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摘要：本文介绍了我校FPGA课程应用能力本位课程模式的构建思路，论述了在这一思路下构建出来的适合我校培养目标的FPGA课程体系，并节选了一个具体的模块介绍了我校FPGA课程的教学实施过程。
关键词：FPGA 能力本位 课程模式
自1999年实行高校扩招政策以来，我国高职院校的办学规模迅速扩大，高职教育迎来我国历史上最好的发展机遇。但由于办学历史短，我国高职教育现行的课程模式沿用普通高等教育普遍应用的“三段式”结构痕迹较为明显，即按基础课、专业基础课和专业课的模式构成课程体系。这种课程模式以理论知识教学为中心，对学生实践能力和职业技能的养成十分不利。2006年教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》强调职业院校要培养高素质技能型专门人才，因此，培养学生的职业能力是高等职业教育的首要任务，能力本位是高等职业教育的本质特征。本文结合我校实际，介绍能力本位应用于我校高职FPGA课程的教学改革实践。
一、能力本位构建思路
能力本位职业教育是一种以满足企业需求、职业能力培养为主的职业教育。它以全面分析职业角色活动为出发点，以提供产业界和社会对培训对象履行岗位职责所需要的能力为基本原则，核心是如何使学员具备从事某一职业所必需的职业能力。较之传统的职业教育，能力本位职业教育提高了产业界在开发职业教育课程、进行职业教学中的介入程度。课程教学内容的选择、教学方法的采用、教学组织的形式等都以受教育者的能力养成作为最终的落脚点和成功与否的评判依据。
按照能力本位思路来构建课程首先必须明确技能培养方向。能力本位强调 “施技于人”的课程理念，通过学习训练，使其掌握的技能能为人力资源市场提供需求。因此，基于能力本位课程的改革，必须搞清楚我们的学生是输入到哪个人才细分市场的?需要考核什么样的技能?通过对这个市场的调研和考察，明确课程培养目标，采用对应的教学体系和教学手段，这是课改的第一步。按照能力本位思路来构建课程还需要明确学生对授课方式偏好的取向。学习的主体是学生，他们以个人及其明显的偏好，来判断教师授课方式和手段的好与坏。调查学生对教师授课方式的偏好倾向，是实践性课改的一个关键环节。在做好以上2个环节的准备后，就可以进行教材的改革，即技能的梳理、整合、与定位，然后进行教学大纲的改革：分析技能，明确任务与项目，以可操作性的语言描述运作过程，形成可实施的课程教学大纲。接下来就是教学过程的设计，要把理论、实践、考核要素统一到教学过程的设计中来，采取尽可能标准化的方法或手段来完成教学任务，同时，为了能够顺利实施教学过程设计，要进行配套的资源建设和实践教学条件的开发，对上课空间的安排，人数的控制，上课质量的考核要给与制度的保证。
图1：应用能力本位构建课程的思路
二、我校FPGA课程的构建
FPGA技术是现代电子技术人员必须掌握的方法，是电子信息工程技术专业技术人员的重要职业能力。本课程作为一门以现代电子技术设计自动化技术为主要内容的课程，在培养学生从是电子信息领域所需的知识和技能方面承担了重要作用。本课程重点解决电子产品开发设计的FPGA技术应用技能训练，预期达到《小规模电子产品开发设计岗位考核标准》中FPGA技术开发应用岗位。通过市场调查分析结合高职学生的特征，我们把FPGA课程定位为使学生掌握FPGA设计流程，掌握相关开发工具的使用；掌握VHDL语言的初级开发能力，能够进行小规模RTL设计；掌握FPGA在线逻辑分析仪SignalTap，使学员具有一定的FPGA设计能力，且能够解决FPGA设计中遇到的一般问题。FPGA课程的主要知识点为FPGA器件及FPGA配置、设计软件(Quartus Ⅱ软件)的使用、硬件描述语言(VHDL)、复杂VHDL设计；主要培养的职业能力为FPGA最小系统的设计制作、Quartus Ⅱ软件使用、基于FPGA的小型电子系统的开发应用。
在以“能力为本位”的现代职业教育思想指导下，开发和构建新的职业教育课程体系，以项目课程开发为中心，结合相关的职业标准，实现上叙课程目标，我校构建了如图2所示的课程体系。在教学模式上，采取真实典型小规模电子系统的实际开发设计过程式的项目教学，教学内容的组织与安排与基于FPGA开发设计中小规模电子系统的工作过程高度一致。教学内容的组织与安排按照实际项目工作过程，沿工作过程展开模块化教学。在课程实施中改革教学方法和手段，融“教、学、做”为一体，强化学生能力的培养。课求选准典型电子产品作为课程载体，使专业理论教学从真实应用对象出发，增加学生的学习兴趣与理论教学的针对性。
图2 课程总体安排图
三、每模块要求达到的能力标准及要求（节选）
模块1：FPGA最小系统的设计制作训练（技能要求）
FPGA最小系统的设计制作训练（知识要求）
能力训练项目 能力训练子项目 拟实现的能力目标 技能训练操作依据 训练方式手段及步骤
FPGA最小系统的设计制作训练 FPGA最小系统电路设计 能够根据器件手册设计出FPGA的最小系统 FPGA器件使用手册 设计样例、图片、学生利用PROTEL软件设计。
FPGA最小系统电源电路设计 能够根据器件手册设计出适合FPGA的电源 FPGA器件使用手册 设计样例、讲述FPGA器件对电源的要求，学生设计。
FPGA最小系统配置电路的设计 能够设计JTAG接口电路和AS接口电路，会正确使用配置芯片 IEEE1149.1-1990（JTAG标准） 设计样例、图片、讲述标准，学生利用PROTEL软件设计。
主要理论知识 EDA技术基础 FPGA器件 FPGA配置知识
知识细分 ①EDA技术的含义
②EDA技术的主要内容
③面向FPGA的设计流程
④面向FPGA的常用开发工具 ①FPGA的结构及工作原理
②Cyclone系列低端FPGA简介
③FPGA和CPLD的开发应用选择 ①FPGA最小系统
②下载电缆
③配置与编程模式
④配置方式
教学过程组织：
以工作过程为导向，设计出学习情境表，对本情境的学习目标、学习内容、建议教学方法等为依据，设计学习情境实施过程中需要的各种教学资料。主要为辅助教师进行教学的教学资源如学习情境授课说明、多媒体资料等和帮助学生完成学习的参考资料如学习资料、工艺文件、习题库等以及保证整个教学按照工作过程为导向的方式顺利进行的教学过程资料如引导文、检查单、评价表等。在教学方法上，不拘泥于某几种教学方法，而是根据学生的个性特征及教师的教学特点，允许教师百花齐放，运用各种各样的教学方法达到教学的目的。已经采用的主要教学方法有：头脑风暴法：在项目开始时，让学生各抒己见，引起其学习兴趣；角色扮演法：让学生在项目实施的过程中担任不同的角色，合理分工，提高其工作责任心和学习效率；引导文法：以下发引导文的方式，引导学生一步步完成项目。在教学组织上，采用学习小组的组织方式，我们将班级的学生分成3－4人一组，每个学习小组选出一位组长，组长负责各组的项目组织与管理，老师进行整个项目的项目组织、日常考勤、过程监控、反馈处理，以及产品试制、技术咨询、故障处理、质量控制，强化学生的自我管理能力和组织能力、锻炼学生的合作、沟通能力和责任心，也减轻了老师的管理难度。
参考文献：
[1]孙宏艳.能力本位授课的教学改革研究[J]. 教育与职业,2010,(14).
[2]苑敏,苏英志.行为导向教学法在专业课中的应用[J].教育与职业,2008,(8).
[3] 马志强，张德兴，孔昭煜. FPGA课程教学改革研究 [J].中国校外教育,2009,(8).
关键词：FPGA 能力本位 课程模式
自1999年实行高校扩招政策以来，我国高职院校的办学规模迅速扩大，高职教育迎来我国历史上最好的发展机遇。但由于办学历史短，我国高职教育现行的课程模式沿用普通高等教育普遍应用的“三段式”结构痕迹较为明显，即按基础课、专业基础课和专业课的模式构成课程体系。这种课程模式以理论知识教学为中心，对学生实践能力和职业技能的养成十分不利。2006年教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》强调职业院校要培养高素质技能型专门人才，因此，培养学生的职业能力是高等职业教育的首要任务，能力本位是高等职业教育的本质特征。本文结合我校实际，介绍能力本位应用于我校高职FPGA课程的教学改革实践。
一、能力本位构建思路
能力本位职业教育是一种以满足企业需求、职业能力培养为主的职业教育。它以全面分析职业角色活动为出发点，以提供产业界和社会对培训对象履行岗位职责所需要的能力为基本原则，核心是如何使学员具备从事某一职业所必需的职业能力。较之传统的职业教育，能力本位职业教育提高了产业界在开发职业教育课程、进行职业教学中的介入程度。课程教学内容的选择、教学方法的采用、教学组织的形式等都以受教育者的能力养成作为最终的落脚点和成功与否的评判依据。
按照能力本位思路来构建课程首先必须明确技能培养方向。能力本位强调 “施技于人”的课程理念，通过学习训练，使其掌握的技能能为人力资源市场提供需求。因此，基于能力本位课程的改革，必须搞清楚我们的学生是输入到哪个人才细分市场的?需要考核什么样的技能?通过对这个市场的调研和考察，明确课程培养目标，采用对应的教学体系和教学手段，这是课改的第一步。按照能力本位思路来构建课程还需要明确学生对授课方式偏好的取向。学习的主体是学生，他们以个人及其明显的偏好，来判断教师授课方式和手段的好与坏。调查学生对教师授课方式的偏好倾向，是实践性课改的一个关键环节。在做好以上2个环节的准备后，就可以进行教材的改革，即技能的梳理、整合、与定位，然后进行教学大纲的改革：分析技能，明确任务与项目，以可操作性的语言描述运作过程，形成可实施的课程教学大纲。接下来就是教学过程的设计，要把理论、实践、考核要素统一到教学过程的设计中来，采取尽可能标准化的方法或手段来完成教学任务，同时，为了能够顺利实施教学过程设计，要进行配套的资源建设和实践教学条件的开发，对上课空间的安排，人数的控制，上课质量的考核要给与制度的保证。
图1：应用能力本位构建课程的思路
二、我校FPGA课程的构建
FPGA技术是现代电子技术人员必须掌握的方法，是电子信息工程技术专业技术人员的重要职业能力。本课程作为一门以现代电子技术设计自动化技术为主要内容的课程，在培养学生从是电子信息领域所需的知识和技能方面承担了重要作用。本课程重点解决电子产品开发设计的FPGA技术应用技能训练，预期达到《小规模电子产品开发设计岗位考核标准》中FPGA技术开发应用岗位。通过市场调查分析结合高职学生的特征，我们把FPGA课程定位为使学生掌握FPGA设计流程，掌握相关开发工具的使用；掌握VHDL语言的初级开发能力，能够进行小规模RTL设计；掌握FPGA在线逻辑分析仪SignalTap，使学员具有一定的FPGA设计能力，且能够解决FPGA设计中遇到的一般问题。FPGA课程的主要知识点为FPGA器件及FPGA配置、设计软件(Quartus Ⅱ软件)的使用、硬件描述语言(VHDL)、复杂VHDL设计；主要培养的职业能力为FPGA最小系统的设计制作、Quartus Ⅱ软件使用、基于FPGA的小型电子系统的开发应用。
在以“能力为本位”的现代职业教育思想指导下，开发和构建新的职业教育课程体系，以项目课程开发为中心，结合相关的职业标准，实现上叙课程目标，我校构建了如图2所示的课程体系。在教学模式上，采取真实典型小规模电子系统的实际开发设计过程式的项目教学，教学内容的组织与安排与基于FPGA开发设计中小规模电子系统的工作过程高度一致。教学内容的组织与安排按照实际项目工作过程，沿工作过程展开模块化教学。在课程实施中改革教学方法和手段，融“教、学、做”为一体，强化学生能力的培养。课求选准典型电子产品作为课程载体，使专业理论教学从真实应用对象出发，增加学生的学习兴趣与理论教学的针对性。
图2 课程总体安排图
三、每模块要求达到的能力标准及要求（节选）
模块1：FPGA最小系统的设计制作训练（技能要求）
FPGA最小系统的设计制作训练（知识要求）
能力训练项目 能力训练子项目 拟实现的能力目标 技能训练操作依据 训练方式手段及步骤
FPGA最小系统的设计制作训练 FPGA最小系统电路设计 能够根据器件手册设计出FPGA的最小系统 FPGA器件使用手册 设计样例、图片、学生利用PROTEL软件设计。
FPGA最小系统电源电路设计 能够根据器件手册设计出适合FPGA的电源 FPGA器件使用手册 设计样例、讲述FPGA器件对电源的要求，学生设计。
FPGA最小系统配置电路的设计 能够设计JTAG接口电路和AS接口电路，会正确使用配置芯片 IEEE1149.1-1990（JTAG标准） 设计样例、图片、讲述标准，学生利用PROTEL软件设计。
主要理论知识 EDA技术基础 FPGA器件 FPGA配置知识
知识细分 ①EDA技术的含义
②EDA技术的主要内容
③面向FPGA的设计流程
④面向FPGA的常用开发工具 ①FPGA的结构及工作原理
②Cyclone系列低端FPGA简介
③FPGA和CPLD的开发应用选择 ①FPGA最小系统
②下载电缆
③配置与编程模式
④配置方式
教学过程组织：
以工作过程为导向，设计出学习情境表，对本情境的学习目标、学习内容、建议教学方法等为依据，设计学习情境实施过程中需要的各种教学资料。主要为辅助教师进行教学的教学资源如学习情境授课说明、多媒体资料等和帮助学生完成学习的参考资料如学习资料、工艺文件、习题库等以及保证整个教学按照工作过程为导向的方式顺利进行的教学过程资料如引导文、检查单、评价表等。在教学方法上，不拘泥于某几种教学方法，而是根据学生的个性特征及教师的教学特点，允许教师百花齐放，运用各种各样的教学方法达到教学的目的。已经采用的主要教学方法有：头脑风暴法：在项目开始时，让学生各抒己见，引起其学习兴趣；角色扮演法：让学生在项目实施的过程中担任不同的角色，合理分工，提高其工作责任心和学习效率；引导文法：以下发引导文的方式，引导学生一步步完成项目。在教学组织上，采用学习小组的组织方式，我们将班级的学生分成3－4人一组，每个学习小组选出一位组长，组长负责各组的项目组织与管理，老师进行整个项目的项目组织、日常考勤、过程监控、反馈处理，以及产品试制、技术咨询、故障处理、质量控制，强化学生的自我管理能力和组织能力、锻炼学生的合作、沟通能力和责任心，也减轻了老师的管理难度。
参考文献：
[1]孙宏艳.能力本位授课的教学改革研究[J]. 教育与职业,2010,(14).
[2]苑敏,苏英志.行为导向教学法在专业课中的应用[J].教育与职业,2008,(8).
[3] 马志强，张德兴，孔昭煜. FPGA课程教学改革研究 [J].中国校外教育,2009,(8).