项目驱动教学法在电子系统综合设计中的应用研究

摘要：高素质创新型人才的培养是高校人才培养的共同目标。电子信息学科是飞速发展的学科，新形势下要培养电子信息工程专业高素质创新型人才，本文提出了基于导师制的项目驱动教学法在电子系统综合设计中的应用。该方法秉承工科院校应用型人才的培养目标，以具体的项目为载体，以学生为中心，遵循连续性、层次性、系统性和开放性原则，以能力培养为主线，加强实践环节，本文据此进行了研究。

关键词：导师制 项目驱动 电子系统综合设计 教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.19.121

近年来，各高校针对电子信息工程专业人才培养过程中暴露出来的人才创新能力培养不足、人才培养模式与社会需求脱节等问题进行了大量的研究。绝大多数普通院校将培养目标定位于培养应用创新型人才，优化、重组、整合了课程结构和教学内容，制订了形式多样的教学计划，形成了与之相适应的课程体系。但传统的以理论教学为主、实践教学为辅的教学理念很难调动学生的学习积极性，不利于培养学生的工程项目的研发和设计能力。所以，目前迫切需要解决的问题是如何提高学生的学习兴趣，使学生的综合素质和能力得到最大限度的提高。为此，我们整合了电子系统综合设计这门课程，提出了基于导师制的项目驱动教学法。

1 电子系统综合设计的课程性质和特点

电子系统综合设计是一门综合性极强的应用设计型课程。涉及了电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理与应用、微机原理与接口技术、嵌入式操作系统和嵌入式系统设计等多门课程。其任务在于训练学生综合应用各种电子技术知识，掌握电子系统的设计方法和制作过程的能力；培养学生的科学性、系统性，及全面性的设计素质；开拓学生的设计思路，增强学生理论知识与实践相结合的能力。其目的是通过一个以工程实践或社会生活为背景的电子系统的研究、设计与实现，使学生能将已学过的模拟电路、数字电路以及单片机等知识综合运用于电子系统的设计中，从而培养学生知识综合应用及电子系统设计的能力，使学生在单元电路设计、系统电路分析、整机联调、计算机辅助设计和信号与信息处理、通信、控制等方面的能力都有一个质的飞跃。但目前存在着多种嵌入式开发软硬件平台和开发工具，如何在诸多的技术中选择教学内容，是首先需要解决的问题。电子系统设计的知识综合性强，教学内容不可能在有限的时间内完全覆盖，而且电子系统发展迅速，新的CPU、接口和总线不断出现或升级，新的软件、标准和开发方法不断发展和更新，因此在教学方法和内容上必须保持开放性的特点。

2 项目驱动教学法的具体实施

电子系统综合设计是实践性极强的课程，在教学过程中实行导师制，加强实践环节，推行项目化教学方法，即以项目为引导、以需求学理论、以实践为主导的教学方法。该课程在本科第三学年开展，历时2个学年，在导师全程指导下进行相应专业课程的学习，采用灵活多样的个性化教学形式，使得学生在完成真实项目的过程中，提高电子系统综合设计、项目管理和团队合作等实践能力。

2.1 学生的培养实行导师制

在新生入学时，为每位学生指定专业导师，学生的培养实行导师负责制，组建指导教师团队，导师要有独立从事电子系统设计的教学科研能力，能够组织和带领学生对外承接开发项目，并以项目开发为主线组织专业教学。导师的遴选打破传统的系室限制，可以在全院范围内进行，一位导师每届负责指导5～10名学生，导师在指导学生项目开发的过程中，根据学生的特长帮助确定其具体发展方向，以便因材施教，并在此基础上进行相应专业课程的学习。

2.2 项目设计

项目设计是保证教学效果的关键环节，电子系统综合设计的项目涉及的内容包含电子技术、微处理器和嵌入式系统的综合应用，使学生可以获得电子系统设计的基本技能，培养学生的工程实践、系统分析与设计、创新思维与团队合作等多方面能力与素质。

2.3 教学过程

在教学过程中，由导师组建团队，团队规模一般为3～5人。导师采用单元化训练和引导学生自主学习相结合的方法来完成电子系统设计各个阶段所需要的知识。在课程开设之前，将项目对应的需求摆在学生面前，鼓励学生自学、提前学。每门课程的课程作业都必须紧密结合目标项目，在每门课程结束之后就必须为项目做一些工作，最终完成项目的所有内容。电路分析、模拟电子技术、数字电子技术等课程学习结束，学生必须具备阅读电路图、制作电路板的能力；微机原理与接口技术、单片机原理及应用等课程学习结束，学生要具备阅读器件手册、电路设计和以C语言为基础的微处理器程序设计能力；Verilog语言与EDA技术学习结束，使学生具备理解现代硬件数字电路的软件化设计方法，掌握当代国际数字技术设计领域的最新技术。通过上述几门课程的学习，使学生熟悉阅读资料、选择方案、设计电路、编程、电路安装调试和指标测试、撰写报告等过程，培养学生的电路设计与综合应用的能力，提高电路设计水平和实验技能，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力和创新研究能力。在本科第6学期结束时，每位同学都要完成一个电子系统设计方面的项目，包括产品、技术文档和产品手册等。

2.4 立体式考核方式

学生的考核由导师负责，实行课程考核和项目考核结合的方式考评学生项目驱动学习情况。每个子项目结束之后，导师对学生进行综合评分，包括学习态度、开发能力、文档编制能力、组织协调能力以及团队协作能力等。同时，根据考核结果进行详细的分析，了解学生学习的薄弱环节，不断地改进教学方法，因材施教，更好地达到培养目标。另外，还可将全国大学生电子设计竞赛选拔工作和该课程的教学考核结合起来，进一步激发学生的学习和创新热情。

3 结束语

通过该项目的研究与实施，改进传统的以学科为基础的教学方法，以学生为中心，强调小组合作学习和自主学习，注重培养专业技术应用能力、团队协作交流能力、系统工程分析能力和自我提升能力，全面培养学生在科学技术、个人和专业素质、人际等方面的能力，从而在本科层次培养出具备终生学习能力的高素质电子系统开发人才，让我们的学生深入理解电子系统相关理论，扎实掌握电子系统软硬件开发的能力。并且让我们的每一个学生都带着自己的作品向工作岗位。

参考文献：

[1]翟文正.项目驱动法在嵌入式系统实践教学中的探索[J].台州学院学报，2012，（6）.

[2]许岳兵，张登玉等.综合电子系统设计的教学研究与实践[J].科技创新导报，2012，（21）：158.

[3]王冬艳，郑骊等.项目驱动教学法进行数字电子技术实训改革[J].电气电子教学学报，2012，34（6）：77-79.

[4]李泽辉.“项目驱动式”教学法的探索与实践[J].实验科学与技术，2011，9（2）：133-134.

作者简介：王耀琦，兰州交通大学电子与信息工程学院，甘肃兰州 730070

王小鹏，兰州交通大学电子与信息工程学院，甘肃兰州 730070

王履程，兰州交通大学电子与信息工程学院，甘肃兰州 730070