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【摘 要】以高校转型为背景,以工科EDA课程为示例,在教学和实践环节中适时地引入竞赛激励法,可以激发学生的学习兴趣,调动学生学习的主动性,有机融合相关知识体系,熟练掌握系统开发的每个环节,加强团队合作意识,进而全面提高学生的综合应用能力,增强学生自身的竞争力,最终达到培养应用型人才的目标.
【关 键 词 】竞赛激励；综合应用；知识体系；教学方法
Competition Promote the Comprehensive Application Ability of Engineering Students： Take the Example of EDA Curriculum
SUN Jing
（School of Physics and Mechatronics Engineering, Xi’an University, Xi’an Shaanxi 710065,China）
【Abstract】With the background of type transition of universities, taking the EDA curriculum of engineering courses for example, the teaching method of petition prompting was introduced in teaching and practical steps. Competition prompting can arouse students’ learning interests and study enthusia, integrate the relevant knowledge systems anically, master the each links of system development skillfully, and enhance the team working consciousness. It also can improve the students’ prehensive application ability and self petition, and achieve the goal of training the application-oriented talents.
【Key words】Competition prompting；Comprehensive application；Knowledge system；Teaching method
0 前言
2014年3月教育部发表声明,全国将有600多所地方本科高校向应用技术大学转型发展,肩负起培养高层次应用型人才的使命.应用型人才指能将专业知识和技能应用于所从事的专业社会实践的一种专门的人才类型,是熟练掌握社会生产或社会活动一线的基础知识和基本技能,主要从事一线生产的技术或专业人才,具有专业理论基础扎实、动手能力强、能快速适应工作岗位、发展潜力大等优势[1].然而,有些地方本科院校的生源与教学质量较差,致使学生普遍存在无法较好地将所学知识融合贯通,更不要说具备良好的综合应用能力.如何在教学环节引入合理、有效的教学方法来提高学生的综合应用能力,是近年来这些高校一直研究的重点.本文以西安文理学院电类专业EDA（电子设计自动化）课程教学为例,通过引入竞赛激励法,增强学生学习兴趣,强化实践练习,达到了良好的教学效果.
1.我校EDA课程教学中存在的问题
EDA课程是一门综合性和实践性都很强的课程,它要求学生利用硬件描述语言,在软件环境下设计、编程、仿真并实现硬件电路.其先修课程主要有电路分析、模拟电路、数字电路、接口技术等,涵盖了大量的电类知识点.我校EDA课程涉及电子信息工程、自动化和测量技术与仪器三个工科专业,均要求培养出具有较强实践能力和应用能力的学生.
作为一所新建地方本科院校,升本初期我校EDA实验设备较为落后,设备逻辑门数有限,教学期间基本以教师讲授为主,学生仅能利用有限的上机时间,对课本上的简单电路示例进行仿真,实践动手能力较差.随着学校实验室建设的大力开展,我校引入了全新的FPGA实验设备.但是由于受传统教学方法的影响,在教学过程中教师仍先授课再实验.实验课以验证性实验为主,设计性和综合性实验所占比重偏小.学生虽然参与了完整的项目设计,但是知识点的应用仍限制于书本范围,大型实验的设计结果很不理想.与此同时,教育部要求整合课程体系,适当压缩课内学时,我校EDA课程总学时也有所压缩.因此,我们在教学中引入了竞赛激励法,以充分锻炼学生的综合应用能力.
2.EDA课程中竞赛激励法的实施
竞赛激励法是源于英国教育家斯宾塞“快乐教育”理论引申出来的一种教学方法[2].在教学过程中,适时地开展竞争机制,激发学生求知欲,提高学生综合能力,使教学效果得到明显的改善.
EDA课程不应让学生仅局限于学习硬件描述语言,而应该让学生从做中学,不断完善学生自身的知识结构.因此,各教研室在制定教学大纲时均增加了实验课时,大量缩减了理论学时.任课教师把课堂从教室搬到实验室,这样学生从上课初期就能直观地认识FPGA设备.在开展理论学习的同时,学生能利用练习时间,深入掌握EDA技术的层次化设计过程和开发过程,加强了实践能力的培养.
为了更好地巩固所学内容,并与先修课程有机结合,教研组制定了详细的实验大纲.实验大纲中设置了较易、中等、较难三个难度的多个设计性和综合性实验,并设定了各实验的基本功能.实验不仅覆盖了EDA课程的全部内容,甚至还增加了一些课外信息,涉及多个电学知识,以锻炼学生的自主学习能力[3].学生必须选择2～3个难度不等的设计性和综合性实验,按要求完成系统方案设计、软件编程、调试、仿真、下载、硬件测试和设计报告.为了更进一步考核学生的综合应用能力,要求在完成系统基本功能的同时,学生自主添加并实现尽可能多的扩展功能. 由于受实验设备、课时等因素的影响,我校EDA实验要求2～3个学生自由组合成一个小组,共同完成.同时,要求组内成员轮流担任组长,负责本次实验的方案设计和协调工作[4].这样既可以培养学生的团队合作精神,还可以让每位同学在设计中充分得到锻炼,避免了实验均由组内实力较强的同学一人完成的现象发生[5].为了进一步刺激学生的学习兴趣,教师将每次实验设计成竞赛形式,要求学生必须在规定的时间内完成全部设计.同时,在开放性实验室制度的保障下,学生除了可在课内进行设计,还可以利用课余时间进入到实验室继续设计.
设计性和综合性实验期间,规定任课教师与实验教师同时在场,以便观察各小组实验的进展情况,同时可以确保公平评定成绩.各小组实验成绩的评定包含出勤率、实验难度系数、设计的合理性与优化、设计排名（按完成先后顺序）、扩展功能加分等.此外,教师还会根据组内各成员的表现,在已有小组成绩的基础上对每位同学的成绩进行浮动调整.真正做到以竞赛形式开展设计,以公平原则对待每一位同学,激发学生对学习的自觉性、主动性和积极性,培养学生的团队合作意识,更好地提升学生的综合应用能力.
3.竞赛激励法的教学效果
从2013年开始,我校EDA课程引入竞赛激励法至今,经历了四个学期的教学实践过程,取得了良好的教学效果.
第一,学生的学习热情大幅高涨,知识面得到有效地扩充.教师在整个教学过程中转变为主导者,赋予学生更大、更自由的学习空间,真正将学生确立为教学主体.学生从以往的看书假想设备,转变为利用设备学习新知识.面对功能强大的EDA实验设备,学生能自觉完成计划内的验证性实验,还能主动完成设备附带的其它实验.
第二,采用竞赛方式,促进学生自学能力的提高.首先,为了更快设计出功能强大、稳定性强的系统,获得更好的考试成绩,学生自主掌握了资料查询的方法和技巧,并能快速地筛选出有用信息.其次,学生能将各科知识有机融合在一起,不断丰富着自己的知识库.再次,学生能积极地提出问题、分析问题、解决问题,锻炼了独立的研究能力和动手能力.特别是在遇到一些棘手的问题时,做到尽可能地自我解决,而不是遇事就求助老师.
第三,采用小组合作、组长轮换机制,很好地培养了学生的团队合作精神,组内成员相互协助、相互激励、共同成长.引入竞赛激励法后,学生无论是对EDA课程的认知程度,还是对系统设计的熟练程度都有了明显的提升,期末成绩也有了显著提高.
第四,良好的知识结构体系,为学生参加毕业设计和各类竞赛打下坚实的基础.经过竞赛激励法培养出来的学生,在毕业设计期间能较好地独立完成课题设计,甚至有些同学积极挑战难度较大的课题,且整个设计能做到良好的完整性和规范性.此外,学生在EDA课程学习期间,教师还可以发掘一些学习能力强、知识结构完整、动手能力强的学生,推荐参加各类学科竞赛,且均取得了优异的成绩.
在EDA课程中积极推广竞赛激励教学法,其教学模式的转变既增强了学生的自主学习能力,也有效地提高了学生的综合应用能力和实践能力.只有培养出满足社会需要的应用型人才,才能使学生在就业竞争中多一份胜算,在考研时多一份把握.
【参考文献】
[1]崔德芹,于洪艳,殷飞,等.应用型新建本科院校农业建筑环境与能源工程专业实践教学研究[J].吉林农业科技学院学报,2014,23（1）：92-95.
[2]彭劲.以竞赛为导向的园林设计主题教学与实践方案研究[J].现代园艺,2014,1：75-77.
[3]李盛,刘朝晖.论技能竞赛对高校实践教学改革的促进作用[J].高等函授学报：自然科学版,2013,26（1）：40-41.
[4]吕翠红.竞赛法在汽修专业教学中应用的启示[J].科技创业家,2013,23：175.
[5]李丽,施秀英,王建新,等.竞赛激励式教学方式在医学检验实习中的应用[J]. 基础医学教育,2013,15（10）：966-967.
[责任编辑：薛俊歌]