论文部分内容阅读
摘 要：主要介绍财经类院校背景下工科专业人才培养模式的改革与创新。以EDA电子技术课程设计为例，将CDIO工程教育模式引入其中并与传统教育模式进行比较。
关键词：CDIO；EDA；FPGA；教学模式
近年来，传统的工程教育模式已经越来越跟不上时代发展对工程师提出的要求。当人们意识到这之间的差距日趋增大时，来自美国、加拿大、英国、新西兰、非洲、亚洲等国家和地区的一流工程大学成立了以CDIO命名的国际组织。CDIO就是通过全世界范围广泛合作，构思和发展起来的一种新的工程教育模式。
CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(0perate)，它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。…
教育部于2008年4月成立了CDIO研究与实践课题组，一个月后在汕头大学召开了CDIO工程教育模式研讨会。一时间，全国掀起一股CDIO热，更多的高校加入到CDIO工程教育模式中来。第一批和第二批CDIO试点高校总计达39所，并引起更多机械类、电气类(包括计算机)、土木类和化工类高校的关注。
一、EDA课程介绍
浙江财经学院经过三十多年的建设，已经发展成为一所以经济、管理学科为主体，经、管、文、法、理、工多学科协调发展，办学特色明显，教育竞争力不断增强的省属财经院校。全校唯一的工科计算机专业隶属于信息学院(以下简称“我院”)。计算机应用技术学科是校级重点A类学科，2006年6月正式立项。本学科建设的指导思想是：围绕学院学科建设和发展目标，结合我院的工作实际，以学科建设为龙头，以师资队伍建设为基础，以推进学科发展为根本，坚持群众性基础研究和力争出精品并重的原则，坚持理论与应用研究并重的原则，坚持注重交叉学科研究的原则，走与专业建设相结合的道路，为浙江省的经济建设服务，为财经学院的发展以及培养高素质的计算机技术应用人才服务。
我院的EDA(Electronic Design Automation，即电子设计自动化)课程——电子技术课程设计，白2008年开课以来，受到学生的热烈欢迎。电子技术课程设计是计算机科学与技术专业学生在学完“电工与电子技术”、“数字逻辑”等课程后，对电子技术综合应用技能方面的实验训练课程，是电子技术应用能力培养的一个重要组成部分，其目的和任务是通过36学时的训练，要求学生掌握基于EDA技术的基本电子线路设计方法；理解常用硬件描述语言的使用特点、编程方法和仿真测试技术，特别是掌握VHDL的编程技术和硬件描述方法；学会使用EDA工具软件的设计应用、综合、测试和优化。
二、教学模式的改革
在财经类院校背景下，对计算机专业的培养方案做了精心的规划与设计，结合我院实际情况，对电子技术课程设计的教学模式进行了较大的变革。
1.学科交叉，适应复合型人才建设需求
传统的EDA课程仅出现在集成电路设计专业或微电子专业的培养方案中。而随着基于PLD的EDA技术发展和应用领域的扩大与深入，EDA技术在电子信息、通信、自动控制及计算机应用等领域的重要性日益突出。技术市场与人才市场对EDA的需求不断提高，产品的市场效率和技术要求也必然会反映到教学和科研领域中来。所以目前许多高校的自动化、生物医学以及计算机等非电类专业都将EDA技术课程纳入到培养计划中。我院正是基于这样的认识，于2006年在浙江省财政厅与学校的大力支持下，开始规划筹建嵌入式系统实验室并于2008年建成投入使用。
2.“做中学”，理论与实践相结合，把理论知识贯穿于工程项目的始末
传统的EDA教学模式是将理论课与实验课独立安排，虽有体系完备之优，却有理论与实践联系不紧密之劣。往往是教材停留在介绍Akera的Cyclone系列，实验设备却还是FLEXlOK系列。等到学生毕业走向工作岗位，却发现以前学校里学习的内容几乎都用不着了。因此，基于CDIO理念，本着“做中学”原则和“基于项目的教育和学习方式方法”以工程项目(包括产品、生产流程和系统)从研发到运行的过程为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式来学习EDA技术。在就业压力一年大于一年的现实环境下，使其具有一名现代工程师所必备的能力和素质，得到市场的认可。
3.优化实验项目，突出实际应用
实验项目直接面向工程设计，直接面向实际应用的全新的电子系统设计技术，直接面向实际的硬件电路系统的设计与测试。培养学生的硬件电路系统设计能力，更是培养软件设计与硬件设计有机融合以及硬件设计软件化的技术技能。
三、教学模式的实践与效果
在课程中，我们设置了乒乓球游戏电路设计、乐曲硬件演奏电路设计、PS／2鼠标与VGA控制显示游戏模块设计等工程项目。两届学生培养下来，在学生们创新思维的指导下，有多个新颖别致的实验产品被开发出来。例如，某位学生开发出同步歌词系统，即利用FPGA(Field Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)的扩展能力，用硬件描述语言VHDL设计出乐曲演奏电路，并把歌词输出到VGA显示系统同步显示出来。另有学生开发出非常流行的趣味游戏如弹球、俄罗斯方块等。还有学生开发出硬件屏幕保护系统，利用FPAG的VGA接口，通过VHDL语言把多幅图像数据存储于外部闪存并设计VGA驱动程序调用图像实现屏幕保护功能。一个个独特的实验室产品无不凸显着学生们从构思、设计、实现到运作的创新意识；从项目立项、实施到完成的团队精神。
在CDIO理念的指导下，明显感觉学生更有主动学习和钻研的积极性了，实验室开放日寸，总能看到他们忙碌的身影。随着各项改革措施的逐步实施与推进，我院这几年在大学生学科竞赛中成绩斐然。2009年全国大学生电子设计竞赛荣获全国二等奖一项，省奖多项。刚刚结束的全国大学生电子设计竞赛TI杯模拟电子系统专题邀请赛中荣获全国三等奖一项，省奖多项。另外还有挑战杯等都获得了诸多荣誉。虽然和工科类院校相比我们的成绩还有很大差距，但是我们从开始组织参加这些竞赛以来，不断突破自己、超越自己，进步之大，发展之快，与周边同类院校相比名列前茅。这些成绩的取得更坚定了我们以学科竞赛为导向的发展思路。
四、回归工程学的本质
在几乎整个20世纪，工程教育模式为学生提供了丰富的动手实践活动。技艺高超和经验丰富的工程师课程侧重于解决实际问题。但是随着时间的推移，自然科学知识和工艺技术不断发展和革新，工程教育发展成为仅仅是工程理论知识的教学，而工程实践教育越来越不被重视。以至于近些年来产业界发现，即将毕业的大学生虽然理论知识丰富，但是缺乏解决实际工程问题的能力。
富有创造力的公司，一般都有对工程师角色的独到理解，他们迫切希望自己的工程师们能够拥有各种现代工程师所必备的素质。例如，波音公司就有对工程师素质的10条要求。
(1)好的工程科技基础，包括数学(含统计学)，物理和生命科学，信息技术(其内容远多于“计算机应用技术”)。
(2)良好的设计和运作能力，即了解工程。
(3)学科交叉和系统观察力。
(4)对所从事行业的全貌有基本的了解，包括其经济状况(包括企业运作)、历史、外界环境、顾客和社会需求。
(5)良好的写作、绘图、语言表达等交流能力。
(6)职业道德和责任感。
(7)批评性和创造性思维能力，同时具有独立性和合作性。
(8)适应性，有自信并能较快适应大的变化和改革。
(9)求知欲和终身学习能力。
(10)深刻理解团队协作的重要性。
面对工程教育理论和实践之间的差距，我们必须对工程教育模式的改革肩负起责任。我们努力的结果就是培养出具有CDIO能力的工程师。
五、结语
EDA课程是一门实践性和应用性很强的课程。时代在发展，社会在进步，我们必须在现有基础上深入开展教学改革与实践，培养和造就符合业界需求的高素质人才，
关键词：CDIO；EDA；FPGA；教学模式
近年来，传统的工程教育模式已经越来越跟不上时代发展对工程师提出的要求。当人们意识到这之间的差距日趋增大时，来自美国、加拿大、英国、新西兰、非洲、亚洲等国家和地区的一流工程大学成立了以CDIO命名的国际组织。CDIO就是通过全世界范围广泛合作，构思和发展起来的一种新的工程教育模式。
CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(0perate)，它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。…
教育部于2008年4月成立了CDIO研究与实践课题组，一个月后在汕头大学召开了CDIO工程教育模式研讨会。一时间，全国掀起一股CDIO热，更多的高校加入到CDIO工程教育模式中来。第一批和第二批CDIO试点高校总计达39所，并引起更多机械类、电气类(包括计算机)、土木类和化工类高校的关注。
一、EDA课程介绍
浙江财经学院经过三十多年的建设，已经发展成为一所以经济、管理学科为主体，经、管、文、法、理、工多学科协调发展，办学特色明显，教育竞争力不断增强的省属财经院校。全校唯一的工科计算机专业隶属于信息学院(以下简称“我院”)。计算机应用技术学科是校级重点A类学科，2006年6月正式立项。本学科建设的指导思想是：围绕学院学科建设和发展目标，结合我院的工作实际，以学科建设为龙头，以师资队伍建设为基础，以推进学科发展为根本，坚持群众性基础研究和力争出精品并重的原则，坚持理论与应用研究并重的原则，坚持注重交叉学科研究的原则，走与专业建设相结合的道路，为浙江省的经济建设服务，为财经学院的发展以及培养高素质的计算机技术应用人才服务。
我院的EDA(Electronic Design Automation，即电子设计自动化)课程——电子技术课程设计，白2008年开课以来，受到学生的热烈欢迎。电子技术课程设计是计算机科学与技术专业学生在学完“电工与电子技术”、“数字逻辑”等课程后，对电子技术综合应用技能方面的实验训练课程，是电子技术应用能力培养的一个重要组成部分，其目的和任务是通过36学时的训练，要求学生掌握基于EDA技术的基本电子线路设计方法；理解常用硬件描述语言的使用特点、编程方法和仿真测试技术，特别是掌握VHDL的编程技术和硬件描述方法；学会使用EDA工具软件的设计应用、综合、测试和优化。
二、教学模式的改革
在财经类院校背景下，对计算机专业的培养方案做了精心的规划与设计，结合我院实际情况，对电子技术课程设计的教学模式进行了较大的变革。
1.学科交叉，适应复合型人才建设需求
传统的EDA课程仅出现在集成电路设计专业或微电子专业的培养方案中。而随着基于PLD的EDA技术发展和应用领域的扩大与深入，EDA技术在电子信息、通信、自动控制及计算机应用等领域的重要性日益突出。技术市场与人才市场对EDA的需求不断提高，产品的市场效率和技术要求也必然会反映到教学和科研领域中来。所以目前许多高校的自动化、生物医学以及计算机等非电类专业都将EDA技术课程纳入到培养计划中。我院正是基于这样的认识，于2006年在浙江省财政厅与学校的大力支持下，开始规划筹建嵌入式系统实验室并于2008年建成投入使用。
2.“做中学”，理论与实践相结合，把理论知识贯穿于工程项目的始末
传统的EDA教学模式是将理论课与实验课独立安排，虽有体系完备之优，却有理论与实践联系不紧密之劣。往往是教材停留在介绍Akera的Cyclone系列，实验设备却还是FLEXlOK系列。等到学生毕业走向工作岗位，却发现以前学校里学习的内容几乎都用不着了。因此，基于CDIO理念，本着“做中学”原则和“基于项目的教育和学习方式方法”以工程项目(包括产品、生产流程和系统)从研发到运行的过程为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式来学习EDA技术。在就业压力一年大于一年的现实环境下，使其具有一名现代工程师所必备的能力和素质，得到市场的认可。
3.优化实验项目，突出实际应用
实验项目直接面向工程设计，直接面向实际应用的全新的电子系统设计技术，直接面向实际的硬件电路系统的设计与测试。培养学生的硬件电路系统设计能力，更是培养软件设计与硬件设计有机融合以及硬件设计软件化的技术技能。
三、教学模式的实践与效果
在课程中，我们设置了乒乓球游戏电路设计、乐曲硬件演奏电路设计、PS／2鼠标与VGA控制显示游戏模块设计等工程项目。两届学生培养下来，在学生们创新思维的指导下，有多个新颖别致的实验产品被开发出来。例如，某位学生开发出同步歌词系统，即利用FPGA(Field Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)的扩展能力，用硬件描述语言VHDL设计出乐曲演奏电路，并把歌词输出到VGA显示系统同步显示出来。另有学生开发出非常流行的趣味游戏如弹球、俄罗斯方块等。还有学生开发出硬件屏幕保护系统，利用FPAG的VGA接口，通过VHDL语言把多幅图像数据存储于外部闪存并设计VGA驱动程序调用图像实现屏幕保护功能。一个个独特的实验室产品无不凸显着学生们从构思、设计、实现到运作的创新意识；从项目立项、实施到完成的团队精神。
在CDIO理念的指导下，明显感觉学生更有主动学习和钻研的积极性了，实验室开放日寸，总能看到他们忙碌的身影。随着各项改革措施的逐步实施与推进，我院这几年在大学生学科竞赛中成绩斐然。2009年全国大学生电子设计竞赛荣获全国二等奖一项，省奖多项。刚刚结束的全国大学生电子设计竞赛TI杯模拟电子系统专题邀请赛中荣获全国三等奖一项，省奖多项。另外还有挑战杯等都获得了诸多荣誉。虽然和工科类院校相比我们的成绩还有很大差距，但是我们从开始组织参加这些竞赛以来，不断突破自己、超越自己，进步之大，发展之快，与周边同类院校相比名列前茅。这些成绩的取得更坚定了我们以学科竞赛为导向的发展思路。
四、回归工程学的本质
在几乎整个20世纪，工程教育模式为学生提供了丰富的动手实践活动。技艺高超和经验丰富的工程师课程侧重于解决实际问题。但是随着时间的推移，自然科学知识和工艺技术不断发展和革新，工程教育发展成为仅仅是工程理论知识的教学，而工程实践教育越来越不被重视。以至于近些年来产业界发现，即将毕业的大学生虽然理论知识丰富，但是缺乏解决实际工程问题的能力。
富有创造力的公司，一般都有对工程师角色的独到理解，他们迫切希望自己的工程师们能够拥有各种现代工程师所必备的素质。例如，波音公司就有对工程师素质的10条要求。
(1)好的工程科技基础，包括数学(含统计学)，物理和生命科学，信息技术(其内容远多于“计算机应用技术”)。
(2)良好的设计和运作能力，即了解工程。
(3)学科交叉和系统观察力。
(4)对所从事行业的全貌有基本的了解，包括其经济状况(包括企业运作)、历史、外界环境、顾客和社会需求。
(5)良好的写作、绘图、语言表达等交流能力。
(6)职业道德和责任感。
(7)批评性和创造性思维能力，同时具有独立性和合作性。
(8)适应性，有自信并能较快适应大的变化和改革。
(9)求知欲和终身学习能力。
(10)深刻理解团队协作的重要性。
面对工程教育理论和实践之间的差距，我们必须对工程教育模式的改革肩负起责任。我们努力的结果就是培养出具有CDIO能力的工程师。
五、结语
EDA课程是一门实践性和应用性很强的课程。时代在发展，社会在进步，我们必须在现有基础上深入开展教学改革与实践，培养和造就符合业界需求的高素质人才，