集成专业CDIO二级项目建设——基于信号处理课程群构建

集成专业二级项目建设
基于信号处理课
黄海,张宏国,刘胜辉,杨光
(哈尔滨理工大学,哈尔滨150080)
摘要:以CDIO工程教育理念为指导思想,对集成专业信
号处理相关课程进行优化整合、构建了集成电路设计与
集成系统专业信号处理课程群。

所构建的信号处理课程
群可作为该专业CDIO教学改革中的二级CDIO项目。

为
本专业实施CDIO工程教育奠定基础。

关键词:信号处理;CDIO;集成电路设计与集成系统
中图分类号:G642.0文献标识码:A
文章编号:1005-913X(2013)02-0117-02
收稿日期:2012-12-13
基金项目:黑龙江省高等教育教学改革项目“集成电路设计与集成系统专业CDIO培养模式的研究与实践”
作者简介:黄海(1982-),男,内蒙古巴彦淖尔人,讲师,硕士,研究方向:教学改革。

一、引言
目前信号处理相关课程在国内外诸多高校都是本科教
育主要课程群之一,但该类课程存在理论性较强,数学公
式和数学概念较多。

学生在学习中不能理解其实质和用
途,很难将其与实际问题相结合,并运用相关工具来解决
实际的工程问题。

集成电路设计与集成系统(以下简称集
成)专业中信号处理类课程占有相当大的比重,如何提高
学生解决实际工程问题的能力是本专业亟待解决的问题。

目前多个高校开始实施针对信号与系统或数字信号处理
的课程改革,所涉及到的课程改革都是在不改变现有课程
体系结构上的教学改革,没有结合各自专业的特点,如集
成专业的数字信号处理的侧重点应与其他专业的数字信
号处理的侧重点不同。

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最
新成果。

CDIO代表构思(Conceive)、设计(Des ign)、实现(
Im plem ent)和运作(O pera te),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,培养学生的解决实际工程问题的能
力。

[1,2,4]信号处理是集成专业的一个重要研究方向,目前国
内开设集成专业的高校还没有开展该专业的CDIO工程教
育研究与实践。

本文以CDIO工程教育理念为指导,以集成
专业的教学计划为基础,对集成专业信号处理相关课程进
行优化整合、构建集成专业信号处理课程群。

所建课程群
可作为本专业CDIO工程教育培养模式下的二级CDIO项
目,为本专业实施CDIO工程教育奠定基础。

另外该项目的
成功实施对改善该专业的培养模式,提高该专业学生的实
践能力具有重要意义。

二、信号处理课程群构建的指导原则及方法
实施基于CDIO教学理念的集成专业教学改革,[3]其中
最重要的环节是建立该专业的CDIO项目。

包括:一级项
目、二级项目和三级项目。

本文所涉及的内容主要是为了
建立一个该专业的二级项目,该二级项目是以信号处理课
程群为载体,让学生掌握关联性较强的课程之间缺乏知识
的继承性和连贯性。

将各个课程中涉及的知识点有机结
合。

笔者以CDIO工程教育理念为课程群构建的指导思想,
采取理论结合实践的研究方法,构建出能突显本专业特色
的信号处理课程群。

(一)以CDIO理念为指导,构建本专业信号处理课程群
按照CDIO教学改革理念,对照现行大纲,构建以信号
与系统、数字信号处理、基于FP G A的系统设计与应用高级
数字IC设计为主线的课程群。

增加实践和工程应用环节,
重新统筹理论教学内容,去除课程间知识的重复和冗余,构
建出融传授知识、培养能力、提高素质为一体的课程群。

(二)理论结合实践,先试点试验再逐步推广
在构建课程群时采用探究式研究方法。

以小班为试点
进行实验,积累经验再逐步推广。

对于整个课程群的构建
也要先从个别课程开始,逐步扩建到整个课程群。

(三)建立有效反馈机制,及时修正课程群构建中的不足
在构建课程群的过程中,要动态调整教学内容。

为此
要建立一套有效的反馈机制。

积极听取授课教师和听课学
生的意见和建议,归纳总结及时进行调整,逐步实现课程
群构建的最优化。

(四)考虑本专业的特点,突显本专业特色
所构建的信号处理课程群要与本专业的教学计划紧密
结合,以构建本专业信号处理方向的二级CDIO项目为目
的。

充分体现CDIO的教学理念和本专业的特色。

三、主要研究内容及取得的成果
构建该专业信号处理课程群,建立该专业CDIO工程
培养模式下的二级项目。

需要解决以下主要关键性问题:
一是在构建的课程群中如何充分体现CDIO理念;二是课
程群知识点的优化整合;三是设计贯穿整个课程群的案
例。

为了解决以上问题,本文做了以下研究工作。

(一)以CDIO工程教育模式的项目构建为标准,构建
课程群
本文拟构建出集成专业信号处理课程群,该课程群包
括:信号与系统、数字信号处理、数字IC设计、基于FPG A
的系统设计与应用和高级数字IC设计。

信号与系统和数字
信号处理是本专业的学科基础课;数字IC设计和基于
FP G A的系统设计与应用是本专业的专业平台课;高级数
字IC设计是本专业的专业方向课。

课程群中课程之间的关
系如图所示。

所构建的课程群也可作为本专业CDIO教学
改革的一个CDIO二级项目。

(二)课程群教学内容优化整合
课程群所涉及的各科课程内容既具有自身的完整性,
又有一定的交叉,课程内容相互关联、相互渗透。

如果每门
课程都强调课程内容的系统性和完整性,必然造成内容多
学时少的矛盾,单门课程的教学改革很难收到理想效果。

本课程群所设计的课程中内容涉及集成电路设计的整个
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N
AND 图集成专业信号处理课程群示意图
环节,从算法到架构好后到实现。

其中信号与系统和数字信号处理属于算法领域,数字IC 设计属于架构领域,基于FP G A 的系统设计与应用和高级数字IC 设计属于实现领域。

对于一个数字系统的设计需要用到上述所有课程中涉及到的知识。

但本身课程之间又有相互重叠的内容。

构建该课程群时,笔者充分考虑了课程群内课程的关联性,重新统筹了理论教学内容,去除了课程间知识的重复和冗余,并增加实践和工程应用环节。

(三)以Ma tla b 和FPGA 为实现手段设计贯穿整个课程群的案例
该课程群中大量的理论和结论都是通过数学推导的方式得到,所以学生往往过于注重公式推导或证明,而不能理解其实质和用途。

缺乏运用工具来解决实际的工程问题的能力。

本文以Ma tla b 作为信号处理算法的验证的工具,
FP G A 作为信号处理VLS I 实现的验证工具。

充分利用其各
自的特点,以二者为该课程群的实现手段设计贯穿整个课程群的案例。

所设计案例要涵盖课程群的全部重点知识
点,并且可以遍历集成电路设计的设计流程:系统设计、算法设计、仿真验证、硬件描述语言建模及FPG A 验证。

(四)以《数字信号处理》为载体,设计了该课程群下的CDIO 三级项目
以该课程群作为本专业二级CDIO 项目,则该课程群下可构建出若干三级CDIO 项目。

以《数字信号处理》作为构建CDIO 三级项目的试点课程,设计了该课程群下的三级CDIO 项目。

设计的案例包括:基于Matla b 的FFT IP 设计和无限冲激响应数字滤波器设计等。

本文以提高学生解决工程问题能力为目构建了信号处理课程群,旨在解决原有信号处理相关课程重理论、轻实践的问题。

以CDIO 工程教育理念为指导思想,在现有集成专业信号处理课程群的基础上,构建了该专业信号处理课程群。

所构建的课程群可作为本专业CDIO 工程教育改革中的二级CDIO 项目。

所构建的信号处理课程群充分体现了集成专业的专业特点,注重信号处理算法分析设计的同时,注重其VLS I 的验证与实现。

参考文献:
[1]
顾佩华,沈民奋,李升平,等.从CDIO 到EIP —CDIO —汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究,2008(1).
[2]查建中.面向经济全球化的工程教育改革战略:“做中
学”、产学合作与国际化[J].高等工程教育,2008(1).[3]刘胜辉,崔林海,黄海.集成电路设计与集成系统专
业课程体系研究与实践[J].计算机教育,2008(22).
[责任编辑:谭志远]
用于本办法的规定。

然而,《进出口商品检验法实施条例》是国务院公布的行政法规,于2005年月12月1日起施行。

《进口可用作原料的固体废物检验检疫监督管理办法》作为部门规章,从效力上来说,是无法废止国务院制定的《进出口商品检验法实施条例》关于进口可用作原料的固体废物的规定。

四、关于进口可用作原料的固体废物检验地点的几点思考
(一)《进出口商品检验法实施条例》规定检验地点的意图《进出口商品检验法实施条例》第十六条规定:法定检验的进口商品的收货人应当持合同、发票、装箱单、提单等必要的凭证和相关批准文件,向海关报关地的出入境检验检疫机构报检;海关放行后20日内,收货人应当依照本条例第十八条的规定,向出入境检验检疫机构申请检验。

法定检验的进口商品未经检验的,不准销售,不准使用。

该条明确说明进口时如果报关地与目的地不同时,应在报关地报检,目的地检验的原则。

因为入境报检时,只在口岸对装运货物的运输工具和外包装进行了必要的检疫处理,并未对整批货物进地检验检疫,只有当检验检疫机构对货物实施了具体的检验、检疫,确认其符合有关检验检疫要求及合同的规定,货主才能获得相应的准许入境货物销售、使用的合法凭证,完成入境货物的检验检疫工作。

由此可以看出,货物入境的检验检疫分两个步骤完成,一部分在报关口岸,一部分在目的地。

报关口岸要防止病、虫、害传入国内,同时又需迅速通关,防止货物在口岸堆积,所以费时费力的检验工作就放在了目的地进行。

(二)进口可用作原料的固体废物检验地点定在卸货口岸的原因分析
进口可用作原料的固体废物进口前需获得国家环保总局的审批,获得《固体废物进口许可证》,并需进行装运前检验。

《进口可用作原料的固体废物检验检疫监督管理办法》第三十一条规定:装运前检验机构应当在国家质检总局规定的检验业务范围和区域内按照中国环境保护控制标准和装运前检验规程实施装运前检验。

也就是说,装运前检验一定要进行环保项目的检验。

货物到达口岸后,检验检疫机构应当依照国家环境保护控制标准及检验检疫规程在入境口岸对进口废物原料实施卫生检疫、动植物检疫、环保项目检验等项目的检验检疫。

实际上,这是检验检疫机构是对装运前检验结果的一个复验。

由此可见,进口可用作原料的固体废物进口面临着许多风险,主要是卫生、动植物和环保上的风险。

所以,环保检验比品质检验更为重要,所以进口可用作原料的固体废物检验地点定在卸货口岸,检验的内容主要是环保项目。

五、总结
进口可用作原料的固体废物检验地点定在卸货口岸,检验项目为环保项目。

这就颠覆了正常货物入境报检和检验的一般流程,从而造成检验地点在认知上的困难。

而《进口可用作原料的固体废物检验检疫监督管理办法》的详细规定和进口可用作原料的固体废物报检的实践做法,有必要对《进出口商品检验法实施条例》第十八条规定作出修正。

参考文献:
[1]国家质检总局报检员资格考试委员会编.报检员资格
全国统一考试教材2012版[M].北京:中国标准出版社,2012:115-116.
[责任编辑:张伟]
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