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关键词：CDIO;微项目;教学法;EDA
1绪论
CDIO工程教育模式是指构思（conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），是欧美20多年来工程教育改革理念的继承和发展。CDIO是产品导向的教育指导原则，它以产品从研发到运行的整个生命周期为载体，注重课程之间的有机联系，让学生以主动的、实践的方式学习工程知识。
微型项目驱动教学法实质上是一种探究性的学习模式，在项目驱动教学法的基础上，以知识点为出发点，学生层次化学习为目标，将原本的项目进行细分，融入微型实验项目中，从简到难，知识点逐层递推，让学生主动学习，并在教师引导下，独立而快速地完成实验项目，提升对知识的应用能力。同时培养学生个人思考问题的能力，积极推进学生参与学科竞赛，培养解决实际工程项目及团队协作的能力。
“EDA技术”是我校信息学科电类专业很重要的应用性专业课，是在学生具备了电类基础知识之后，系统学习数字系统设计思想及方法的一个重要教学环节，是一门实践性很强的课程。它是现代电子设计技术的核心，依赖功能强大的计算机，在EDA软件平台上，以硬件描述语言为表达方式，以大规模可编程逻辑器件为设计载体，培养学生掌握电子设计自动化自顶向下设计方法及电路设计能力，提升创新意识、创新能力和实践技能。
2 CDIO导向的微项目驱动教学法的构建
2.1基本情况
传统的“自下而上”教学方式，对于EDA技术而言，是先讲HDL语言的语法后实验，这种方法往往是学生明确了语法应用的要素，但实际编程完成具体项目时，却不知如何下手。这种方法使学生处于被动，知识的主动权完成掌握在教师手中，学生很难化被动为主动。而采用CDIO微型项目驱动教学法，将教学大纲规定的知识点渗透進若干个微型项目中，采用“倒叙式”授课方式，先整体后局部，以简单而典型的设计示例和电路模型为例，从具体电路和实用背景下引出相关的语言现象和语句规则，并加以深入浅出的说明，同时以CDIO工程项目教学方式，辅以与知识点相关的微型项目加深学习，使学生能迅速了解并掌握HDL语言与逻辑电路问的基本关系，降低学习难度的同时，能更早进入数字系统工程设计经验的积累和能力提高阶段，真正做到“用什么，学什么”。
我校是一所地方性的普通民办本科院校，学院建有的FPGA实训室是通过实验箱的验证来完成相关实训项目，如LED跑马灯实验、4位七段数码管制作自动计时器实验、按键实验、蜂鸣器实现8个乐音实验、串口通信实验等。为实施微项目教学法、提高学习效率与效果，完成更多的微型项目，对整体教学进行重新设计，结合实验环境及设备，将CDIO工程教学理念融入其中，以产品为导向，从构思到运作，设计符合学生需求的微项目，潜移默化地让学生接受新知识。 2.2三层式体系结构 在微项目设计时，按知识体系的递进，构建“层次式”“阶梯式”的EDA技术设计项目，具体层次要求如下：
（1）基础层。根据人才培养方案的修改，该课程将理论与实验相结合的模式改为全程实验室教学，教师以典型的数字电路为切入点，采用自上而下的授课方式讲授一部分知识，学生根据所讲内容及授课教师布置的与知识点相关的微型项目，即一个个子程序、子项目，边学边做，将理论与实践相结合，淡化实验个数概念，从而掌握EDA的基础知识。
（2）应用层。在基础层微型项目的基础上，将各子程序、子项目进行融合，每个工程项目至少两个及以上的子模块，进行工程项目的整体，完成一个项目的综合设计，实现从局部到整体的融合，从而掌握EDA自顶向下的设计技术，将实践与工程实际接轨，充分发挥学生的主观能动性。
（3）创新层。通过基础层与应用层的实践启发，教师可根据教学大纲要求，以及学生层次，由简到繁，实验项目逐级递推。以学生团队为对象，划分实验项目子模块，分模块进行开发设计。同时鼓励学生自制电子作品，参加与学科相关的竞赛，拔高设计层次，真正做到理论与实践相结合，从何提升创新意识以及与团队协作的能力。亦可申报校级大学生科研项目，开展工程项目全过程的实施，检验创新成果与理论知识。在创新层的项目法实施过程中，真正做到“以学生为主”。
《EDA技术》具体实施的微项目设计如下表所示：
3 CDIO导向的微项目驱动教学法的实施
3.1 CDIO导向的微项目驱动教学法阶段性设计
我校2013版人才培养方案中，EDA技术课程共计48学时，后期还有32学时数字系统设计课程，两者实际是一体的。2016版人才培养方案修订时，考虑到课程的工程性和实践性，将课程名更改为“电子设计自动化”，并将理论+实验的教学模式更改为32学时独立设置实验课，真正地做到以学生为中心，在“做”中学，在“学”中做，并在授课时将CDIO工程教学理念融入其中，克服了传统教学相对脱节的缺陷。同时将微型项目融入理论教学与实验教学中，通过项目导出知识点，更容易让学生接受和掌握，也防止理论知识与实践知识割裂，学生能当堂消化知识点并实际动手完成相应的微项目。
由于我校为民办高校，学生基础薄弱，编程能力差，故而，实施过程中，先基础后综合，由教师先简要介绍EDA技术中CPLD、FPGA等可编程逻辑器件的硬件结构、Verilog硬件编程语言，让学生对EDA设计有个初步的认识，并能动手编写简单的微项目。从第5周开始，实验层次升级，从基础层向应用层转化，同时要求学生可以增加自己的创新思想，逐步培养创新思维能力。整个学期共完成4个项目，后期的数字系统设计学习中再完成4个项目，两门课程共计8个项目。每个项目按照CDIO工程培养模式，按构思、设计、实现和运作4阶段展开，每个阶段2个学时。前期基础性实验要求每个学生独立完成，后期应用层和创新层实验分组完成，培养学生团队协作能力。
每个实验项目按照CDIO产品周期过程，分四阶段完成，分别为： 构思阶段：以项目为授课出发点，以学生要掌握的理论知识、实践能力为要求，每个项目先提出实验具体要求，再通过经简单而典型的Verilog HDL设计示例和电路模型，从具体电路和实用背景下引出相关的知识点和编程规则，并加以深入浅出的说明，逐步细化项目内容。由于民办高校生源质量相对不高，基础较薄弱，故而增加项目任务要求，学生根据自己掌握的程度，结合自己的兴趣爱好和能力，根据QUARTUSⅡ软件开发流程，设计好自己的编程算法，并动手编程实施，这种“圆心固定，半径自定”的方式适用于学生间差距明显的一般民办本科院校。 设计阶段：学生结合授课教师所讲相关知识点以及实验项目任务要去，查找资料，用Verilog或VHDL编写程序代码，采用QuartusⅡ软件编译源程序，并下载到开发板进行硬件调试。实验期间，教师做好组织，及时回答学生提出的问题，并根据课堂进度，对个别有困难的学生进行重点指导。
实施阶段：分析实验结果，找出不足点，进一步进行调试，测试软硬件。同时与小组成员进行相互讨论，完善项目任务，加入创新设计，编写实验报告，送交教师进行考核。
运行阶段：组织学生进行经验交流，将好的作品进行现场展示，在交流过程中，由学生提出设计中的好与不足，并对不足点提出解决方案，放手将课堂交给学生，最后教师进行总结，对做得好的学生进行表扬奖励。
3.2 CDIO导向的微項目驱动教学法教学过程
（1）线下教学方法。在线下授课过程中以较为简单的硬件描述语言Verilog HDL作为学习语言，采用“倒叙”方式进行授课，即先给出相应的示例程序，让学生观察发现其中的规律及语法特点。通过这种自己找语法特征的方法，学生更易接受，掌握的也更牢固。同时根据实验项目和各实验项目中微项目的设计，教师在授课时对每个微项目中的知识进行切块，细化知识点，建设教学资源包，利用学生具体微项目实施中的图片、仿真结果、作品视频讲解等方式丰富泛雅平台线上教学资源包，为学生课前预习以及课后复习提供网络资源。
（2）线上资源建设。线上教学资源的建设是学生进一步扩展和加深学习的有效措施。故而授课教师利用我校泛雅网络教学平台，建立EDA技术线上课程资源，将比VerilogHDL语言运用更广泛的VHDL语言知识、相关EDA技术的扩展知识点、典型案例、实验环境、实验项目等资源收集和整理，同步上传至平台，供学生进行课后知识点的扩展及能力的提升，同时优选资源，为学生提供技术前沿网站，让学生了解本领域的最新动态，学习和掌握更多课程所涉及的知识点，并能在课前自主构架实施微项目的设计方案，课上时能对设计方案的疑惑提出问题，授课教师将针对具体问题让同学们分小组讨论，并找出最终解决方案，老师也能定向指导，将有更多的精力和时间来关注动手能力差、基础薄弱的学生，保证教学的正常运行及效果的整体提升。
（3）线上线下混合的探索。2020年高校教师纷纷投身线上教学，并在一段时间的线上教学实验之后，取得了积极成效。但线上教学仍存在很多的不足，比如说线上直播高峰时期的网络拥堵、信号差、在线软件的互动性差等原因，让线上教学的效果大打折扣。线上教学让高校教师发现其优势，让高校教师发现自身的不足，同时也将线上线下混合教学的方式探索推人高潮。当代的高等教育，互联网作为快速崛起的新动能，深刻改变教育领域，网络突破了时空的界限，呈现方式也是丰富多样，为教学质量的提升带来了重大机遇，需要高校教师转变自身的职能，将线上线下进行有效融合，发挥线上及线下教学的优势，将成为教育新常态，EDA技术教学也会向此模式发展。
4结语
采用CDIO导向的微项目驱动教学法，学生以产品为导向，按照产品生命的四阶段来注意思考和分析问题，将所学知识点和实践融合，与企业对接，让基础薄弱、动手能力差的同学在老师的引导下，与同学们积极探讨，逐步熟悉各微项目所要达到的目的要求，提升项目完成成就感，从而建立学生学习自信心;让学习能力相对较强的同学，结合线上资源，提前完成设计方案，在课上时针对不懂问题有效解决，同时能拓展思路，更新设计方法，利用有效的课程时间实践更多创新想法。在《EDA技术》采用CAIO导向的微项目驱动教学法，将知识点进行拆分，整合成一个个微项目，有利于民办高校学生能力不足的弱点，能让“以学生为主”的课堂充分体现出学生的主体作用，让学生交“学”与“做”有效融合，在“做”中“学”，在“学”中“做”，同时将项目分层次，分阶段完成，更好地培养学生独立思考、团队协作的能力及相应的工程意识。
1绪论
CDIO工程教育模式是指构思（conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），是欧美20多年来工程教育改革理念的继承和发展。CDIO是产品导向的教育指导原则，它以产品从研发到运行的整个生命周期为载体，注重课程之间的有机联系，让学生以主动的、实践的方式学习工程知识。
微型项目驱动教学法实质上是一种探究性的学习模式，在项目驱动教学法的基础上，以知识点为出发点，学生层次化学习为目标，将原本的项目进行细分，融入微型实验项目中，从简到难，知识点逐层递推，让学生主动学习，并在教师引导下，独立而快速地完成实验项目，提升对知识的应用能力。同时培养学生个人思考问题的能力，积极推进学生参与学科竞赛，培养解决实际工程项目及团队协作的能力。
“EDA技术”是我校信息学科电类专业很重要的应用性专业课，是在学生具备了电类基础知识之后，系统学习数字系统设计思想及方法的一个重要教学环节，是一门实践性很强的课程。它是现代电子设计技术的核心，依赖功能强大的计算机，在EDA软件平台上，以硬件描述语言为表达方式，以大规模可编程逻辑器件为设计载体，培养学生掌握电子设计自动化自顶向下设计方法及电路设计能力，提升创新意识、创新能力和实践技能。
2 CDIO导向的微项目驱动教学法的构建
2.1基本情况
传统的“自下而上”教学方式，对于EDA技术而言，是先讲HDL语言的语法后实验，这种方法往往是学生明确了语法应用的要素，但实际编程完成具体项目时，却不知如何下手。这种方法使学生处于被动，知识的主动权完成掌握在教师手中，学生很难化被动为主动。而采用CDIO微型项目驱动教学法，将教学大纲规定的知识点渗透進若干个微型项目中，采用“倒叙式”授课方式，先整体后局部，以简单而典型的设计示例和电路模型为例，从具体电路和实用背景下引出相关的语言现象和语句规则，并加以深入浅出的说明，同时以CDIO工程项目教学方式，辅以与知识点相关的微型项目加深学习，使学生能迅速了解并掌握HDL语言与逻辑电路问的基本关系，降低学习难度的同时，能更早进入数字系统工程设计经验的积累和能力提高阶段，真正做到“用什么，学什么”。
我校是一所地方性的普通民办本科院校，学院建有的FPGA实训室是通过实验箱的验证来完成相关实训项目，如LED跑马灯实验、4位七段数码管制作自动计时器实验、按键实验、蜂鸣器实现8个乐音实验、串口通信实验等。为实施微项目教学法、提高学习效率与效果，完成更多的微型项目，对整体教学进行重新设计，结合实验环境及设备，将CDIO工程教学理念融入其中，以产品为导向，从构思到运作，设计符合学生需求的微项目，潜移默化地让学生接受新知识。 2.2三层式体系结构 在微项目设计时，按知识体系的递进，构建“层次式”“阶梯式”的EDA技术设计项目，具体层次要求如下：
（1）基础层。根据人才培养方案的修改，该课程将理论与实验相结合的模式改为全程实验室教学，教师以典型的数字电路为切入点，采用自上而下的授课方式讲授一部分知识，学生根据所讲内容及授课教师布置的与知识点相关的微型项目，即一个个子程序、子项目，边学边做，将理论与实践相结合，淡化实验个数概念，从而掌握EDA的基础知识。
（2）应用层。在基础层微型项目的基础上，将各子程序、子项目进行融合，每个工程项目至少两个及以上的子模块，进行工程项目的整体，完成一个项目的综合设计，实现从局部到整体的融合，从而掌握EDA自顶向下的设计技术，将实践与工程实际接轨，充分发挥学生的主观能动性。
（3）创新层。通过基础层与应用层的实践启发，教师可根据教学大纲要求，以及学生层次，由简到繁，实验项目逐级递推。以学生团队为对象，划分实验项目子模块，分模块进行开发设计。同时鼓励学生自制电子作品，参加与学科相关的竞赛，拔高设计层次，真正做到理论与实践相结合，从何提升创新意识以及与团队协作的能力。亦可申报校级大学生科研项目，开展工程项目全过程的实施，检验创新成果与理论知识。在创新层的项目法实施过程中，真正做到“以学生为主”。
《EDA技术》具体实施的微项目设计如下表所示：
3 CDIO导向的微项目驱动教学法的实施
3.1 CDIO导向的微项目驱动教学法阶段性设计
我校2013版人才培养方案中，EDA技术课程共计48学时，后期还有32学时数字系统设计课程，两者实际是一体的。2016版人才培养方案修订时，考虑到课程的工程性和实践性，将课程名更改为“电子设计自动化”，并将理论+实验的教学模式更改为32学时独立设置实验课，真正地做到以学生为中心，在“做”中学，在“学”中做，并在授课时将CDIO工程教学理念融入其中，克服了传统教学相对脱节的缺陷。同时将微型项目融入理论教学与实验教学中，通过项目导出知识点，更容易让学生接受和掌握，也防止理论知识与实践知识割裂，学生能当堂消化知识点并实际动手完成相应的微项目。
由于我校为民办高校，学生基础薄弱，编程能力差，故而，实施过程中，先基础后综合，由教师先简要介绍EDA技术中CPLD、FPGA等可编程逻辑器件的硬件结构、Verilog硬件编程语言，让学生对EDA设计有个初步的认识，并能动手编写简单的微项目。从第5周开始，实验层次升级，从基础层向应用层转化，同时要求学生可以增加自己的创新思想，逐步培养创新思维能力。整个学期共完成4个项目，后期的数字系统设计学习中再完成4个项目，两门课程共计8个项目。每个项目按照CDIO工程培养模式，按构思、设计、实现和运作4阶段展开，每个阶段2个学时。前期基础性实验要求每个学生独立完成，后期应用层和创新层实验分组完成，培养学生团队协作能力。
每个实验项目按照CDIO产品周期过程，分四阶段完成，分别为： 构思阶段：以项目为授课出发点，以学生要掌握的理论知识、实践能力为要求，每个项目先提出实验具体要求，再通过经简单而典型的Verilog HDL设计示例和电路模型，从具体电路和实用背景下引出相关的知识点和编程规则，并加以深入浅出的说明，逐步细化项目内容。由于民办高校生源质量相对不高，基础较薄弱，故而增加项目任务要求，学生根据自己掌握的程度，结合自己的兴趣爱好和能力，根据QUARTUSⅡ软件开发流程，设计好自己的编程算法，并动手编程实施，这种“圆心固定，半径自定”的方式适用于学生间差距明显的一般民办本科院校。 设计阶段：学生结合授课教师所讲相关知识点以及实验项目任务要去，查找资料，用Verilog或VHDL编写程序代码，采用QuartusⅡ软件编译源程序，并下载到开发板进行硬件调试。实验期间，教师做好组织，及时回答学生提出的问题，并根据课堂进度，对个别有困难的学生进行重点指导。
实施阶段：分析实验结果，找出不足点，进一步进行调试，测试软硬件。同时与小组成员进行相互讨论，完善项目任务，加入创新设计，编写实验报告，送交教师进行考核。
运行阶段：组织学生进行经验交流，将好的作品进行现场展示，在交流过程中，由学生提出设计中的好与不足，并对不足点提出解决方案，放手将课堂交给学生，最后教师进行总结，对做得好的学生进行表扬奖励。
3.2 CDIO导向的微項目驱动教学法教学过程
（1）线下教学方法。在线下授课过程中以较为简单的硬件描述语言Verilog HDL作为学习语言，采用“倒叙”方式进行授课，即先给出相应的示例程序，让学生观察发现其中的规律及语法特点。通过这种自己找语法特征的方法，学生更易接受，掌握的也更牢固。同时根据实验项目和各实验项目中微项目的设计，教师在授课时对每个微项目中的知识进行切块，细化知识点，建设教学资源包，利用学生具体微项目实施中的图片、仿真结果、作品视频讲解等方式丰富泛雅平台线上教学资源包，为学生课前预习以及课后复习提供网络资源。
（2）线上资源建设。线上教学资源的建设是学生进一步扩展和加深学习的有效措施。故而授课教师利用我校泛雅网络教学平台，建立EDA技术线上课程资源，将比VerilogHDL语言运用更广泛的VHDL语言知识、相关EDA技术的扩展知识点、典型案例、实验环境、实验项目等资源收集和整理，同步上传至平台，供学生进行课后知识点的扩展及能力的提升，同时优选资源，为学生提供技术前沿网站，让学生了解本领域的最新动态，学习和掌握更多课程所涉及的知识点，并能在课前自主构架实施微项目的设计方案，课上时能对设计方案的疑惑提出问题，授课教师将针对具体问题让同学们分小组讨论，并找出最终解决方案，老师也能定向指导，将有更多的精力和时间来关注动手能力差、基础薄弱的学生，保证教学的正常运行及效果的整体提升。
（3）线上线下混合的探索。2020年高校教师纷纷投身线上教学，并在一段时间的线上教学实验之后，取得了积极成效。但线上教学仍存在很多的不足，比如说线上直播高峰时期的网络拥堵、信号差、在线软件的互动性差等原因，让线上教学的效果大打折扣。线上教学让高校教师发现其优势，让高校教师发现自身的不足，同时也将线上线下混合教学的方式探索推人高潮。当代的高等教育，互联网作为快速崛起的新动能，深刻改变教育领域，网络突破了时空的界限，呈现方式也是丰富多样，为教学质量的提升带来了重大机遇，需要高校教师转变自身的职能，将线上线下进行有效融合，发挥线上及线下教学的优势，将成为教育新常态，EDA技术教学也会向此模式发展。
4结语
采用CDIO导向的微项目驱动教学法，学生以产品为导向，按照产品生命的四阶段来注意思考和分析问题，将所学知识点和实践融合，与企业对接，让基础薄弱、动手能力差的同学在老师的引导下，与同学们积极探讨，逐步熟悉各微项目所要达到的目的要求，提升项目完成成就感，从而建立学生学习自信心;让学习能力相对较强的同学，结合线上资源，提前完成设计方案，在课上时针对不懂问题有效解决，同时能拓展思路，更新设计方法，利用有效的课程时间实践更多创新想法。在《EDA技术》采用CAIO导向的微项目驱动教学法，将知识点进行拆分，整合成一个个微项目，有利于民办高校学生能力不足的弱点，能让“以学生为主”的课堂充分体现出学生的主体作用，让学生交“学”与“做”有效融合，在“做”中“学”，在“学”中“做”，同时将项目分层次，分阶段完成，更好地培养学生独立思考、团队协作的能力及相应的工程意识。