時間：2023-03-21 17:04:02
導(dǎo)語：在電子通信工程論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：獨立學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 雙導(dǎo)師制
【中國分類法】：G642.477
1引言
畢業(yè)設(shè)計是工科專業(yè)最重要的一個綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，它是對本科生運用所學(xué)的專業(yè)知識進行系統(tǒng)設(shè)計的能力的綜合性總結(jié)和檢驗。學(xué)生在該環(huán)節(jié)中要完成文獻檢索、方案制定、軟件硬件設(shè)計以及調(diào)試等工作，最后通過論文和答辯的形式闡述所完成的工作。畢業(yè)設(shè)計既可以全面檢查學(xué)生基礎(chǔ)理論掌握的情況、技能熟練程度及提出問題、分析問題和解決問題的能力，又能培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的實際工作能力。
“雙導(dǎo)師制”是指同時安排選派校內(nèi)和校外企業(yè)兩門指導(dǎo)教師共同指導(dǎo)本科生的畢業(yè)設(shè)計，產(chǎn)生于20世紀(jì)90年代初，通過理論和實踐型導(dǎo)師對學(xué)生的專業(yè)知識、創(chuàng)新能力、科研能力等各方面進行綜合指導(dǎo)的一種培養(yǎng)模式。“雙導(dǎo)師制”以全面提高大學(xué)生綜合素質(zhì)為核心，加大對在校大學(xué)生的培養(yǎng)力度，以達到提高學(xué)生的綜合素質(zhì)的目的。
2獨立學(xué)院工科畢業(yè)設(shè)計實行“雙導(dǎo)師制”的必要性
獨立學(xué)院在經(jīng)過近十年的發(fā)展，由于民營資本的注入，硬件設(shè)施得到了較大的改善，為高等教育加入了新的元素，在校學(xué)生達到了一定的規(guī)模，為社會培養(yǎng)了一大批人才，促進了我國高等教育的普及化。與普通高校相比，獨立學(xué)院著眼于技術(shù)型、實用性人才培養(yǎng)，因此對于學(xué)生的實踐技能要求更高。而實踐教學(xué)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要環(huán)節(jié)，對現(xiàn)階段工科大學(xué)生急需解決的問題是實踐性少，所以把“雙導(dǎo)師制”引入到工科大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計中，讓學(xué)生把書本知識與工程實踐需求緊密結(jié)合在一起，提高畢業(yè)設(shè)計的效果，增強學(xué)生的綜合運用知識的能力。
工科大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的傳統(tǒng)模式存在很多弊端。傳統(tǒng)模式的畢業(yè)設(shè)計沒有以企業(yè)的實際項目為課題進行創(chuàng)新研究，做到“真題真做”。學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計只是紙上談兵，接觸不到實際的工程項目，對所學(xué)的知識只是停留在理論階段，沒有形成應(yīng)用的概念。傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計階段沒有更好的培養(yǎng)學(xué)生實際應(yīng)用能力，讓學(xué)生很難做到理論聯(lián)系實際，更無法滿足企業(yè)和社會的要求。
與傳統(tǒng)模式相比，“雙導(dǎo)師”指導(dǎo)機制強調(diào)的是由校內(nèi)外兩名教師共同負責(zé)指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的全過程，兩位指導(dǎo)教師之間既有協(xié)作，也有一定的分工。校內(nèi)指導(dǎo)教師側(cè)重學(xué)術(shù)指導(dǎo)，而校外指導(dǎo)教師（即資深的工程師以及工程技術(shù)人員）則強調(diào)實踐工作能力。
2 “雙導(dǎo)師制”畢業(yè)設(shè)計改革的計劃和實行
為了加強畢業(yè)設(shè)計規(guī)范，保障“雙導(dǎo)師制”畢業(yè)設(shè)計改革的順利進行，學(xué)院及電氣系分別制定了《湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）規(guī)范》和《電氣信息系關(guān)于2012屆畢業(yè)設(shè)計工作的總體安排》，在此基礎(chǔ)上，電子教研室針對本專業(yè)學(xué)生的特點，制定了《關(guān)于實施“雙導(dǎo)師”本科畢業(yè)設(shè)計的試行方案》。對畢業(yè)設(shè)計要求、選題原則、過程指導(dǎo)、畢業(yè)設(shè)計文本規(guī)范要求等做了全面的規(guī)定和要求，保證了整個過程的規(guī)范性。
2.1 畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)的總體計劃
電子教研室共承擔(dān)了2012屆電子信息工程1、2班，通信工程1、2班畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)的教學(xué)任務(wù)。借助湖北工業(yè)大學(xué)本部的師資力量以及長期建立的校外校企合作實習(xí)基地，將以上本科4個班分成2類進行培養(yǎng)。
通信工程1班、電子信息工程1班采用A類，及選派校內(nèi)本部具備中級以上職稱優(yōu)秀教師指導(dǎo)；通信工程2班、電子信息工程2班采用B類，一個學(xué)生由兩名導(dǎo)師指導(dǎo)：聘用校外企業(yè)高工和校內(nèi)青年專職教師，雙方導(dǎo)師明確校方指導(dǎo)教師要做好校企間協(xié)調(diào)及學(xué)生管理工作，嚴(yán)格按教學(xué)要求把關(guān)；企業(yè)指導(dǎo)教師由公司聘用的經(jīng)驗豐富的工程師擔(dān)當(dāng)，負責(zé)對學(xué)生的設(shè)計過程、設(shè)計細節(jié)等方面進行具體的指導(dǎo)，使教學(xué)與研發(fā)有機地融為一體，保證畢業(yè)設(shè)計的工程應(yīng)用性技術(shù)含量。
2.2 校外指導(dǎo)教師的選派
湖北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院電氣信息系與富士康（武漢）科技工作園、精倫電子股份有限公司、武漢凌特電子技術(shù)有限公司、烽火科技集團武漢虹翼信息有限公司、湖北省廣播電視臺、湖北廣播電視發(fā)射臺、四川華迪科技有限公司、南京秦泰教育科技有限公司、武漢新芯集成電路制造有限公司、湖北衛(wèi)星地球站等十多個單位建立了實習(xí)、實訓(xùn)基地，湖北工業(yè)大學(xué)工程學(xué)院選擇這些技術(shù)業(yè)務(wù)相對穩(wěn)定的單位為專業(yè)教學(xué)實習(xí)基地，建立了長期的合作機制，這些企業(yè)選派業(yè)務(wù)能力強的資深工程師及工程技術(shù)人員做外校外指導(dǎo)教師，培養(yǎng)指導(dǎo)學(xué)生的工程實踐能力。
2.3 畢業(yè)設(shè)計的選題要求
校內(nèi)外導(dǎo)師要熟悉學(xué)校對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的基本要求基礎(chǔ)上，在充分考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和企業(yè)自身的特點的情況下，選題貫徹因材施教的原則，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和積極性，注意結(jié)合學(xué)生的興趣愛好和學(xué)生的就業(yè)方向擬定畢業(yè)設(shè)計題目，并報教研室審批合格后，對學(xué)生公開，召開畢設(shè)動員雙選會，確定畢業(yè)設(shè)計題目，導(dǎo)師下達畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書。大四下學(xué)期開學(xué)第四周，要求導(dǎo)師在本小組舉行開題，并進行指導(dǎo)。要求：（1）選題應(yīng)體現(xiàn)本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，達到畢業(yè)設(shè)計的基本要求；（2）選題難度和份量應(yīng)適度；（3）結(jié)合工程實踐；（4）一生一題，且不重復(fù)；（5）每位老師指導(dǎo)學(xué)生不超過8名。指導(dǎo)教師結(jié)合自己的科研課題或橫向?qū)嶋H技術(shù)服務(wù)項目為學(xué)生提供設(shè)計或研究課題，供學(xué)生選擇。學(xué)生結(jié)合教師的科研和開發(fā)課題項目進行畢業(yè)設(shè)計。這些科研和開發(fā)項目大多是該學(xué)科具有一定創(chuàng)新性的課題或結(jié)合實際的工程項目。
2.4 畢業(yè)設(shè)計過程管理
指導(dǎo)教師對論文指導(dǎo)每周兩次以上，并進行記載。同時集中進行中期檢查，中期檢查時每個學(xué)生都要匯報畢業(yè)設(shè)計（論文）進展情況，回答教師提出的問題，提交已查閱到的參考文獻、已獲得的實驗數(shù)據(jù)、應(yīng)完成部分的論文初稿等。校內(nèi)導(dǎo)師要培養(yǎng)學(xué)生在專業(yè)方面的理解能力、認知能力和創(chuàng)新能力。校外導(dǎo)師要培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實踐能力，解決理論學(xué)習(xí)的不足，增加實踐認知能力，提供工程實踐經(jīng)驗。這就要求校內(nèi)外導(dǎo)師保持良好的溝通，從畢業(yè)設(shè)計的題目到畢業(yè)設(shè)計過程最后到畢業(yè)設(shè)計結(jié)束都要有兩位指導(dǎo)教師的共同參與。校內(nèi)外導(dǎo)師既要有分工又要合作。
2.5 畢業(yè)答辯管理
在答辯分組時，充分考慮了個答辯組指導(dǎo)教師的專業(yè)特長，以利于從不同角度對畢業(yè)設(shè)計進行全面的評判，并制定了合理的、操作性強的評分標(biāo)準(zhǔn)。答辯小組成員根據(jù)學(xué)生論文的內(nèi)容、創(chuàng)新點與答辯情況給出答辯的量化評分。學(xué)生最后的成績由校內(nèi)外導(dǎo)師的綜合評價給出成績，要從學(xué)生畢業(yè)設(shè)計選題的難度、工作量大小、課題的工程實踐性價值、完成的質(zhì)量等多方面考慮。
3 實行“雙導(dǎo)師”畢業(yè)設(shè)計改革的效果評價
“雙導(dǎo)師制”畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)制度從2012屆開始，實施周期2年，以下三個方面取得一定的效果。
3.1工程實踐題顯著增多
以2013屆畢業(yè)論文選題中，其中真題選題占46.8%。工程實踐題占71.6%。本畢業(yè)設(shè)計（論文）更加注重了結(jié)合社會實踐、生產(chǎn)、科研的選題，真題真作，設(shè)計性題目比重大；公司提供給學(xué)生的設(shè)計課題涉及面廣、量大，進行畢業(yè)設(shè)計調(diào)研必須了解最新技術(shù)去解決具體問題。學(xué)生到企業(yè)完成畢業(yè)設(shè)計還獲得了直接參加工程實踐、科研項目或新產(chǎn)品的設(shè)計和開發(fā)的機會，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力、工程實踐能力和團結(jié)協(xié)作精神。
3.2指導(dǎo)教師整體水平提高
參與本屆畢業(yè)論文工作的指導(dǎo)教師中，高級職稱占46.7%；中級職稱占43.3%；中高級職稱參與論文指導(dǎo)比例明顯增加，另外首次采用雙導(dǎo)師畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)，工程人員占20%。校內(nèi)青年教師在參與工程人員指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的同時，從專業(yè)理論課堂深入到企業(yè)，了解電子通信行業(yè)最新應(yīng)用技術(shù)，既促進了自己的科研動力，又能將工程實踐運用到教學(xué)中，提高課堂質(zhì)量。
3.3學(xué)生的就業(yè)信心和能力得到提高
承擔(dān)公司課題的2013通信工程2班和電子信息工程2班學(xué)生在企業(yè)經(jīng)過14周的畢業(yè)實習(xí)與設(shè)計，了解了目前電子通信行業(yè)項目設(shè)計開發(fā)流程，得到了實戰(zhàn)的機會，使得學(xué)生的編程水平得到很大的提高，學(xué)生們一致認為，這種形式的畢業(yè)設(shè)計給他們帶來了非常大的收獲，改善了人才培養(yǎng)環(huán)境，縮短了就業(yè)適應(yīng)期，為畢業(yè)后走向工作崗位并較快適應(yīng)畢業(yè)后的社會環(huán)境打下了良好的基礎(chǔ)。
4 小結(jié)
獨立學(xué)院實行“雙導(dǎo)師制”畢業(yè)設(shè)計后，學(xué)生在實地基礎(chǔ)企業(yè)新制度、新規(guī)定及新的實踐，通過理論實際，可以學(xué)到課本中學(xué)不到的東西，實踐能力得到提高。實行“雙導(dǎo)師制”有利于增強學(xué)生的綜合素質(zhì)，有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和科研能力，有利于適應(yīng)現(xiàn)代化社會對人才的要求。
參考文獻：
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關(guān)鍵詞：立人教育；實踐教學(xué)改革；人文素養(yǎng)
中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）47-0106-02
一、引言
2010年，我國制定的《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）》中提出：教育改革要貫徹素質(zhì)教育，促進學(xué)生全面發(fā)展，指出了我國高等教育中存在的主要問題在于創(chuàng)新型、實用型、復(fù)合型人才緊缺，學(xué)生社會適應(yīng)能力和就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力不強。高等工程教育的主旨首先是要“立人”，其次才是將學(xué)生培養(yǎng)成合格的工程技術(shù)人員。在很長的一段時間里，高等工程教育片面地強調(diào)知識和技能，而忽視了學(xué)生的人文素養(yǎng)，導(dǎo)致了工科學(xué)生創(chuàng)新能力不強，社會適應(yīng)能力很差。在這個大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的時代，起決定性因素的卻往往是個人的綜合素質(zhì)，而不僅僅是人的知識和技能，所以在實踐教學(xué)過程中不但要傳授學(xué)生專業(yè)知識，提高工程實踐能力，而且要通過實踐教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的人文素質(zhì)，讓學(xué)生體會人文知識的重要性。只有真正重視學(xué)生的全面發(fā)展，學(xué)校才能在四年的時間里培養(yǎng)出卓越的工程師和行業(yè)的弄潮兒，而不只是局限于技師和匠人。基于此，作為湖南省的地方性綜合院校，根據(jù)自身辦學(xué)特點和學(xué)校目前的實踐教學(xué)現(xiàn)狀，以“立人教育”為指導(dǎo)，應(yīng)用性人才為培養(yǎng)目標(biāo)，深化實踐教學(xué)改革，構(gòu)建合理的實踐教學(xué)體系。
二、完善和創(chuàng)新實踐教學(xué)體系
秉承吉首大學(xué)“立人教育”的理念，依據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案，緊扣企業(yè)對通信專業(yè)人才的能力要求，以學(xué)生為中心突出學(xué)生個性，根據(jù)學(xué)生在不同學(xué)習(xí)階段的知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)，按照一、二學(xué)年重基礎(chǔ)，三、四學(xué)年重創(chuàng)新的思路，分為“基礎(chǔ)技能、專業(yè)能力、工程實踐、應(yīng)用創(chuàng)新”四個階段完善和創(chuàng)新學(xué)科實踐教學(xué)體系。
基礎(chǔ)技能階段：改革實踐教學(xué)，確保學(xué)生能夠盡快適應(yīng)大學(xué)學(xué)習(xí)方式和環(huán)境，改變中學(xué)學(xué)習(xí)慣性，充分熟悉計算機系統(tǒng)，掌握常用工具軟件的使用，對專業(yè)有一定的認識和了解，建立初步的工程素養(yǎng)和思維方式。
專業(yè)能力階段：改革實踐教學(xué)，確保學(xué)生能夠直觀和深刻地理解專業(yè)基礎(chǔ)知識，有意識地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會獨立分析和思考知識中的重點和難點，進一步加深對專業(yè)的理解，讓學(xué)生通過實驗夯實基礎(chǔ)知識，鍛煉學(xué)生動手能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，培養(yǎng)學(xué)生正確的價值觀和審美情趣。
工程實踐階段：改革實踐教學(xué)，確保學(xué)生能夠綜合應(yīng)用專業(yè)知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識，引導(dǎo)學(xué)生解決企業(yè)工程實際和生活中的問題，并鼓勵學(xué)生創(chuàng)造性地解決問題。讓學(xué)生通過實驗?zāi)軌蚪鉀Q實際問題，并在實踐中培養(yǎng)自己的創(chuàng)新思維和團隊協(xié)作意識。
應(yīng)用創(chuàng)新階段：改革實踐教學(xué)，確保學(xué)生能夠了解專業(yè)發(fā)展方向和熱點，學(xué)習(xí)行業(yè)中的新技術(shù)，并能夠利用新技術(shù)解決實際問題，通過在實習(xí)基地完成畢業(yè)實習(xí)，熟悉企業(yè)研發(fā)和工程模式，完成行業(yè)技能培訓(xùn)與職業(yè)資格認證，進一步對學(xué)生的創(chuàng)新能力，實踐能力和綜合素養(yǎng)進行全方位地培養(yǎng)和鍛煉。
三、打造一流教學(xué)實驗平臺
實驗室建設(shè)是特色專業(yè)建設(shè)的基礎(chǔ)，在充分調(diào)研和論證的基礎(chǔ)上，對通信工程實驗室建設(shè)進行了統(tǒng)一規(guī)劃，分四個層次構(gòu)建實驗平臺：公共教學(xué)實驗室、專業(yè)基礎(chǔ)實驗室、專業(yè)實驗室、研究性實驗室。目前，建設(shè)有“移動通信綜合實驗室”、“嵌入式技術(shù)實驗室”、“PCB制板實驗室”等綜合性實驗室，建設(shè)有“通信仿真實驗室”、“DSP技術(shù)仿真實驗室”、“MATLAB仿真實驗室”等設(shè)計性實驗室，與企業(yè)聯(lián)合建設(shè)有“3G移動通信實驗室”，已經(jīng)初步形成通信專業(yè)人才培養(yǎng)的實驗室體系。在充分利用現(xiàn)有實驗平臺的基礎(chǔ)上，將進一步加強實驗室的建設(shè)力度，完善與華為浙江通信技術(shù)公司聯(lián)合建立的“3G移動通信實驗室”，與華為浙江通信技術(shù)公司協(xié)作籌建無線通信設(shè)備E-LAB，構(gòu)建基于MATLAB和LabVIEW的相關(guān)通信專業(yè)課網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室，探索建立移動互聯(lián)虛擬實驗室。
四、構(gòu)建綜合創(chuàng)新實驗平臺
通信工程專業(yè)積極推進綜合創(chuàng)新實驗平臺建設(shè)，首先，積極與長沙拓建信息科技有限公司和長沙智能制造研究總院等企業(yè)展開合作籌建創(chuàng)新人才培養(yǎng)基地、大學(xué)生創(chuàng)業(yè)平臺，讓學(xué)生參與企業(yè)項目和產(chǎn)品研發(fā)；其次，繼續(xù)完善校級創(chuàng)新工作室管理制度和人才培養(yǎng)模式，發(fā)揮學(xué)科競賽在實踐創(chuàng)新中的重要作用，實施“一專業(yè)一競賽”的計劃，以學(xué)科競賽作為推進器，積極引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自身特長有選擇性地參加相關(guān)專業(yè)學(xué)科競賽，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性地解決實際問題的能力；再者，準(zhǔn)備啟動“學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)行動”，形成了老師和學(xué)生共同參與學(xué)生科技創(chuàng)新活動的良好氛圍，積極鼓勵學(xué)生參與教師科研團隊，鼓勵教師指導(dǎo)學(xué)生承擔(dān)大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗計劃項目，制作課外科技作品和吉首大學(xué)本科生專項科研項目，以培養(yǎng)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和自主探究的能力。
五、加強校外實踐教學(xué)基地建設(shè)
通信工程專業(yè)將新一代移動通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用、現(xiàn)代電子通信技術(shù)在工業(yè)信息化過程中的應(yīng)用作為校企合作育人過程中重點的培養(yǎng)方向，主要涵蓋“新一代移動通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化”、“嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用”、“工業(yè)4.0及信息技術(shù)”、“Android手機應(yīng)用開發(fā)”等四個方向，積極開展與華為浙江通信技術(shù)公司、長沙拓建科技信息公司、北京千鋒互聯(lián)科技有限公司、深圳嵌云通信科技有限公司等企業(yè)的合作，加強校外實踐教學(xué)基地建設(shè)，共同制定人才培養(yǎng)方案，共同組建教學(xué)團隊，共建校企一體的實訓(xùn)基地，共同完成課程見習(xí)、畢業(yè)實習(xí)以及畢業(yè)論文等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。選派優(yōu)秀老師進行企業(yè)培訓(xùn)以及企業(yè)選派技術(shù)人員共同作為專業(yè)知識教學(xué)以及各實習(xí)階段指導(dǎo)教師，對學(xué)生工作情況進行考核評價。根據(jù)企業(yè)需求和學(xué)生自己的意愿，大力推進學(xué)生進行從業(yè)資格認證和企業(yè)資格認證。
六、結(jié)論
實踐教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生的實踐精神、創(chuàng)新意識、科學(xué)素養(yǎng)和動手能力有著重要的作用，而推動實踐環(huán)節(jié)中人文素質(zhì)的培養(yǎng)，進一步提高學(xué)生的團隊協(xié)作精神、正確的思維方式和價值觀念有著積極的意義，是貫徹素質(zhì)教育，促進學(xué)生全面發(fā)展的一種途徑。文中對通信工程專業(yè)實踐教學(xué)體系、教學(xué)實驗平臺、創(chuàng)新實驗平臺和校外實習(xí)基地的構(gòu)建和完善進行了探索，并將“立人教育”理念融入其中，實踐表明，實踐教學(xué)改革對學(xué)生培養(yǎng)和學(xué)科建設(shè)有著積極的作用，相信能夠為國家培養(yǎng)更多復(fù)合型、應(yīng)用型和創(chuàng)新型的人才。
參考文獻：
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【關(guān)鍵詞】SOPC;項目化教學(xué);NIOS Ⅱ
Abstract：For improve the quality of teaching about SOPC course，author combined achievements of related scientific research projects and teaching，analyzed the characteristics of the course，and made discussion about design of projectized teaching according the practical situation of our school.
Keywords：SOPC;projectized teaching;NIOS Ⅱ
1.引言
可編程片上系統(tǒng)（SOPC，System on a Programmable Chip）結(jié)合了SOC（片上系統(tǒng)）和PLD（可編程邏輯器件）、FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）各自的優(yōu)點，是特殊的嵌入式系統(tǒng);它首先是片上系統(tǒng)，即由單個芯片完成整個系統(tǒng)的主要邏輯功能;其次，它是可編程系統(tǒng)，具有靈活的設(shè)計方式，可裁減、可擴充、可升級，并具備軟硬件在系統(tǒng)可編程的功能[1]。SOPC技術(shù)已經(jīng)成為國際新技術(shù)的研究熱點，具有廣闊的應(yīng)用前景[2]，國內(nèi)對SOPC的研究越來越多，對SOPC的應(yīng)用也越來越廣泛。SOPC是電子系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。然而精通SOPC的人非常少，很多高校的大學(xué)生由于多方面的原因SOPC學(xué)的很不扎實，遠遠不能滿足企業(yè)的需要[3]。筆者結(jié)合在SOPC方面的教學(xué)經(jīng)驗和科研項目成果，探索了SOPC項目化教學(xué)設(shè)計，將科研與教學(xué)有效結(jié)合。
2.設(shè)計思路
SOPC技術(shù)的實現(xiàn)方式有3種[4]，美國ALTERA公司提供了基于FPGA的嵌入IP軟核的SOPC實現(xiàn)方式。美國ALTERA公司的大學(xué)計劃為全球范圍內(nèi)的大專院校提供先進的開發(fā)軟件、可編程邏輯器件、開發(fā)工具以及完整的設(shè)計套件，對提高高等學(xué)校SOPC方向?qū)嶒灲虒W(xué)提供了良好的基礎(chǔ)。
ALTERA公司提供的NIOS Ⅱ是一種軟核（Soft-Core）處理器，軟核處理器最大的特點就是可由用戶需要進行設(shè)置。NIOS Ⅱ是一個用戶可以自行定制的CPU，用戶可以增加新的外設(shè)、新的指令，分配外設(shè)的地址等。NIOS Ⅱ的硬件開發(fā)就是由用戶制定適合的CPU外設(shè)，Altera公司的SOPC Builder提供了大量的IP Core來加快NIOS Ⅱ外設(shè)的開發(fā)速度。
筆者通過在基于NIOS Ⅱ的單點自適應(yīng)信號控制器設(shè)計中的應(yīng)用可見，SOPC應(yīng)該是NIOS系統(tǒng)+硬實時部分+邏輯電路的一個組合體，其中NIOS負責(zé)數(shù)據(jù)管理，通訊，人機交互等實時性相對較低的任務(wù)，硬實時部分則是獨立于NIOS系統(tǒng)，充分利用現(xiàn)有IP，用VHDL語言實現(xiàn)的某些實時性可靠性要求較高的關(guān)鍵部分，它可以和NIOS系統(tǒng)通過自定義的接口通訊。由FPGA其他資源完成接口以及邏輯處理，更是FPGA的優(yōu)勢。
因此，本文進行基于FPGA的嵌入IP軟核的SOPC開發(fā)的教學(xué)設(shè)計。
3.設(shè)計原則
（1）理論實踐一體化，突出實踐環(huán)節(jié)
SOPC設(shè)計與應(yīng)用是一門理論與實踐緊密結(jié)合的課程，它沒有太多的理論知識需要講解，實踐性和應(yīng)用性很強，內(nèi)容也不易理解[5]。因此，可進行理論實踐一體化教學(xué)，并突出實踐環(huán)節(jié)。
（2）難、易、趣結(jié)合
教學(xué)項目的設(shè)計要緊緊圍繞課程標(biāo)準(zhǔn)，選擇的項目應(yīng)該是學(xué)生比較熟悉的，具有一定難度，又不能太難，并且具有一定趣味性的，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和信心。
4.項目化教學(xué)設(shè)計
本文設(shè)計的“可編程片上系統(tǒng)”課程為2學(xué)分，共32學(xué)時，本校實訓(xùn)室配備有EDA/SOPC實驗箱及計算機等實驗實訓(xùn)條件，前續(xù)課程：CPLD/FPGA應(yīng)用，根據(jù)我校的實際情況，設(shè)計的教學(xué)項目見表1。
表1 課程項目
序號 項目名稱 學(xué)時 性質(zhì)
1 可編程片上系統(tǒng)認識 6 演示、驗證
2 可控霓虹燈 4 驗證、設(shè)計
3 可倒計時交通信號燈 6 驗證、設(shè)計
4 俄羅斯方塊 4 驗證、設(shè)計
5 音樂盒 4 驗證
6 視頻播放器 2 驗證
7 自適應(yīng)控制交通燈 6 驗證、綜合
各項目的學(xué)習(xí)任務(wù)和內(nèi)容如下：
項目1：可編程片上系統(tǒng)認識
學(xué)習(xí)任務(wù)：反應(yīng)時間測試，利用實驗箱搭建一個反應(yīng)時間測試的電路，該電路包含有發(fā)光二極管、按鍵開關(guān)、數(shù)碼管等器件，電路運行之初二極管為熄滅狀態(tài)，過幾秒后，點亮二極管，測試人看到二極管點亮?xí)r，按下按鍵開關(guān)，數(shù)碼管顯示出二極管點亮至按鍵按下的時間。
學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解SOC，F(xiàn)PGA和SOPC的基本概念及其開發(fā)工具Quartus，SOPC Builder和Nios IDE，并學(xué)習(xí)了解SOPC的軟件和硬件開發(fā)流程。
學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法：
與學(xué)生互動演示學(xué)習(xí)任務(wù)：反應(yīng)時間測試，圍繞該任務(wù)講解SOC，F(xiàn)PGA和SOPC的基礎(chǔ)知識，介紹SOPC開發(fā)工具Quartus，SOPC Builder和Nios IDE，并學(xué)習(xí)了解SOPC的軟件和硬件開發(fā)流程。學(xué)生利用已有的電路和程序文件，在教師帶領(lǐng)下搭建學(xué)習(xí)任務(wù)：反應(yīng)時間測試的電路。
項目2：可控霓虹燈
學(xué)習(xí)任務(wù)1：流水燈，控制8個發(fā)光二極管的點亮效果似水在流動，即每次只點亮一個燈，將8個燈依次點亮，可以從左往右點亮，也可從右往左點亮。
學(xué)習(xí)任務(wù)2：可控霓虹燈，在流水燈的基礎(chǔ)上增加一個控制按鍵，按鍵未按下時，8只發(fā)光二極管顯示為流水燈，按下一次按鍵，8只燈從中間往兩邊點亮，再按下一次按鍵，8只燈從兩邊往中間點亮。
學(xué)習(xí)目標(biāo)：鞏固SOPC開發(fā)的基本流程、方法、工具。了解IO端口的使用，能完成簡單的程序編寫。
學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法：
學(xué)生在教師帶領(lǐng)下，根據(jù)基本步驟，完成學(xué)習(xí)任務(wù)1：流水燈。學(xué)生分組，每組學(xué)生獨立完成學(xué)習(xí)任務(wù)2：可控霓虹燈。
項目3：可倒計時交通信號燈
學(xué)習(xí)任務(wù)1：簡單交通信號燈，用發(fā)光二極管模擬交通信號燈，完成一個2相位十字路通信號燈設(shè)計，配時方案為定周期。
學(xué)習(xí)任務(wù)2：數(shù)碼管倒計時，用兩只數(shù)碼管實現(xiàn)99至0秒的倒計時。
學(xué)習(xí)任務(wù)3：可倒計時交通信號燈，用發(fā)光二極管模擬交通信號燈，完成一個2相位十字路通信號燈設(shè)計，配時方案為定周期，可對每個相位的計時時間進行倒計時顯示。
學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)定時器的使用，能完成較復(fù)雜的程序編寫。
學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法：
學(xué)生在教師帶領(lǐng)下，根據(jù)基本步驟，完成學(xué)習(xí)任務(wù)1：簡單交通信號燈和學(xué)習(xí)任務(wù)2：數(shù)碼管倒計時。學(xué)生分組，每組學(xué)生獨立完成學(xué)習(xí)任務(wù)3：可倒計時交通信號燈。 （下轉(zhuǎn)第181頁）（上接第178頁）
項目4：俄羅斯方塊
學(xué)習(xí)任務(wù)：利用VGA顯示器和VHDL語言實現(xiàn)經(jīng)典游戲――俄羅斯方塊。
學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解VGA顯示的原理，會用VHDL描述VGA控制，能利用提供的參考電路和程序?qū)崿F(xiàn)俄羅斯方塊。
學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法：
教師講解VGA顯示原理，用VHDL描述VGA控制，本任務(wù)的NIOS 2軟硬件設(shè)計，演示本任務(wù)的實現(xiàn)過程;學(xué)生在教師指導(dǎo)下實現(xiàn)俄羅斯方塊，并對結(jié)果進行分析。
項目5：音樂盒
學(xué)習(xí)任務(wù)：將存儲在SD卡的音頻文件讀取出來，并經(jīng)過Avanlon總線送往DAC音頻電路播放音頻文件。
學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解SD卡接口與控制，DAC電路接口方法。
學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法：教師講解SD卡接口與控制，DAC電路接口方法，本任務(wù)的NIOS 2軟硬件設(shè)計;學(xué)生在教師指導(dǎo)下實現(xiàn)音樂播放。
項目6：視頻播放器
學(xué)習(xí)任務(wù)：實現(xiàn)MPEG-4視頻播放器。
學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解MPEG-4視頻播放器的實現(xiàn)方法。
學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法：教師講解用Nios Ⅱ用戶自定義指令方式實現(xiàn)IQ、IDCT、MC等計算密集型功能模塊，視覺框架MPEG-4視頻實時解碼。學(xué)生在教師指導(dǎo)下實現(xiàn)視頻播放。
項目7：自適應(yīng)控制交通燈
學(xué)習(xí)任務(wù)：自適應(yīng)控制交通燈電路設(shè)計，利用教師給出的遺傳算法符號模塊，用發(fā)光二極管模擬一個2相位十字路口的交通信號燈，設(shè)計自適應(yīng)控制電路，用兩只數(shù)碼管實現(xiàn)倒計時。并完成相應(yīng)的控制程序。
學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解自適應(yīng)控制的概念、理論;了解自適應(yīng)控制實現(xiàn)過程。
學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法：教師講解自適應(yīng)控制的概念、理論，遺傳算法及其硬件化，自適應(yīng)控制實現(xiàn)方法。學(xué)生在教師指導(dǎo)下實現(xiàn)自適應(yīng)交通燈控制。
5.項目化教學(xué)實施
在實施過程中，教師充分考慮各項目的難易程度和學(xué)生的基礎(chǔ)，靈活以演示、驗證、設(shè)計、綜合的方式來完成這些學(xué)習(xí)任務(wù)。在進行項目化教學(xué)過程中，教師應(yīng)做好引導(dǎo)，以充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。在實現(xiàn)這些學(xué)習(xí)任務(wù)時，教師要引導(dǎo)學(xué)生用哪些技術(shù)手段、知識來完成任務(wù)，并且如何應(yīng)用到更多的具體問題中。
6.小結(jié)
本文介紹了可編程片上系統(tǒng)項目化教學(xué)設(shè)計的思路、原則，并設(shè)計了由易到難、由基礎(chǔ)到綜合的7個教學(xué)項目，將科研和教學(xué)進行了有效結(jié)合。
參考文獻
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