EDA理實一體化教學培養(yǎng)高職學生的職業(yè)核心能力

鄒心遙，方弄玉，劉雅婷

(廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學院機電系，廣東廣州510507)

EDA理實一體化教學培養(yǎng)高職學生的職業(yè)核心能力

鄒心遙，方弄玉，劉雅婷

(廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學院機電系，廣東廣州510507)

圍繞培養(yǎng)高職學生的職業(yè)核心能力這一主題，首先對職業(yè)核心能力和理實一體化教學模式的特征進行了歸納分析，在此基礎(chǔ)上，從基于工作過程的理實一體化教學設(shè)計、協(xié)同學習法的教學實施兩方面探索了《電子設(shè)計自動化》課程的理實一體化教學改革實踐。

電子設(shè)計自動化；理實一體化；教學設(shè)計；協(xié)同學習；職業(yè)核心能力

一、引言

職業(yè)核心能力在德國職業(yè)教育界叫做“關(guān)鍵能力”，它是一種可持續(xù)發(fā)展能力，其基本特征是從業(yè)者能夠適應(yīng)千變?nèi)f化的勞動力市場崗位變換的需要，即當職業(yè)發(fā)生變化時，從業(yè)者能夠在變化的工作環(huán)境中較快地重新獲得新崗位所需要的職業(yè)技能和相關(guān)知識、從而能夠容易地實現(xiàn)崗位變換和職業(yè)變遷。

學生的職業(yè)核心能力培養(yǎng)主要是通過教學過程來實現(xiàn)的。理實一體化教學模式以“做中學”為基本原則，強調(diào)的是以學生為中心，其主要特點是同一門課程由同一個教師在同一個地點承擔理論教學與實踐教學任務(wù)，教師通過將理論知識與實踐內(nèi)容有機融合，使得學生能在“學中做”和在“做中學”?！峨娮釉O(shè)計自動化》(EDA)課程是職業(yè)院校電子信息類專業(yè)必修的職業(yè)能力課程，開展理實一體化教學有利于調(diào)動學生的學習興趣，激發(fā)學生自主進行數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的熱情，促進學生從事電子設(shè)計崗位相關(guān)知識和技能的遷移，從而有助于培養(yǎng)學生的職業(yè)核心能力。

二、職業(yè)核心能力的內(nèi)涵

職業(yè)核心能力與國家的社會經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀和要求相聯(lián)系，也與具體行業(yè)有關(guān)，因此，在職業(yè)核心能力的內(nèi)涵界定方面，多年來，各國學者對此展開了深入的研究，但至今仍然沒有一個統(tǒng)一的公認的解釋，不同國家的學者對職業(yè)核心能力的內(nèi)涵定義也不完全相同。[1]1998年國家勞動和社會保障部在《國家技能振興戰(zhàn)略》中把職業(yè)核心能力分為八項:自我學習的能力、解決問題的能力、創(chuàng)新革新的能力、與人交流的能力、數(shù)字應(yīng)用的能力、信息處理的能力、與人合作的能力、外語應(yīng)用能力等。隨著知識更新?lián)Q代速度的加快，在這八項能力中，自學能力越來越重要。由于電子技術(shù)更新的速度日新月異，學生在學校學習的知識在畢業(yè)后就會很快更新，學生需要具備較強的自我學習能力才能快速有效地掌握工作崗位所需要的相關(guān)知識和技能。

三、職業(yè)核心能力導向的理實一體化教學設(shè)計

課堂的教學實施是按照一定的教學設(shè)計而進行的，教學設(shè)計是圍繞課程的教學目標而展開的?！峨娮釉O(shè)計自動化》課程的教學目標除了培養(yǎng)學生掌握數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的專業(yè)技能之外，還需要培養(yǎng)學生的職業(yè)核心能力，即要培養(yǎng)學生的學習能力、解決問題的能力等幾個方面的能力與素質(zhì)?；诖私虒W目標，在進行教學設(shè)計時，本著基于工作過程系統(tǒng)化的開發(fā)原則，遵循技能人才的職業(yè)成長規(guī)律和認知學習規(guī)律，將知識、技能的學習和價值觀的培養(yǎng)融為一體，主要從兩方面完成教學設(shè)計:一方面是選擇課程內(nèi)容，另一方面是對課程內(nèi)容的排序。

(一)選擇課程內(nèi)容

傳統(tǒng)的學科體系的《電子設(shè)計自動化》課程的授課順序是:首先講授VHDL語言的語法及語句結(jié)構(gòu)，然后介紹常用組合邏輯電路及時序邏輯電路的VHDL設(shè)計，最后進行數(shù)字系統(tǒng)的整體設(shè)計。這樣的方法是先學習完所有的知識之后才開始應(yīng)用，學生在學習的過程中感覺到像是在學兩門課程:第一門課程是硬件描述語言VHDL的學習，第二門課程是數(shù)字系統(tǒng)的自動化設(shè)計。一方面，這種將VHDL語言與應(yīng)用割裂開來的教法會降低學生的學習興趣、增加學習難度，不利于高職學生能力的培養(yǎng)；另一方面，VHDL語言的語法及語句內(nèi)容很豐富，完全掌握需要花費較長的時間，而實際上從事一般的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計并不需要用上全部的VHDL語言要素，只用30%的VHDL語言便可完成80%的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計。

依據(jù)理論知識“適度夠用”的原則，同時考慮到高職學生以形象思維為主的特點，在選擇課程內(nèi)容時將理論知識和一定的應(yīng)用背景和環(huán)境聯(lián)系起來，即采取理實一體化的形式、將理論知識與實踐操作內(nèi)容有機融合在一起，使得高職學生能更好地掌握相應(yīng)的知識和技能。以此為指導思想，選擇《電子設(shè)計自動化》課程的教學內(nèi)容時，將本課程教材的內(nèi)容進行解構(gòu)與重構(gòu)、并基于工作過程設(shè)計了三個學習情境，這三個學習情境是三個綜合性的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計項目。這種設(shè)計的出發(fā)點是圍繞著具體數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計實踐學習相應(yīng)的必需的VHDL語言知識，用不上的VHDL語言知識可以在掌握了基本的硬件描述語言基礎(chǔ)之后在需要用到的時候由學生自學，這樣的設(shè)計將VHDL語言的學習及數(shù)字系統(tǒng)的自動化設(shè)計融為一體，完成具體的項目需要用到哪些知識就學習哪些知識，降低了學習難度，提高了學生的學習興趣和學習效率。具體而言，圍繞著完成三個學習情境的任務(wù)所需要的知識重組內(nèi)容，重組之后的理實一體化教學內(nèi)容如表1所示。

表1 《電子設(shè)計自動化》重組之后的理實一體化教學內(nèi)容

(二)課程內(nèi)容的排序

教學內(nèi)容的排序一般遵循兩種規(guī)律:并行關(guān)系或遞進關(guān)系。[2]《電子設(shè)計自動化》課程的三個學習情境之間按照易、中、難三個層次的遞進關(guān)系進行設(shè)計，循序漸進地培養(yǎng)學生具備自主進行電子產(chǎn)品項目或企業(yè)訂單的自動化設(shè)計與實踐的能力。在初級學習情境階段(數(shù)字鐘的設(shè)計)，教師提供詳細的引導，全面指導學生完成項目；中級學習情境階段(交通燈控制器的設(shè)計)，在學生具有初步項目策劃與實施能力后，教師簡化引導，加強學生的計劃與自查能力培養(yǎng)，強化學生獨立完成工作的能力；高級學習情境階段(乒乓球游戲機的設(shè)計)，完全由學生自主決策、自主完成項目，培養(yǎng)學生的學習能力和創(chuàng)新能力。

除了在學習情境的設(shè)計方面采用易、中、難等不同難易程度的方式來培養(yǎng)學生的職業(yè)核心能力之外，在具體的教學單元中，采取理實一體化的授課模式，每個單元為一個完整的任務(wù)，每個學習情境分為若干個單元任務(wù)，各單元任務(wù)之間也按照易、中、難的順序排列，教師在各單元任務(wù)中的指導也由全程指導到逐步減少。

四、職業(yè)核心能力導向的理實一體化教學實踐

在《電子設(shè)計自動化》課程理實一體化教學實施過程中采取協(xié)同學習法培養(yǎng)學生的職業(yè)核心能力。協(xié)同學習法是在任務(wù)驅(qū)動教學法的基礎(chǔ)上，利用網(wǎng)絡(luò)及現(xiàn)代信息技術(shù)，與網(wǎng)絡(luò)課程教學有機結(jié)合而形成的一種教學模式。其教學過程包括五個步驟，如圖1所示。

基于協(xié)同學習法的教學步驟，將《電子設(shè)計自動化》課程的教學內(nèi)容按照工作過程重構(gòu)為具體的任務(wù)，每次課都圍繞著一個任務(wù)的完成而展開教學。例如，對于學習情境一圍繞著設(shè)計數(shù)字鐘所需要的知識進行內(nèi)容重組，按照實際的工作過程劃分為6個工作任務(wù):任務(wù)一，60進制計數(shù)器的VHDL設(shè)計；任務(wù)二，24進制計數(shù)器的VHDL設(shè)計；任務(wù)三，7段數(shù)碼管的驅(qū)動設(shè)計；任務(wù)四，十分頻電路的VHDL設(shè)計；任務(wù)五，整點報時模塊的VHDL設(shè)計；任務(wù)六，數(shù)字鐘的整體設(shè)計。通過這六個任務(wù)循序漸進地指導學生學習每個任務(wù)需要的知識點，最終完成整個電子鐘系統(tǒng)的設(shè)計，整個教學過程由教師全程輔導。每個任務(wù)的教學實施都嚴格按照協(xié)同學習法的教學步驟展開教學。

圖1 《電子設(shè)計自動化》課程采取協(xié)同學習法的教學過程示意圖

為了培養(yǎng)學生的團隊合作能力，理實一體化課堂學生分小組進行學習，在上課之前，教師將學習任務(wù)和相關(guān)知識點公布在“網(wǎng)絡(luò)課程”中。學生看到教學任務(wù)后，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)課程里的教學資源和網(wǎng)上查詢的其他資源進行預(yù)習，并將收集到的信息在小組中進行交流分享。在課堂上，各小組將在預(yù)習中所碰到的難點提出來，教師詳細地答疑解惑，同時通過一個實例進行示范講解，介紹設(shè)計思路及完成該任務(wù)所需的新知識，此處的示范實例不能與學習任務(wù)相同，但可以相似，一方面是為了避免學生偷懶抄襲教師講解的示例，另一方面是為了培養(yǎng)學生舉一反三、觸類旁通的學習能力。之后，各小組在小組長的組織下開展討論，根據(jù)所學的知識點為要完成的任務(wù)制定出一個可行的方案。方案制定好之后，各小組成員開始編程并完成任務(wù)。在這個過程中逐漸地培養(yǎng)學生的學習能力，以及分析問題、解決問題的能力。通過將設(shè)計電路文檔進行仿真或下載到實驗箱，學生可直觀地觀察到所設(shè)計的電路功能是否實現(xiàn)，如果功能沒有實現(xiàn)，學生可以及時分析、找出問題所在、從而加以改正，當通過自己的努力獨立自主地完成任務(wù)時，學生會產(chǎn)生一種成就感，這種成就感可進一步激發(fā)學生的學習積極性和主動性。完成任務(wù)之后，由各學習小組分別介紹任務(wù)完成的思路及成果，這樣可為各學習小組之間提供一條相互共享、相互學習的途徑，從而進一步加深對知識和技能的理解與掌握。

當各小組均完成了學習任務(wù)之后，需要執(zhí)行的一個步驟是多元評價反饋。這個過程是培養(yǎng)學生獨立思考能力、表達能力的重要途徑。多元評價體系由教師建立，此處的“多元”指的是三元，包括組內(nèi)互評、小組互評和教師點評三個方面。組內(nèi)互評和小組互評在各學習小組完成任務(wù)提交之后進行，教師鼓勵學生對本次學習活動進行獨立思考、發(fā)表自己的感受，并將互評情況即時反饋給各學習小組、以促使學生的反思總結(jié)。最后，教師對全體學習小組的任務(wù)完成情況進行點評與總結(jié)，并鼓勵學有余力的學生在此基礎(chǔ)上進行拓展提升。同時，教師還需要對學生完成任務(wù)的情況進行分析與反思，根據(jù)實際情況適當調(diào)整后續(xù)的任務(wù)，進一步提高教學效果。

五、結(jié)束語

《電子設(shè)計自動化》課程理實一體化教學改革在廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學院機電系應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)和電子信息工程技術(shù)專業(yè)試點實施了三年，實踐結(jié)果表明，改革取得了一定的成效:學生普遍反映課程難度降低了，學習興趣增濃了；課堂上睡覺、玩手機的現(xiàn)象沒有了，參與討論學習、積極實踐的學生多了；學生的學習能力、分析解決問題的能力、團隊合作能力等職業(yè)核心能力增強了。具體表現(xiàn)在競賽方面，近三年學生在各項競賽上均取得了突破性的進展:在技能競賽方面，突破了之前省二等獎的歷史成績，獲得了省級一等獎2項、國家級二等獎1項的好成績；在“挑戰(zhàn)杯”大學生創(chuàng)新類電子設(shè)計競賽方面，獲得了省一等獎3項、三等獎1項的優(yōu)異成績。

在實施理實一體化教學改革中，需要教師在課前作充分的準備，精心設(shè)計教學內(nèi)容和教學任務(wù)，在課堂上以學生為中心、教師扮演導演的角色引導為主，真正實現(xiàn)學生在“做中學”和在“學中做”，切實地培養(yǎng)學生的職業(yè)核心能力。

[1]鄒心遙.高職電信專業(yè)學生關(guān)鍵能力培養(yǎng)的研究[J].廣東技術(shù)師范學院學報，2011(1):51-53.

[2]姜大源.論高職教育工作過程系統(tǒng)化課程開發(fā)[J].徐州建筑職業(yè)技術(shù)學院學報，2010.10(1):1-6.

(責任編輯:劉生平)

Professional Key Ability Training for Higher Vocational College Students based on Integration Teaching of EDA

ZOU Xinyao,FANG Nongyu,LIU Yating
(Department of Mechanical and Electronically Engineering,Guangdong Agriculture Industry Business Polytechnic,Guangzhou 510507,China)

In order to train the professional key ability of higher vocational college students,the features of key ability and integration teaching mode were analyzed.This paper introduced the integration teaching innovation of electronic design automation(EDA)course from two aspects,one of which is integration instructional design based on working process,the other is teaching practice of cooperative learning method.

EDA;integration mode;instructional design;cooperative learning method;professional key ability

TN702－4

A

1009－931X(2016)04—0029－04

2016－06－24

廣東省教育廳高等職業(yè)教育教學改革項目(201401155)；廣東省高職教育技能競賽教學指導委員會教改項目(201509002)；2014年廣東省教育廳教育教學成果獎(高等教育)培育項目階段性成果；2015年廣東省精品資源共享課程項目《電子設(shè)計自動化》的階段性成果。

鄒心遙(1978－)，女，湖南衡陽人，副教授，博士，研究方向:半導體器件可靠性，職業(yè)教育理論。