王源源

摘要：针对EDA技术应用课程的特点，结合TOPCARES-CDIO教学理念，从预期目标、教学改革的实施、要解决的主要问题、考核等方面入手，进行教学改革，提升学生的工程实践能力。

关键词：TOPCARES-CDIO；EDA技术应用；实验教学；教学改革

背景

当前，IT 领域人才培养存在“两旺两难”等问题，亟需培养理论与实践并重、专业能力与综合素质兼顾的应用型 IT 人才。随着IT人才的持续需求，各个高等院校纷纷开设了EDA相关课程，然而在培养目标、课程设置、教学方法等教学关键因素中均存在若干问题。根据当前EDA技术应用课程的教学情况来看，培养目标不清晰、课程体系滞后于技术发展、教学方法手段陈旧、实践性教学不足、评价体系错位，教学效果不是很理想。针对于EDA课程教学的特点与现状，结合自己的教学经验，本文提出EDA技术应用等相关课程的实验教学方法。

教学改革目标

针对国内高校讲解EDA技术应用的基本教学方法，把“TOP-CARES CDIO”引入“EDA技术应用”这门课程的教学改革中。并在此基础上，探索讲授一门真正重点是电子设计自动化“思想”和“方法”的课程。“EDA技术应用”课程改革的具体目标为：

（1） 教学内容方面，以任务驱动的教学模式，培养学生掌握问题求解的思路和方法，使学生理解计算机硬件、软件是如何工作的，即如何有效地利用EDA去解决实际的问题。

（2） 教学成果方面，通过课程改革，学生主要掌握的知识和能力包括：电子电路工作原理以及基于EDA技术的嵌入式系统开发。

（3） 实际应用方面，EDA技术应用教学改革的目的是要培养学生的问题求解和实际动手能力，并最终形成产品。

（4） 教师团队方面，在实施教育的团队中，既有学校的专职教师，又可以引入高年级在这一课程取得优秀成绩的学生参与指导，切实推进双向教育，教师不再是灌输着、说教者，而是学生学习的组织者、参与者，为学生学习提供支持，极大地提高教学效率和教学质量。

教学改革实施

（1）基于TOPCARES-CDIO的任务驱动式的组织与实施方法研究：在基于TOPCARES-CDIO的任务驱动式教学过程中，二者围绕任务这根主线进行教学和学习。教师在设计任务、呈现任务、实施任务、总结评价和学生在明确任务、完成任务、共享交流的过程中运用基于计算思维的方法进行教学和学习，使学生利用高效率的计算思维去弄清任务明确目标，运用任务的驱动探索新的知识；学生之间相互协作交流深入探究问题的实质，最后集体展示成果、交流学习心得，并巩固拓展新的知识。

（2）基于TOPCARES-CDIO任务驱动教学的案例设计：因为问题意识是思维的动力，是创新精神的基石，所以优秀的教学案例设计，有助于培养学习者高效解决问题，掌握计算机方法论。根据项目提出的研究对象——《EDA技术应用》这门课程的教学来对此进行实践研究，主要探讨学习、掌握运用EDA技术解决实际案例的方法，发挥提高教学效率和培养学生计算思维能力两方面的作用。主要步骤包括：A.教师与学生各自的课前准备工作；B.任务呈现；C.任务实施；D.任务考核与总结。

（3）研究通过案例发现问题的方法，并引出任务与实验要求：项目需要研究如何从典型（基本）问题和综合（复杂）问题两个层面，揭示领域相关和领域无关各种问题的本质。

（4）实验环节的有效开展是需要重点研究的一个内容。课堂讲授的时间是有限的，除了在课堂教学中引入讨论，使学生能更好地理解将“TOPCARES-CDIO”融入不同学科和领域问题求解中的重要性， 在“EDA技术应用”该门课程中，我们进行了反复研究与讨论，加大了实验的比重，理论和实践按照1：1来进行。

（5）一体化的考核方法。传统的教学考核主要采用一张试卷定成绩，这样能考查学生的理论识记能力，但无法考查学生的动手能力和对知识的运用能力。学校的办学特色是培养应用型人才， 后者才是关键。为更真实地反映学生的学习效果，最大限度地避免高分低能现象，结合TOPCARES-CDIO的 “项目带动教学”理念，将该课程的考核进行了改革，形成平时的形成性考核和最后的终结性考核的一体化评价体系。

形成性考核包括学生的出勤、作业、章节实验等，占总成绩的 50%，终结性考核占总成绩的 50%，期末以上机实验项目的形式完成。整个考核以 “项目实验”为中心，特别是终结性考核，由学生单独在Multisim 7模拟器上完成。

主要特点

实验教学的主要特色是将TOPCARES-CDIO融入到课程的课堂讲授、课后作业、实验三个环节中，成为一个有机整体。并且，计算机学科的两大重要特征——“构造性”和“能行性”均反映到EDA技术应用教学中，就是设计多样化和机器实现机制。

结束语

将TOPCARES-CDIO理念引入到EDA技术应用课程中，通过在教学内容、教学方法和手段、教学考核等三方面的改革，充分实现让学生在做中学，学中做。使学生在有限的学时内，掌握最新的、最关键的安全理论与技术，并具备分析和解决EDA问题的基本能力。

参考文献：

[1] 潘懋元。新编高等教育学[M].。北京：北京师范大学出版社，2006.

[1]沈洪锐，林瑾。项目学习法在嵌入式教学改革中的应用。考试周刊，2015（39）。

[2]傅东起。真实性评价中的项目教学——以中央民族大学研究生英语教学为例。民族教育研究，2014（4）。

[3] 马忠梅。嵌入式系统教学模式探讨[J]。单片机与嵌入式系统应用，2008，（11）：5-8。

[4] 殷建军，张明武，尹令。嵌入式系统课程现状分析与对策研究[J]。计算机教育，2010，（14）：114-117。

基金项目：本文为四川省高校计算机基础教育研究会“教育教学改革研究”（编号：2015-09）研究成果。