关注新动态，更新教学内容，确定适应学生的培养计划和教案，及时反映新技术、新标准规范，紧跟社会科技发展。
3.加强实验实训室的建设和管理，多开发设计性实验实训项目，建立虚拟实训室，以补设备不足的问题，保证实践教学质量。同时组织学生进行创新设计，课程设计、技能竞赛等，如有可能，可以利用毕业设计、技能竞赛等相关项目制作实验设备。
4.利用实践教学，组织学生到企业生产一线参观实习，使学生有一个整体认识。
参考文献：
［1］赵丽.浅谈高职.PLC技术及应用项目教学［J］.巴音郭楞职业技术学院学报，2010，（1）.
［2］廖艳娥毛哲.培养学生创新能力的PLC实验教学内容改革.中国电力教育，2009，（135）.
[关键词]EDA技术 教学模式 项目教学法 FPGA
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）07-0125-02
电子设计自动化（Electronic Design Automation，EDA）是一种“软”、“硬”紧密结合的电子设计技术，它以计算机和EDA软件为工作平台，以硬件描述语言为设计语言，以专用集成电路为实现载体，设计并实现数字电子系统和复杂的电路系统。随着电子技术的飞速发展，电子设备及数字系统的复杂度、集成度越来越高，产品更新换代的节奏也越来越快，要求产品的开发周期短、开发成本低、保密性和可扩展性好，因此对集成电路的设计方法提出了新的要求，同时也对应用型本科的EDA技术工程教育提出了新的要求。EDA技术在应用型本科教学中的地位不断凸显，但现有的EDA技术教学模式缺乏应用性、创新性，已经无法适应应用型本科教学需求。为了提高学生应用EDA技术进行电子系统设计和创新的能力，必须对现有的教学模式进行改革，这也是应用型本科电子信息类专业课程建设的一项重要任务，具有积极的现实意义。
一、常规的EDA技术教学模式分析
EDA技术是实践性很强的专业基础课，是多门专业课的基础，在电子类、通信类的本科专业的教学中是必开的课程，开课率与课程渗透率很高。
目前EDA技术课程教学模式普遍采用课堂教学与实践相结合的结构，课时分配基本按照《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》开设，理论课时52学时，课内实践课时12学时，课程设计20学时，如图1所示。
课程设置上，课程教学与实训相互独立考核，完成课程教学并考试结束后才安排课程设计类实训，这样的课程安排存在明显的缺陷：（1）重理论轻实践，满足不了EDA技术实践性强的特点，易造成理论与实践脱离。（2）课程的理论教学与实训设计相互独立进行，没有互相配合、互相交叉教学的影响力。课程的课堂教学手段普遍是用黑板或多媒体讲授理论知识，主要向学生讲解可编程逻辑器件的基本结构、硬件描述语言、EDA开发工具与软件的使用，学生只是机械地理解与掌握EDA工具平台，运用简单现成的软件来验证某一个功能块，按照EDA工具条来仿真，观察时序图，这样做毫无创新，仅仅是学会软件的使用手法。因此传统的EDA教学模式存在着诸多弊端。第一，理论教学满堂灌，学生被动地接收理论，机械地理解和掌握EDA开发工具，单调的理论教学降低了学生学习的主动性和创新性。第二，实验教学采取实验箱进行验证实验的模式，学生从确定的原理出发，统一采用相同的实验步骤、同样的实验手段获得雷同的结果。第三，尽管设置了“设计性”的课程设计，但由于指导老师少、设计的题目雷同多、设计内容陈旧无创新性的原因，往往难以名副其实地培养学生的创新意识和创新能力。
二、EDA技术应用型本科教学模式的改革
（一）开展项目教学法的多元教学模式
以引导式教学法为前提，对EDA技术教学内容进行迭代式的项目教学设计，保证教学内容的完整性，提高教学质量，激发学生学习的主观能动性，提高学生的实践能力与创新能力。具体教学内容以项目的形式分多个迭代层面展开，如图2所示。以项目形式将EDA的内容有机结合在一起，通过迭代层逐步展开教学，将EDA技术课程的脉络清晰地展示给学生。新模式的教学改革是把理论教学内容融合到与之同步的实验项目中，合理设计实验项目，课程内容以基础型、扩展型、综合设计型3个类型的项目展开，内容与难度层层推进，分层次逐步展开教学。此类型的项目有“数字秒表”、“数字电压表”、“电子密码锁”等多个应用型的项目，根据教学课时设定项目个数，如果本课程为64学时时，可以设定6个项目，每个项目平均12学时。
项目实施的过程中软件与硬件相结合，避开老师程序分析和讲解、演示、学生验证的弊端。项目教学法的目的旨在扩展学生的编程技巧和视野，项目实施过程中充分发挥启发式和探讨式的教学优势，不断引导与鼓励学生完成项目设计，并从项目设计的过程中发现问题，解决问题，积累经验，体现“教学做”一体化的教学模式，避免了满堂灌。
（二）项目教学的实施
常规教学模式中，实验项目是利用EDA实验箱进行的，无法看到实验电路，学生不清楚内部原理，只是验证性的调试，尽管实验易成功，实验结果方便得出，但学生无法深刻体会工程设计与系统设计的概念，感受不到自己设计出电子“产品”的乐趣。对于应用型本科的教学，本课程实验适合利用开发板开展项目教学，学生利用开发板实现设计项目是一个极为有效的自我学习和锻炼过程。
以硬件核心板为载体，教学过程中硬件与软件相结合，体现“教学做”一体的高效性。项目开展的过程中，教师指导学生了解开发板的芯片类型、电路结构、工作频率等关键点内容，结合EDA开发工具，引导学生针对项目的要求进行模块化的设计，用例化语句完成顶层设计或者利用原理图和代码结合完成顶层设计，然后根据开发板的功能进行管脚设计，掌握下载到开发板的流程，最终达到设计电路系统的目的。以“数字钟”项目为例，教师根据实际的功能给学生下达任务：（1）数字钟的基准频率（1HZ）如何从开发板的工作频率（50MHZ）分频而来？（2）数字钟的基本功能是什么？（3）数字钟如何驱动和显示？（4）如何在FPGA开发板上实现项目功能？这样引导学生运用所学的知识理清设计思路，在老师指导下确定最佳方案。接下来引导学生通过分频手段获取秒脉冲信号，根据开发板显示电路结构，完成LED动态显示程序的设计等，通过层层递进，使学生设计思路清晰，掌握理论与实践相结合的有效方法。整个项目实施过程中让学生独立、主动地完成项目，强化了学生的主体作用，弱化了老师的主导作用。在项目设计的讨论、协作、实践、调试、制作、最终完成“产品”等一系列过程中，必然大大地提高了学生独立分析问题和解决问题的能力，同时也培养了学生的创新意识和创新能力，激发了学生学习兴趣与积极探索的精神，学生获得荣誉感与成就感，为他们将来参加各类电子系统的设计打下良好基础。
（三）EDA技术实训扩展的改革
通过以上项目教学法的实施，学生已经掌握了项目设计的基础技巧，在后续的EDA技术课程设计与实训中，就可以进行项目扩展的设计了。实训项目的难度与深度加大些，如频率计、交通灯的控制等类型的项目，学生可两三人一组，查询资料，团队协作，进行电路系统的功能分析、模块划分、代码编写、仿真验证和电路系统生成，按照工程项目的实现过程来培训。随着不断地培训与锻炼，学生的工程设计能力不断提升，对学生课外科技活动、学生电子设计竞赛、毕业设计项目的前期准备等有很大的促进作用。
三、结束语
应用型本科的EDA技术通过项目教学法的改革，一方面将理论教学与实践教学进行了有效结合，使教学内容更生动更形象地展示在学生的面前，通过层次化的项目实施，学生加深了理论知识的理解，提高了学生的开发能力，使学生的学习观念从“要我学”转变成了“我要学”，使EDA技术的教学效果达到最优状态。另一方面，学生利用电脑、软件系统、硬件开发板，组成了自己最基本的“实验室”，虽然设计过程是辛苦的，但是却很有收益，因为自始至终学生都看到自己亲手设计的“产品”，真正明白EDA设计究竟是怎么回事，开阔了眼界，了解了更多的专业知识与前沿知识，同时极大地激发了学生的内在潜能，培养了学科研究的基本能力与兴趣，适应了社会应用型人才的需求。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 潘松，黄继业.EDA技术与VHDL[M].北京：清华大学出版社，2007.
[2] 谭会生.基于EDA技术的研究性教学探讨[J].中国电力教育，2012（17）：35-36，40.
[3] 张峰，李艳，陈亮，等.FPGA结构设计方法及EDA工具[J].微电子学与计算机，2013（5）：14-18，22.
[4] 林连冬.EDA技术开放实验室研究型实验的教学探索[J].实验室研究与探索，2013（5）：216-218，226.
理论教学和实验教学是本科电子信息类专业教育两个相辅相成的部分。近年来，随着电子信息、计算机技术的迅猛发展，电子信息类专业的人才培养更加注重实际工程应用能力和创新能力的培养。然而电子信息类专业信号处理课程群实验教学长期存在体系层次单一、教学方法匮乏等问题，制约了该专业的发展和人才培养质量的提高。因此，需要对信号处理课程群实验课程体系和教学方法进行改革，以适应新时代电子信息行业对人才的需求。＼[1-3＼]为此，本文将阐述我校电子信息类专业信号处理课程群近几年来所推进的多层次实验课程体系的建设和教学方法的改革。
一、信号处理课程群实验教学课程体系建设
电子信息实验室是电子信息工程专业对应的专业实验室，为配合专业建设，实验室对实验教学的课程体系、教学方式、教学内容、实验方法等方面进行系统的建设与改革，使电子信息工程专业信号处理课程群的实验教学得到了持续的提高，形成了自己的特色。实践教学以“知识、能力、素质”的培养为出发点和着眼点，结合理论课程教学，优化和组合电子信息工程基础课和专业课的内容和结构。
（一）根据电子信息专业的特点，建立多层次的实验课程体系
电子信息技术的飞速发展为实验课程提供了丰富的内容，应该在不忽视基本实验技能的训练和掌握的基础上，有选择地将现代电子信息技术领域先进的电子设计技术及时地融合和补充到实验课程体系中，增强学生学习的兴趣，培养学生的创新精神和能力。实验课程体系上形成三级技能培训体系，即以“信号与系统分析”“数字信号处理”等课程实验为代表的基础仿真实验，以“DSP原理与应用”“图像处理”“语音信号处理”“数字视频信号处理”等课程实验为代表的综合性应用平台实验，以课程设计、生产实习、毕业设计等实践教学环节为代表的综合技能训练。＼[4＼]通过实验课程体系对学生进行由低层次到高层次的循序渐进的实验教学。由于专业发展的需要，专业课、专业基础课也应设置综合性、设计性实验，组织实验教师与理论课教师共同撰写综合性、设计性实验教学大纲、教学指导书，并组织教师对综合性、设计性实验的必需性和可行性进行论证。
多层次实验课程体系如图1所示＼[5＼]：
图1 多层次实验课程体系（二）针对不同层次的实验，构建灵活多样的实验教学体系
1.“变面向结果为面向过程”的基础验证型实验：重在培养学生对专业基础知识的掌握，通过实验验证理论课中所涉及的单元电路，如模电中重视培养学生对分立元件的灵活应用，而不是一味地训练学生使用各种集成电路。理论课中，强调现代化教学手段，借助虚拟软件，仿真实现各种电路模型，实验环节强调如何按步骤实现仿真的数据。
2.“变辅导解答为引导启发”的系统综合型实验：在每门专业基础课中均开设一个4学时综合设计实验。设计实验具有中等难度，是对本门课程所学知识的综合应用。采用“实验辅导解答为实验引导启发”的方法，实验进行完1个课时后，要求每位学生对设计环节提出一个问题，教师针对问题给出一个原理性的解答而不是直接讲授问题的答案，以此引导学生开拓思维，解决实际问题。
3.“变单一方法为多元实现”的设计创新型实验：以往的课程设计多由教师给出参考图，学生进行制作，实现方法单一。对此类课程改为教师只给出题目名称，实现方法由学生自主选择。如模电中给出一个滤波器的带宽和增益，数电中设计一个8路抢答器，高频电路设计一个振荡器等，这种面向任务、多元实现的教学方法能够给予学生最大的发挥空间，培养学生的创新思维能力。
二、创新实验教学方法和手段
（一）实验教学方法
实验内容由易到难，包含从验证性到综合设计性多个实验层次，让学生循序渐进经历认知、实践、探索全过程；学生在完成基本实验基础上，可选择难易不同的实验内容，还可自行设计方案，通过实验探索更多问题。独立设计和实践的教学环节逐渐增多，通过这些引导，大量的学生进入开放实验室，对多方位的内容进行探索和实验。结合我校实践教学手段，具体阐明实验教学由易到难的四个实施步骤：
1.科普讲座，提兴趣
实验教学对于大一新生而言十分陌生，为此，组织专业教师将所做的研究内容（尤其是具有专业特色的硬件类产品），为新生开展科普讲座和产品演示，要求教师要用浅显易懂的科研实例来阐述深奥的理论和方法，旨在让学生了解所学专业，激起学生学习兴趣，为后续的实验教学做好铺垫。
2.简易制作，聚人才
科普之后要提高学生的能动性，如组织大一所有新生开展课外科技制作，选择容易实现、观赏性较强、声光展示效果好的简单电路（如两个三极管组成的发光振荡电路、抢答器、音乐门铃等），并安排大三学生手把手指导大一新生判断元件好坏、焊接、调试等环节，尽量做到试做即成，以此来培养初学者的成就感，同时从参加活动的学生中择优送入开放实验室，以完成从“盲”到“懂”的转变。
3.课程设计，拔技术
大二学生已具备一定的电路基础、数字信号处理等方面的专业知识，可以依托开放实验室实现课外课内互补，夯实基础知识。教师所组织学生开展课程设计，题目覆盖面要广，难度适中，重在基础。侧重训练模拟单元电路的实现而不盲目采用各类集成电路（如分立元件实现的音频功放）；数字电路的基础培养以单元器件、中规模集成电路为主（如用常规数字器件实现的步进电机驱器、密码锁、数字钟、频率计等）。积极发挥大四学生的作用，以老带新，根据研究方向组建学生团队，实现人（老）对人（新）的辅导，尽早完成由“懂”到“通”的过程。
4.电子竞赛，提能力
历年的电子竞赛、挑战杯课外学术竞赛均以大三、大四学生为主力，为此，配备电子竞赛培训基地和组建经验丰富的指导教师团队，采用真题历练、现场测试、教师讲评等手段，提高学生动手实践能力。经过电子竞赛等学科竞赛的磨炼，使学生基本实现由“通”到“精”。
（二）实验教学手段
学生在实验锻炼上的投入程度、重视程度，直接 影响到实验教学的效果。为引导学生认清实验的重要性，电子信息工程系通过对桂林高新区多家企业、公司实际情况进行调研活动，集中厂家的一些想法与需求，再综合其他途径得到的信息，分列成各种类型的课题，然后与学生进行交流，让学生了解当前社会对自己所学专业知识的要求，使学生能够认清自己的学习方向，认清自己需要掌握的技能，同时结合专业实验教学有目的地去学习。另外，根据科研和教改成果，在课程设置、课堂教学、实验教学、课外创新实验方面进行改革，着力加强学生专业基础和实践动手能力的培养，提高学生就业竞争力。
三、结束语
构建“理论基础”和“工程训练”互相融合的实验课程教学体系，课程设置模块化、多层次化，有利于全面实施选课制和学分制教学管理，有利于因材施教，调动学生的积极性。单独开设基础实验课程，增列素质教育模块，增加课程设计项目，加强学生素质和工程应用能力培养。本科生在24小时开放的本科实验教学平台上自主进行实验，配备最优秀的教师来对他们进行动手能力训练。实践证明，以科研资源和平台为载体，开展分层次的本科生创新实验实践能力训练，是一条适合本专业的研究型实验教学道路。
参考文献：
