时间：2024-07-25 来源：网络搜集 关于我们 0
点击蓝字 / 关注我们
近年来，学校坚持立德树人，持续深入推进教学模式与培养模式改革，建设高水平挑战性研究型教学体系，认定了“通信原理+综合课程设计”等100门“挑战性学习课程示范课”“教学方法与考核方式改革示范课”“新生研讨课示范课”“核心通识课示范课”等多类型校级标杆课程，持续打造形成校级标杆课程体系，示范引领教学改革，提升质量实效。成电微教务开设“标杆课程展播”栏目，将陆续分享标杆课程优秀案例。本期推出自动化工程学院卢有亮老师的挑战性标杆课程“数字设计FPGA应用”，请跟随教务君一起来了解与体验~
主讲教师介绍
卢有亮：主持挑战性学习课程“数字设计FPGA应用”线下及线上建设，主讲的“数字逻辑设计及应用”慕课获首批国家级一流本科课程。主持多项教改项目及实验项目，发表多篇教改和教学论文，主编和参编多本教材。获得优秀主讲教师及本科教学优秀奖、五粮液奖等奖励，带队参加全国大学生电子设计竞赛获奖多项。主研多项科技项目，擅长数字电路算法级优化设计、测控系统开发、FPGA等，获得四川省科学技术进步奖，授权专利和发表论文多篇。
课程介绍
课程目标
“数字设计FPGA应用”课程适用于电子信息类专业，针对已学习了“数字逻辑设计及应用”课程，有初步数字设计基础的学生，使学生深入掌握FPGA及HDL语言的开发，能够进行有难度的FPGA应用实践。通过理论教学和工程性、挑战性设计的实践，使学生掌握FPGA开发知识和技巧，掌握现代数字系统的设计方法，具备较强的动手设计数字系统的能力，最终提高综合素质。设计内容基于工程，由浅入深，通过挑战式学习及团队协作，开题和答辩、讨论环节，培养学生的知识应用能力、团队合作能力、查找资料的能力、分析解决问题的能力，最终培养较强的综合能力。通过该门课程的学习，学生具备了数字系统及FPGA开发工程师的基本能力，对于后续深造和就业打下良好的基础。
课程建设历程
起步（2014-2015）
01
2014-2015-1学期（第1次）开设了“基于FPGA开发板的数字逻辑电路设计与实现”课程，作为数字电路课程的进阶课程。并于2014-2015-2学期继续开设（第2次），使用Basys2开发板作为实验平台。两个学期的教学使学生取得了一定的收获，可以完成如串行通信、VGA显示等一般的FPGA开发，对学生就业及深造产生了积极的影响。
更名与口袋实验板、教材建设（2015-2016）
02
根据课程的特点，将课程更名为“数字设计FPGA应用”，2015-2016-2学期继续开设（第3次）。课程在小班教室讲授，采用研究型、讨论式的方法进行授课，收到较好的效果并积累了一些设计题目和建设经验。申请了实验项目“基于ARTIX_7系列的数字设计FPGA应用实验”并获得批准。自主设计的实验板支持在最新的VIVADO下进行开发，具备DA及行列键盘、扬声器等，并在2017年完成设计。同时，开始撰写教材《Xilinx FPGA原理与实践—基于VIVADO和Verilog HDL》。
“挑战性”课程、教学案例、论文、新教材（2017-2020）
03
2017到2020连续开设（4-7次）课程。教材的出版和自主设计口袋实验板增强了课程的质量。课程从理论与实践相结合逐步提升挑战性和工程性，重视学生能力培养。2017年和2018连续提交多个教学案例收入学校出版的案例集。2018年12月发表教改论文”数字设计FPGA 应用课程的挑战式实验教学设计“。目前不断总结教学经验，积累了大量的设计题目和资料，不断探索在有限的时间内使学生的收益最大化。正在撰写新教材《数字设计FPGA应用》，努力撰写高质量、具备从理论到高层次实践的好教材。2020年获挑战性学习课程认定。
中国大学慕课建设
04
从2018年8月至今，在中国大学慕课平台连续开设“数字设计FPGA应用“5个学期，平均每学期选课人数7000左右。线下上课的同学可以在遇到困难时，通过线上课程获得帮助。
课程特点
01
以设计题目为主导的自主学习与教师针对性辅导相结合。设计题目来源于教学和科研积累并进行加工，对于关键问题讲解和引导，适用于学生能力的培养。
02
由简到难循序渐进的课程设计题目引出方法。中期设计难度适中，适用于巩固知识和提升应用能力。在中期之后，对关键问题进行总结和梳理，引导学生进行大设计开题，具备挑战性，要求符合一般的工程设计难度。
03
真实工程场景的大设计。分组模拟了真实工程实现场景，学生提高了团队合作和沟通能力。设计包含了选题开题、设计及答辩环节，与工作中项目开发真实场景类似。
04
以设计成果（包括设计报告、演示小视频）及答辩成绩为核心的考核方式。
05
以自主设计的FPGA口袋实验板及开放实验室为支撑的课程设计实现平台。
06
以课上理论学习和设计、答疑、验收为主，以讨论群和中国大学慕课等为辅助的线下教学方式。
07
好奇、成就、喜悦激励机制。从第一节课就用以往的设计激发学生学习兴趣，通过不断更新和精心设计的挑战性问题，引导师生互动，使学生对课程有“想学”的好奇心和冲动感，学习过程中不断取得进展的喜悦感，课程结束时获得的充分的成就感。
课程重要性
该课程是对数字系统设计的理论总结和实践升华，旨在培养学生的知识应用能力、团队合作能力、查找资料的能力、分析解决问题的能力，最终培养较强的综合能力。通过该门课程的学习，学生具备了数字系统及FPGA开发工程师的基本能力，对于后续深造和就业打下良好的基础。
教学难点
大课程设计具备挑战性，具有一定的工程难度，学生基础不一致。
解决方法
通过学生分组、教师及助教的课内及课外的指导，线下线上的混合方式解决关键问题。
教学效果
完成了纯硬件示波器、信号发生器、图像边沿检测、愤怒的小鸟、打砖块等比较复杂的项目，FPGA及数字电路设计水平得到了飞跃。
学生评价
在这门课上，对于有共性的问题，教师给予了集中的讲解，对于个别问题，教师和助教给予及时指导。这门课程使我们收获了知识，提升了实践能力，树立了信心，完成课程任务后充满了成就感。
来源：自动化工程学院
推荐阅读
10余篇高水平论文，这个本科生学习小组不简单！
英才学院两个项目入选2021年国家级大学生创新创业训练重点支持领域项目
英才学院本科生在通信领域旗舰会议GLOBECOM上发表论文
软件学院本科生在多媒体领域顶级会议ACM MM发表论文
- END -
本期主编 | 盛丽
尽情分享朋友圈 | 转载联系小编授权 | 诚挚欢迎留言投稿
成电微教务 | 用心服务
学习 | 分享 | 阅读 | 交流
- END -
