1. 引言
1.1. 研究背景
当前，我国高等教育正处于深刻的转型期。以《中国制造2025》、新一代人工智能发展规划等国家战略为牵引，“新工科”建设应运而生，其核心要义在于重塑工程教育体系，培养能够适应和引领新一轮科技革命与产业变革的卓越工程人才[1]。在此背景下，数量庞大的地方应用型高校作为我国高等教育体系的重要组成部分，承担着为区域经济社会发展培养高素质应用型、技术技能型人才的关键使命。然而，长期以来，许多地方应用型高校在发展过程中，不同程度地存在着“同质化”倾向：专业设置追逐热点，缺乏特色；课程体系沿用传统研究型大学模式，内容陈旧，体系庞杂；人才培养方案与区域产业需求匹配度不高，导致毕业生工程实践能力和岗位适应能力不足，难以满足产业转型升级对创新型人才的迫切需求[2]。
为了应对挑战，国内外高等工程教育界进行了大量的教学改革探索，其中，课程群建设与项目式学习(Project-Based Learning, PBL)成为两大主流改革路径。课程群旨在打破传统单门课程的壁垒，构建协同化的知识体系，促进知识的融会贯通[3]。而项目式学习则强调在解决真实、复杂问题的过程中驱动学生主动建构知识和提升综合能力。在电子信息领域，已有不少高校将二者结合，例如，部分顶尖高校探索了基于PBL的计算机系统能力课程群[4]，也有院校构建了面向人工智能或物联网等特定技术栈的模块化课程体系[5]。
然而，通过对现有文献的深入梳理可以发现，当前的改革实践在落地过程中仍普遍面临三大挑战，这构成了本研究力图破解的核心“痛点”：
(1) 整合层次较浅，存在“物理拼盘”而非“化学反应”的现象。许多课程群的建设在实践中仅止于将几门相关课程在培养方案中进行“打包”，或是在内容上进行简单的衔接，未能真正打破课程的“围墙”，将各课程的核心知识点进行深度的“打碎重构”。学生学到的依然是分立的知识模块，离形成解决复杂工程问题的系统性思维尚有距离。
(2) 项目驱动不足，存在“单点爆破”而非“体系化推进”的现象。大多数项目式学习被局限在某一门课程内部，成为该课程的“期末大作业”。这固然有其价值，但缺乏一个贯穿多门课程、难度逐步递进、技术不断迭代的项目群设计。这导致学生难以体验解决一个大型、复杂工程项目的全周期，跨课程知识的综合应用与迁移能力训练不足。
(3) 育人路径割裂，存在“三张皮”而非“一体化融合”的现象。课程教学(第一课堂)、学科竞赛(第二课堂)与创新实践(如“大创”项目，第三课堂)三者之间往往相互脱节。课程项目与竞赛题目关联不大，导致学生参赛能力准备不足；竞赛的优秀成果也难以有效反哺教学，或升华为更高水平的创新项目，未能形成一个系统化、螺旋式上升的人才培养闭环。
因此，如何打破同质化困局，走特色化、内涵式发展道路，构建一个知识深度重构、项目体系化递进、育人路径一体化闭环的人才培养新模式，成为地方应用型高校亟待破解的核心课题。
1.2. OBE理念的指导价值
为了系统性地解决上述传统教学模式中存在的诸多弊病，成果导向教育(Outcome-Based Education, OBE)这一先进教育理念为我们提供了根本性的方法论指导。OBE是一种以学生学习成果为导向的先进教育理念，它强调教育的目标是学生在完成学习过程后能够取得什么样的具体成果(知识、能力、素养)，并以此为中心，反向设计课程体系、教学过程和评价体系[6]。OBE理念的核心三要素是：明确的预期学习成果、围绕成果达成的教学设计与实施、以及验证成果达成度的评价机制[7]。其“反向设计、正向实施”的逻辑，为解决上述教学痛点提供了系统性的方法论指导。将OBE理念引入EDA教学改革，意味着：
(1) 从“教什么”转向“学生应会什么”：首先明确EDA行业需要毕业生具备哪些核心能力，以此作为课程群的终极培养目标。
(2) 从“课程为本”转向“项目为本”：打破课程壁垒，以能够体现综合能力的行业项目为载体，重构知识体系。
(3) 从“教师为中心”转向“学生为中心”：设计引导性、探究性的教学活动，激发学生自主学习和探索创新的内驱力。
1.3. 研究内容与意义
鉴于上述研究背景与现实挑战，本文以OBE理念为顶层设计的指导思想，依托巢湖学院电子科学与技术专业近年的教改实践，旨在构建并论证一套行之有效的“地方应用型高校EDA行业特色课程群构建模式”。本文将详细阐述该模式从目标定位、体系构建、教学实施到评价改革的完整闭环，并以详实的案例分析其在提升学生工程实践与创新能力方面的具体成效。
本研究的边际贡献与独特价值在于，它并非对OBE或PBL等单个理念的简单应用，而是针对当前工程教育改革中的具体“痛点”，提供了一个系统性的解决方案。其意义体现在以下三个方面：
(1) 整合深度的独特性：实现从“课程相加”到“知识重构”的跨越。
不同于传统课程群的简单叠加，本模式的核心在于“以EDA行业真实项目为牵引，对跨课程知识体系进行解构与重构”。我们并非简单地将《数字电子技术》《微机原理》和《EDA技术》等课程前后衔接，而是选取行业中的典型复杂项目(如“AD采样与显示系统”)，将其分解为一系列功能模块(如时钟管理、ADC驱动、VGA显示等)。再反向追溯实现这些模块所需的核心知识点，将原本分散在多门课程中的知识进行“打碎”和“重组”，围绕项目模块重新组织教学内容。这构建起一个以能力目标为导向的网状知识图谱，而非线性的课程列表，从而在根本上打破了课程壁垒，实现了知识的深度有机融合，有效回应了整合层次较浅的“痛点”。
(2) 育人路径的系统性：实现从“三线并行”到“一体化螺旋”的整合。
针对课程、竞赛、创新三者脱节的“痛点”，本模式最大的特色在于系统性地打通了第一、二、三课堂，构建了“课–赛–创”一体化、螺旋式上升的创新能力培养路径。具体而言：
① 以课育赛：课程群中的综合项目本身就是竞赛真题的“降维”或“简化”版本，为学生参与竞赛打下坚实的基础。
② 以赛促学：学科竞赛作为高强度的实战演练，其压力和荣誉感反过来驱动学生对课程知识进行更深入、更广泛的学习和应用。
③ 以创提质：竞赛中涌现的优秀学生和创新点，将被教师团队引导申报“大学生创新创业训练计划”项目，将技术难点提炼为科研课题，实现创新能力的再次升华，其成果又可以反哺课程，形成新的高级项目案例。
这一路径形成了一个课程、竞赛、创新三者相互哺育、循环递进的良性生态系统，系统性地解决了人才培养各环节割裂的问题。
(3) 实践层面的指导价值：为同类院校提供可借鉴的改革框架。
理论层面：本研究丰富和发展了OBE理念在地方应用型高校新工科专业建设中的应用理论，为课程群建设提供了系统化的模式参考。
实践层面：本文为同类院校进行电子信息类专业教学改革、打造专业特色、提升人才培养质量提供了一套可借鉴、可适配的实践方案，对深化产教融合、服务区域经济发展具有现实指导价值。
2. 相关理论与概念界定
2.1. OBE理念的内涵与核心要素
OBE理念最早起源于20世纪80年代的美国，现已成为《华盛顿协议》等国际工程教育专业认证体系的核心准则[8]。它并非一种具体的教学方法，而是一种强调“结果”的哲学思想和结构化框架。其核心要素包括：
(1) 预期学习成果：这是OBE的基石。成果是学生在完成一个教育项目(可以是一门课，也可以是整个学位)后，应该知道、能够做到以及珍视的价值观念。它必须是可观察、可测量的。在工程教育中，通常分解为毕业要求、课程目标等不同层次[9]。
(2) 反向设计：这是OBE的逻辑主线。传统的教育设计是“教材内容→教学活动→考核”，而OBE则是“预期学习成果(目标)→评价方式(如何证明已达成)→教学活动与内容(如何帮助学生达成)”。这种逻辑确保了所有教学活动都精确地服务于最终目标的达成。
(3) 学生中心：在OBE框架下，教师的角色从知识的灌输者转变为学习过程的设计者、引导者和促进者。教学的焦点在于如何创造环境和机会，让学生通过主动参与和实践来构建自己的知识和能力。
(4) 持续改进：OBE强调一个基于评价反馈的闭环质量保障体系。通过对学习成果达成度的持续监控和评价，分析教学过程中的优势与不足，从而不断优化培养目标、课程设置和教学方法，形成螺旋式上升的良性循环。
2.2. 课程群理论
课程群并非简单的课程堆砌，而是指将若干门具有内在逻辑关联、目标协同的课程，按照一定的结构组织起来，形成一个功能上相互支持、内容上相互渗透、结构上相互衔接的有机课程集合体[10]。其本质特征是“整合”与“协同”。与传统的单门课程相比，课程群建设的优势在于：
(1) 打破学科壁垒：促进相关学科知识的交叉与融合，帮助学生建立系统化的知识结构。
(2) 避免内容重复：通过统筹规划，精简冗余内容，优化教学时序，提高教学效率。
(3) 强化能力培养：能够围绕某一核心能力(如工程设计能力)，集中多门课程的力量进行系统化、递进式的训练。
(4) 促进团队协作：推动授课教师组成教学团队，进行集体备课和协同教学，提升整体教学水平。
2.3. EDA行业特色课程群的界定
结合OBE理念与课程群理论，本文所定义的“EDA行业特色课程群”，是指在OBE理念指导下，以服务区域EDA及相关产业的人才需求为导向，以培养学生解决复杂电子系统设计问题的综合能力为核心目标，通过整合《数字电子技术》《模拟电子技术》《信号与系统》《微机原理与接口技术》《EDA技术》《嵌入式系统设计》等多门核心课程，以行业真实项目为载体进行内容重构和实践教学的课程集合体。
其核心特征可以概括为：
(1) 目标上的“行业导向性”：课程群的知识、能力、素养目标直接对标EDA行业的岗位能力矩阵。
(2) 内容上的“项目整合性”：知识不再以“章–节”的线性结构呈现，而是以“项目–模块”的网状结构进行组织。
(3) 实施上的“实践一体化”：理论学习、软件仿真、硬件实现等环节在统一的教学流程和环境中无缝衔接。
(4) 评价上的“能力本位化”：考核的重点从知识的再现转向能力的生成与应用。
3. 基于OBE的EDA课程群构建模式的顶层设计
根据OBE“反向设计”的原则，EDA行业特色课程群的构建遵循“明确培养目标→重构课程体系→创新教学实践→改革评价方式”的逻辑路径。
3.1. 构建原则
该模式的构建基于以下四项基本原则：
(1) 成果导向原则：课程群的一切设计(内容、方法、评价)都必须服务于预设的学生毕业时应具备的工程能力和职业素养。
(2) 需求驱动原则：紧密追踪区域EDA、集成电路、物联网等产业的技术发展趋势和人才需求变化，动态调整课程群的知识结构和项目案例。
(3) 学生中心原则：教学设计必须充分考虑学生的认知规律和学习特点，创设激励学生主动探究、深度参与的学习环境。
(4) 系统整合原则：打破传统课程边界，将知识、能力、素养三大要素融于一体，实现课程群内部的高度协同和教学资源的优化配置。
3.2. 培养目标定位：明确“成果”是什么
这是构建模式的逻辑起点。通过对长三角地区，特别是安徽省内EDA相关企业(如芯片设计、智能硬件、工业自动化等)进行调研，并结合工程教育专业认证标准，我们将EDA课程群的最终培养目标分解为以下几个可衡量的核心能力点：
(1) 工程知识：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂电子系统设计问题。
(2) 问题分析：能够应用基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂电子系统设计问题，以获得有效结论。
(3) 设计/开发解决方案：能够设计针对复杂电子系统问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识。
(4) 研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得出合理有效的结论。
(5) 使用现代工具：能够针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具(如Quartus, Vivado, ModelSim, MATLAB等)和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟。
(6) 个人和团队：能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。
这些毕业要求将进一步分解到课程群的每一门课程和每一个教学环节中，形成具体的课程目标。
3.3. 课程体系重构：设计“达成成果”的路径
为达成上述目标，必须对传统的、以学科为中心的课程体系进行颠覆性重构，建立以项目为核心的模块化、一体化课程体系。这是课程体系重构的核心。我们摒弃了按课程逐门讲授的传统模式，采用“项目驱动、知识重组”的策略。
第一步：选取驱动项目
项目分为两个层次：
(1) 基础能力训练项目：旨在训练基础的硬件描述语言(HDL)编程和数字逻辑设计能力，如4位全加器、数码管译码与扫描显示、基于状态机的序列检测器等。这些项目源于传统课程的核心知识点，但以“小而全”的工程任务形式呈现。
(2) 行业应用综合项目：选取与区域产业紧密相关的综合性项目，如AD采样与显示系统、基于AXI-Lite总线的VGA/HDMI显示控制器、简易RISC-V处理器、简易图像处理/卷积加速器等。这些项目技术覆盖面广，涉及多门课程知识。
第二步：知识点分解与映射
将传统课程中的核心知识点进行分解，然后映射到驱动项目的各个功能模块中。以“AD采样与显示系统”综合项目为例，其知识映射关系如表1所示。
通过这种方式，学生不再是孤立地学习“什么是状态机”或“什么是SPI协议”，而是在“如何让系统响应按键并驱动ADC”的真实需求中，学习并应用这些知识，从而实现知识的内化与能力的生成。
为支撑项目化的知识体系，教学实践环境与流程也必须一体化。
(1) 环境一体化：将实验室升级为“项目工作室”，每组学生配备固定的工位，包含高性能计算机(安装EDA、MATLAB等软件)、FPGA开发平台、示波器、信号发生器等仪器设备，实现“软件仿真–硬件实现–系统调试”的无缝衔接。
Table 1. Example of knowledge modular integration for the “AD Sampling and Display System” project
表1. “AD采样与显示系统”项目的知识模块化整合示例
项目功能模块 |
所需核心知识点 |
来源传统课程 |
实践工具/平台 |
按键控制模块 |
按键消抖(延时/计数器法)、
边沿检测、多路输入选择 |
《数字电子技术》
《EDA技术》 |
Verilog HDL，
FPGA开发板 |
时钟系统模块 |
晶振原理、整数分频、小数分频(DCM/PLLIP核使用) |
《EDA技术》《FPGA设计》 |
Verilog HDL, FPGA IP Core |
ADC驱动模块 |
SPI/I2C通信协议、串并转换、
时序逻辑设计 |
《微机原理与接口技术》
《EDA技术》 |
Verilog HDL，
ADC芯片手册 |
数据处理模块 |
数字滤波算法(如均值滤波)、
数据缓存(RAM/FIFO) |
《信号与系统》
《数字信号处理》 |
MATLAB, Verilog HDL |
VGA显示模块 |
VGA时序原理(行场同步)、
颜色编码、字符/图像生成 |
《计算机组成原理》
《EDA技术》 |
Verilog HDL，
VGA接口 |
系统主控模块 |
有限状态机(FSM)设计、
多模块协同调度 |
《EDA技术》
《计算机体系结构》 |
Verilog HDL |
(2) 流程一体化：采用“边学–边练–边创”的教学流程。教师在课堂上讲解完一个模块所需的理论知识后，学生立即在工位上进行编码、仿真；仿真通过后，立即下载到FPGA开发板上进行硬件验证和调试。整个学习过程是一个不断“提出问题–学习知识–动手实践–解决问题”的迭代循环，彻底改变理论与实践割裂的状况。
另外，一个成功的课程群需要强大的管理体系作为支撑。
(1) 教学团队协同：组建由不同课程背景教师构成的“EDA课程群教学团队”，实行集体备课、协同授课。例如，讲授数字信号处理的教师可以参与指导项目中的滤波算法模块，讲授微机原理的教师可以参与指导时序与接口模块。
(2) “双师型”师资培养：建立常态化的教师下企业实践和企业工程师进课堂的“双向流动”机制，确保教学内容与行业前沿保持同步。
(3) 教学资源数字化：建设课程群专属的在线教学平台，集成教学大纲、PPT、微课视频、项目源码、仿真模型库、技术文档等资源，支持学生的泛在学习和自主探索。
3.4. 研究设计与方法
为科学评估本文所构建的“EDA行业特色课程群”模式的有效性，本研究采用行动研究法为基本范式，并结合实验研究中的历史对照方法，对教学改革的实践过程与成效进行系统评价。
3.4.1. 研究范式与对象
本研究是一项旨在解决教学实践问题的改革探索，因此采用“计划–行动–观察–反思”循环迭代的行动研究法。为评估改革成效，本研究采用非等组历史对照设计，具体研究对象如下：
实验组：巢湖学院电子科学与技术专业2020级与2021级全体学生，他们完整地接受了本课程群模式的教学。
历史对照组：同专业的2018级与2019级全体学生，他们接受的是改革前的传统教学模式。通过对比两组数据，评估改革带来的变化。
3.4.2. 数据收集与分析
为确保评价的全面性，本研究采用定量与定性相结合的混合方法收集数据：
(1) 定量数据收集与分析：
数据来源：学校教务管理系统、竞赛管理部门记录、毕业生就业数据库。
收集内容：收集改革前后两组学生在核心课程成绩(平均分、优秀率)、学科竞赛参与度与获奖等级、对口就业率等方面的数据。
分析方法：使用描述性统计呈现数据变化，并通过独立样本t检验等方法比较两组数据是否存在显著性差异，以评估改革的客观成效。
(2) 定性数据收集与分析：
数据来源：对实验组学生和授课教师的半结构化访谈、学生课程项目作品(如设计报告)的分析。
收集内容：深入了解师生对项目化教学、协同学习的体验、收获与挑战。
分析方法：采用内容分析法对访谈文本和学生作品进行编码与主题提炼，为量化结果提供丰富的过程性解释和佐证。
通过上述研究设计，本研究力求在真实的教学情境中，科学、透明地评估所构建模式的实施过程与实际成效，从而为研究结论的可靠性提供坚实支撑。
4. 构建模式的实践探索——以巢湖学院为例
巢湖学院电子科学与技术专业自2020年起，针对2020级和2021级学生，系统性地开展了基于OBE理念的EDA行业特色课程群教学改革试点。以下将从核心环节的实施、成效分析等方面，对该模式的实践过程进行详细阐述。
4.1. 实践背景与基础
巢湖学院作为一所地方应用型本科院校，始终以服务地方经济为己任。在改革前，本专业的EDA相关课程同样面临前述的普遍性问题。基于此，项目负责人陈初侠老师带领教学团队，在充分调研和论证的基础上，于2019年成功立项校级应用型课程开发项目，并于2022年获批省级教学研究项目，为本次系统性改革奠定了坚实的理论与实践基础。团队成员涵盖了EDA技术、微纳电子、电路系统等多个方向，职称结构合理，且具备丰富的指导学生竞赛和创新项目的经验，为改革的顺利实施提供了组织保障。
4.2. 核心教学环节的实施策略
(1) 设计递进式的项目体系
在实践中，我们遵循“由浅入深、由基础到综合”的原则，设计了递进式的项目体系。
① 大二学年：基础能力构建。以“数字逻辑设计与EDA基础”课程群模块为主，通过“数字密码锁”、“出租车计价器”等小型项目，让学生掌握Verilog HDL语言、Quartus软件使用、基本时序逻辑设计和有限状态机编程思想。
② 大三学年：综合能力提升。引入与行业应用相关的综合项目。以“基于FPGA的实时图像边缘检测系统”为例，其教学流程如下：
a. 任务发布与分解：教师发布项目总任务——设计一个能实时采集摄像头视频流，并对图像进行边缘检测后输出到VGA显示器的系统。引导学生将任务分解为：图像采集模块、数据缓存模块(DDR SDRAM)、边缘检测算法模块(如Sobel算子)、VGA显示控制模块等。
b. 知识赋能与自主探索：教师针对各模块的核心技术难点(如CMOS摄像头时序、DDR控制器IP核使用、Sobel算子并行化实现等)进行专题讲解，并提供相关技术文档和参考设计，鼓励学生以小组为单位进行自主学习和方案设计。
c. 中期检查与迭代优化：在项目进行到一半时，组织中期答辩。各小组汇报项目进展、遇到的问题和解决方案。教师和其他小组进行点评，提出改进建议。此环节重点考察学生分析和解决问题的能力。
d. 系统联调与成果展示：各小组完成模块设计后，进行系统集成和联合调试。这是对学生系统思维和调试能力的终极考验。最终，各小组需提交完整的设计报告、项目源码，并进行现场功能演示。
通过这种方式，学生在完成一个具有挑战性的真实项目中，不仅学会了多门课程的知识，更重要的是，学会了如何像一个工程师一样思考和工作。
(2) 构建以能力为导向的多元增值性评价体系
为匹配项目化教学，我们彻底改革了传统的评价方式，构建了以能力为导向的多元增值性评价体系。
① 评价构成：学生的最终成绩由多个部分构成，例如：过程考核占50% (包括出勤、课堂表现、阶段性模块设计与仿真)，期末综合项目占50% (包括设计报告20%、功能实现20%、答辩表现10%)。
② 增值性激励机制：
a.“以奖代考”：这是改革的一大亮点。我们鼓励学生将课程项目成果进一步优化，参加“全国大学生集成电路创新创业大赛”、“全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛”、“一带一路暨金砖国家技能发展与技术创新大赛”等高水平赛事。学生若在省级及以上竞赛中获奖，可凭获奖证书直接置换该课程群的相应学分，并获得高分。例如，省级一等奖可直接认定为95分。这一举措极大地激发了学生的学习热情和创新潜能。
b.“1 + N”证书激励：鼓励学生在学习过程中，考取Xilinx、Altera等公司或相关行业协会认证的工程师证书。获得证书者，可在课程总成绩中获得额外加分。
c.“以成果代考”：对于在项目中有重大创新、并能形成发明专利申请或高水平学术论文(如学生作为第一作者发表)的学生，经教学团队认定，可免于最终的答辩环节，直接评定为优秀。
这一评价体系的导向非常明确：分数不再是学习的终点，而是在追求更高层次能力和成果过程中的副产品。它奖励的不是记忆，而是创造。
(3) 形成“课–赛–创”一体化、螺旋式上升的创新能力培养路径
我们着力打通第一课堂(课程教学)、第二课堂(学科竞赛)和创新实践(大创项目)之间的壁垒，形成“课–赛–创”一体化、螺旋式上升的创新能力培养路径。
① 以“课”为基：课程群中的项目为学生参加竞赛和科研打下坚实的基础。课程项目本身就是竞赛题目的“降维”或“简化”版本。
② 以“赛”促学：学科竞赛成为课程教学的“试金石”和“催化剂”。竞赛的压力和荣誉感，驱使学生对课程知识进行更深入、更广泛的学习和应用。备赛过程本身就是一次高强度的项目实战。
③ 以“创”升华：对于在竞赛中涌现出的优秀学生和有创新潜力的“好苗子”，教师团队会积极引导他们将竞赛中的技术难点或创新点，提炼为科学问题，申报“大学生创新创业训练计划”项目。如“基于FPGA的RISC-CPU设计”、“基于FPGA的四维离散混沌系统的图像加密”等国家级大创项目，均源于课程项目的深化和竞赛成果的提炼。
这条路径形成了一个良性循环：课程为竞赛输送人才，竞赛为大创提供课题，大创的科研成果又可以反哺课程教学，形成新的高级项目案例，从而持续提升整个育人体系的高度。
4.3. 实践成效分析
经过近三年的改革实践，“EDA行业特色课程群”建设在提升人才培养质量方面取得了显著成效。为客观评估改革效果，我们对改革前后(实验组：2020~2021级；对照组：2018~2019级)的关键指标进行了追踪与对比分析，具体数据如表2所示。
Table 2. Comparison of key performance indicators before and after the teaching reform of the course group
表2. 课程群教学改革前后关键成效指标对比
评价维度 |
观测指标 |
对照组
(2018~2019级) |
实验组
(2020~2021级) |
变化趋势 |
学业
质量 |
《EDA技术》课程平均分 |
76.5分 |
87.2分 |
显著提升 |
课程优秀率(≥90分) |
8% |
35% |
大幅增长 |
毕业设计选题(复杂系统设计类占比) |
15% |
65% |
显著提高 |
(2) 创新
实践能力 |
学科竞赛参与率(年级占比) |
<5% |
22% |
大幅提升 |
国家级竞赛获奖数(两年累计) |
0项 |
3项(国二3项) |
实现零的突破 |
省级竞赛获奖数(两年累计) |
4项(均为三等奖) |
11项(一等奖3项) |
数量与质量双提升 |
大学生创新训练计划立项数(国家级) |
1项 |
5项 |
显著增长 |
(3) 就业
竞争力 |
毕业生对口就业率(EDA/芯片/嵌入式) |
约20% |
约45% |
翻倍增长 |
进入长三角重点IC企业人数 |
3人 |
15人 |
显著增加 |
用人单位评价(5分制，工程实践能力) |
3.8分 |
4.6分 |
明显提高 |
从上表数据可以看出，教学改革在多个维度上均取得了积极正向的成果。
(1) 学生工程实践与创新能力显著提升
① 量化指标的有力证明：如表2所示，改革后学生的学业质量与创新能力指标全面向好。核心课程《EDA技术》的平均分提升超过10分，优秀率增长近4倍，这表明项目驱动的教学模式更能激发学生的学习深度。更为关键的是，学科竞赛参与率从个位数跃升至超过20%，并在国家级赛事中实现了零的突破，这直接印证了“课–赛–创”一体化路径的有效性。学生将课程项目成果优化后参与竞赛，获奖后又将经验反哺学习，形成了良性循环。同时，毕业生在就业市场上对EDA相关岗位的选择比例翻倍增长，这表明学生对自身专业能力的认同感和就业竞争力显著增强。
② 质性表现的深刻变化：改革带来的变化不仅体现在数字上，更体现在学生的思维方式和能力结构上。
a. 从“模块验证”到“系统设计”：学生的毕业设计选题质量大幅提高，从以往简单的模块功能验证，转向了复杂的、基于SoC的系统设计。例如，2021级学生设计的“基于RISC-V的简易图像处理加速器”项目，其方案的创新性和工程应用价值远超改革前的水平。
b. 从“被动应付”到“主动探索”：在就业市场上，参与过课程群深度学习的学生，因其扎实的动手能力和丰富的项目经验，更受用人单位(尤其是研发型岗位)的青睐。多家合作企业反馈，这些学生“上手快、能解决实际问题、有系统思维”，在面试和试用期表现中优势明显。
(2) 教学团队“双师”能力有效增强
① 实战锤炼提升工程能力：通过指导学生进行复杂的项目设计和参加高水平竞赛，教师团队自身的工程实践能力和解决复杂问题的能力得到了“实战”锤炼。教师们不再是单纯的理论讲授者，而是与学生一同攻克技术难关的“项目总师”。
② 教学改革成果丰硕：教学团队在改革过程中产出了一系列高水平教学成果，包括省级教研项目6项、校级教研项目4项、教学成果奖多项，以及丰富的教学案例库、实验项目库等教学资源，形成了可持续发展的教学改革生态。
(3) 专业特色与影响力初步彰显
① 打造专业“名片”：“EDA行业特色课程群”已成为电子科学与技术专业的一张“名片”，其独特的项目驱动和“课赛创”融合模式，吸引了校内其他专业学生的关注，每年都有学生因此申请转入本专业。
② 发挥示范辐射作用：改革经验和成果在校内外进行了多次交流，引起了兄弟院校的广泛关注，为学校的特色发展贡献了力量，也为同类应用型高校的教学改革提供了有价值的参考。
5. 反思与展望
尽管本文所构建的“EDA行业特色课程群”模式在巢湖学院的实践中取得了阶段性成效，但我们清醒地认识到，任何教学改革的成功都离不开特定的土壤和条件。在推广和深化该模式的过程中，必须审慎地分析其面临的挑战与成功的关键因素，并对未来发展进行理性展望。
5.1. 模式推广面临的挑战
本模式的成功并非孤立的，而是多重因素共同作用的结果。深入剖析这些因素，既是对自身实践的反思，也为其他院校提供了审视自身条件的参照系。
(1) 对师资队伍的高要求：从“教书匠”到“总设计师”的转型挑战。该模式要求教师不仅具备深厚的理论功底，更要具备丰富的工程项目经验、跨课程的知识整合能力以及项目管理与指导能力。这对传统“双师型”教师的培养提出了更高的要求，需要教师团队具备系统思维，能够协同作战。对于许多地方高校而言，师资队伍的快速转型与建设无疑是首要挑战，非一日之功。
(2) 对教学资源的持续投入：从“标准化教室”到“一体化工作坊”的升级挑战。项目化教学和“软硬联调”的一体化实践环境，需要学校提供先进的软硬件设备(如高性能计算机、FPGA开发板、各类仪器)和灵活的实验室空间(如“项目工作室”)。这需要学校在经费和政策上给予长期、稳定且有力的支持，对于经费紧张的高校而言，这是一个现实的制约因素。
(3) 对教学管理的精细化要求：从“刚性管理”到“柔性适配”的文化挑战。课程群的协同教学、多元化的过程性评价、“课赛创”的联动机制，都对传统的教学管理模式(如固定的排课制度、标准化的成绩管理、单一的工作量计算方式)提出了新的挑战。这需要教学管理部门具备更强的服务意识和创新精神，建立一套能够支持跨学科协作、激励教学创新的柔性管理文化。
(4) 对产业联动的深度依赖：从“企业参观”到“深度共建”的合作挑战。本模式的生命力在于其项目案例紧跟行业前沿，这高度依赖于与产业界的深度联动。巢湖学院地处合肥——中国“IC之都”，在获取企业真实项目、聘请企业导师等方面具有得天独厚的优势。对于产业基础相对薄弱地区的院校，如何建立稳定、深入的校企合作关系，解决项目案例和师资来源问题，将是推广该模式时必须攻克的难关。
(5) 对学生自主学习能力的考验：从“被动接受”到“主动探究”的挑战转变。从被动接受知识到主动探究项目，部分习惯于传统学习模式的学生在改革初期可能会感到不适应，需要一个引导和转变的过程。如何有效激发所有学生的内驱力，培养其自主学习、团队协作和解决未知问题的能力，是该模式持续优化需要关注的重点。
5.2. 模式的优化与展望
针对上述挑战，我们认为该模式的推广不应是简单的“复制粘贴”，而应是一个因校制宜、因地制宜、分步实施的动态过程。我们对该模式的未来优化与推广提出以下弹性框架建议，而非一个固定的“范本”：
(1) 深化产教融合，共建“育人共同体”：在现有合作基础上，探索与行业龙头企业共建“现代产业学院”或“嵌入式工程师班”。将企业的真实项目、工程师、企业文化深度引入育人全过程，从源头上解决师资和项目案例来源问题。对于产业联动不足的院校，可积极利用线上资源，与行业协会、在线教育平台合作，引入虚拟仿真项目和企业线上课程。
(2) 构建智能化教学平台，赋能精细化管理：开发基于学习过程数据的在线教学平台，智能记录学生的项目进度、代码提交、仿真结果等，实现过程性评价的自动化和客观化，减轻教师负担。同时，利用大数据分析学生的学习行为，为其提供个性化的学习路径建议，实现因材施教。
(3) 分步实施，渐进式推广框架：建议其他院校根据自身师资、资源和管理条件，采取“三步走”的渐进式策略：
第一步：单点突破(试点阶段)。从一门核心课程(如《EDA技术》)的项目化改造入手，组建一个2~3人的小范围教学团队，积累项目化教学的初步经验。
第二步：串点成线(整合阶段)。在试点成功的基础上，将2~3门强关联的课程(如《数字电子技术》–《EDA技术》)进行打通，围绕一个小型综合项目，形成“微课程群”，探索跨课程协同教学。
第三步：连线成面(系统化阶段)。当师资、资源和管理文化等条件相对成熟时，再将改革扩展至覆盖整个专业核心能力培养的完整课程群，并全面建立“课–赛–创”一体化联动机制。
(1) 加强跨专业课程群建设，培养复合型人才：将EDA课程群的成功经验，推广到与“人工智能”、“物联网工程”等其他新工科专业的交叉领域，构建更大范围的、面向特定产业链的跨专业课程群，培养学科交叉复合型人才，以更好地适应未来产业发展的需求。
(2) 建立区域性教学改革联盟，共享共建：联合区域内其他同类型高校，共享优质课程资源、项目案例库和师资，共同开展教学研究。通过联盟的形式，可以集聚力量，弥补单个学校资源的不足，形成区域性的应用型人才培养特色与优势，共同服务于国家长三角一体化等发展战略。
6. 结束语
在“新工科”建设的大背景下，地方应用型高校的教学改革势在必行。本文基于OBE理念，以巢湖学院的实践为例，系统构建并论证了一套EDA行业特色课程群的建设模式。该模式以产业需求为导向，以学生能力达成为核心，通过“反向设计、正向实施”的逻辑，对传统课程体系、教学方法和评价方式进行了系统性重构。实践证明，该模式通过项目驱动、一体化教学、多元化评价和“课赛创”融合等创新举措，有效激发了学生的学习内驱力，显著提升了其解决复杂工程问题的综合能力和创新精神，实现了人才培养质量的切实提升。
尽管该模式的推广仍面临师资、资源等方面的挑战，但其所蕴含的“成果导向、整合协同、持续改进”的教育哲学，以及其提供的一套可供借鉴、可灵活适配的实践框架，为地方应用型高校打破发展瓶颈、走特色化内涵式发展道路，提供了有力的理论支撑和可行的实践方案。未来，随着产教融合的不断深化和信息技术的持续赋能，该模式必将在培养适应和引领未来的高素质应用型人才方面，发挥更加重要的作用。
基金项目
本研究得到了巢湖学院2024年校级教学改革与研究项目(项目编号：x24jyxm02)、巢湖学院2021年度省级质量工程项目(项目编号：2021jyxm1005)的支持。