易吉良　譚會(huì)生　石偉　李中啟　李軍軍

摘要：為解決“DSP原理與應(yīng)用”課程教學(xué)內(nèi)容多而課時(shí)少、實(shí)踐性強(qiáng)而實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)有限等問題，通過提煉課程關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)全局及局部問題，開展基于問題（Problem）的理論教學(xué)方式；采用小組學(xué)習(xí)并配發(fā)DSP開發(fā)板拓展學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)間和空間，開展基于項(xiàng)目（Project）的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，使實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)同步；利用信息化（Informatization）平臺(tái)共享學(xué)習(xí)資源并增強(qiáng)互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)性學(xué)習(xí)；經(jīng)過改革實(shí)踐，教學(xué)效果提升明顯。

關(guān)鍵詞：DSP課程；問題式；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)；信息化

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）52-0180-02

“DSP原理與應(yīng)用”是電類專業(yè)的重要課程，主要介紹DSP芯片原理及其在功率器件控制和信號處理應(yīng)用系統(tǒng)等領(lǐng)域的軟硬件設(shè)計(jì)技術(shù)，培養(yǎng)滿足相關(guān)行業(yè)發(fā)展需求的新工科人才。國內(nèi)外已有的DSP課程教學(xué)改革針對該課程知識(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，從教學(xué)內(nèi)容和形式、實(shí)踐教學(xué)組織以及考核方式等方面進(jìn)行了大量的探索。

一、傳統(tǒng)DSP課程教學(xué)存在的問題

“DSP原理與應(yīng)用”課程以電子技術(shù)、單片機(jī)和數(shù)字信號處理等課程為基礎(chǔ)，課程涉及知識(shí)面廣。核心內(nèi)容包括DSP芯片內(nèi)部的硬件資源及軟件開發(fā)，逐一講解需要大量的時(shí)間。傳統(tǒng)的DSP課程理論教學(xué)一般是教師講學(xué)生聽的單向知識(shí)傳輸模式，學(xué)生缺乏主動(dòng)性與參與性。而在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，一般以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新性因素，學(xué)生只知其然，不知其所以然。另外，DSP課程一般開設(shè)在大三下學(xué)期或大四上學(xué)期，學(xué)生面臨找工作或考研壓力，心態(tài)發(fā)生了變化，導(dǎo)致到課率低、到而不學(xué)問題嚴(yán)重。破解這些問題，需要將課程學(xué)習(xí)與學(xué)術(shù)水平及工作技能相結(jié)合，同時(shí)增強(qiáng)課堂趣味性和互動(dòng)，把學(xué)生吸引到課堂中來。一般DSP課程學(xué)時(shí)為32個(gè)理論學(xué)時(shí)加8實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，理論課時(shí)少，實(shí)驗(yàn)的次數(shù)少，傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。因此，讓學(xué)生在短課時(shí)條件下較好地掌握DSP的基本知識(shí)并具備初步開發(fā)能力，需要對課程教學(xué)方式和內(nèi)容進(jìn)行改革。

二、教學(xué)改革措施

本教學(xué)改革通過提煉DSP課程核心知識(shí)點(diǎn)，設(shè)計(jì)基于問題的理論教學(xué)和基于項(xiàng)目的實(shí)踐教學(xué)模式，采用小組學(xué)習(xí)形式和配發(fā)DSP開發(fā)板，打破理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的界限；采用信息化教學(xué)平臺(tái)共享資源和增強(qiáng)互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生在短學(xué)時(shí)情況下初步具備DSP系統(tǒng)開發(fā)能力，對接社會(huì)用人需求。

1.基于問題的理論教學(xué)。針對DSP課程教學(xué)內(nèi)容，通過理清課程關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，將授課內(nèi)容按照課時(shí)分配到每講，設(shè)計(jì)基于問題的各講核心知識(shí)的思維導(dǎo)圖（圖1），清晰地描述每講的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在，并形成課程知識(shí)鏈，闡明每講知識(shí)在整個(gè)課程中的地位和作用，讓學(xué)習(xí)生明確學(xué)習(xí)方向。設(shè)計(jì)的問題包括局部問題和全局問題。局部問題為理解每講核心內(nèi)容而設(shè)計(jì)，故需要分析每講的知識(shí)結(jié)構(gòu)和知識(shí)點(diǎn)，提煉其關(guān)鍵核心知識(shí)點(diǎn)，再針對其設(shè)計(jì)問題和精選案例。全局問題在課程的開始就提出，但需要學(xué)習(xí)完本課程后才能很好完成。全局性問題來源教師科研課題或?qū)嶋H工程案例，包括軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)、接口使用等，設(shè)計(jì)時(shí)注意問題的難易程度和學(xué)生可接受程度，把握原理性和工程性尺度。

2.實(shí)踐教學(xué)改革。本課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的DSP硬件及軟件設(shè)計(jì)能力，這些能力需要不斷實(shí)踐才能掌握。通過成立DSP學(xué)習(xí)小組，每個(gè)小組配發(fā)一塊DSP開發(fā)板，每講的課后練習(xí)除理論作業(yè)外，還必須在開發(fā)板上完成相關(guān)實(shí)踐項(xiàng)目，在理論教學(xué)的同時(shí)讓學(xué)生得到實(shí)踐鍛煉，使實(shí)踐教學(xué)和理論教學(xué)同步。

實(shí)踐環(huán)節(jié)的任務(wù)包括個(gè)人項(xiàng)目和小組項(xiàng)目，個(gè)人項(xiàng)目主要完成基本實(shí)驗(yàn)，主要完成圖1中的局部問題，讓學(xué)生熟悉DSP的硬件及CCS開發(fā)環(huán)境，這些實(shí)驗(yàn)在完成基本功能的基礎(chǔ)上還需實(shí)現(xiàn)差異性功能，如顯示個(gè)人信息等。在解決圖1中的全局問題時(shí)，以學(xué)習(xí)小組合作完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如利用開發(fā)板實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)控制，規(guī)定實(shí)現(xiàn)電機(jī)啟停、加減速和小組信息顯示等基本功能，還必須自由開發(fā)創(chuàng)新性功能作為加分項(xiàng)。為保證實(shí)驗(yàn)效果，加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的驗(yàn)收環(huán)節(jié)的管理。老師對每個(gè)學(xué)生個(gè)人項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)收，并隨機(jī)提問檢查學(xué)生對相關(guān)知識(shí)的掌握程度，作為實(shí)踐考核的重要組成部分。

3.引入信息化教學(xué)平臺(tái)。本課程在教學(xué)改革過程中引入信息化技術(shù)，一方面，采用微信公眾號擴(kuò)展教學(xué)區(qū)間。考慮到課程課時(shí)少，教學(xué)區(qū)間短，為讓學(xué)生對課程有初步的認(rèn)識(shí)，在開課之前，讓學(xué)生提前關(guān)注自建的微信公眾號，不定期推送課程的背景知識(shí)、社會(huì)應(yīng)用、工作薪酬和學(xué)習(xí)方法等相關(guān)信息，吸引學(xué)生的關(guān)注度，使學(xué)生在正式上課前對課程就有了一定程度的認(rèn)識(shí)。同時(shí)通過公眾號進(jìn)行學(xué)習(xí)調(diào)查，了解學(xué)生更希望采用怎樣的教學(xué)過程，并通過留言管理精選學(xué)生留言進(jìn)行發(fā)布，提高互動(dòng)積極性。在教學(xué)過程中對各小組的學(xué)習(xí)效果和互動(dòng)成績在公眾號及時(shí)公布，提高其學(xué)習(xí)積極性。另一方面，采用超星“學(xué)習(xí)通”貫穿教學(xué)全過程。學(xué)生在課前預(yù)習(xí)核心知識(shí)、課中研究討論、課后作業(yè)等環(huán)節(jié)均有效利用“學(xué)習(xí)通”。通過將具體軟件應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)步驟環(huán)節(jié)預(yù)錄視頻發(fā)布在學(xué)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生結(jié)合DSP開發(fā)套件跟隨視頻學(xué)習(xí)，節(jié)省課堂時(shí)間。對于課程的全局任務(wù)問題和局部任務(wù)問題，將課程PPT發(fā)布在學(xué)習(xí)平臺(tái)上，讓學(xué)生提前思考與預(yù)習(xí)。學(xué)生對不理解的內(nèi)容可以在平臺(tái)上留言，個(gè)別學(xué)生的問題直接在平臺(tái)回復(fù)，普遍性問題在課堂上統(tǒng)一討論和解答。在平臺(tái)上建立作業(yè)庫，課堂考勤、作業(yè)布置和批改、平時(shí)成績統(tǒng)計(jì)也借助學(xué)習(xí)平臺(tái)完成。本課程的學(xué)習(xí)平臺(tái)主頁和公眾號部分界面如圖2所示。

三、改革效果

通過梳理關(guān)鍵核心知識(shí)點(diǎn)，構(gòu)建PPI的DSP課程教學(xué)方法，扭轉(zhuǎn)了高年級學(xué)生特別是大四學(xué)生到課率低、到而不學(xué)的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了讓學(xué)生在短學(xué)時(shí)情況下掌握課程核心知識(shí)，初步具備DSP系統(tǒng)開發(fā)能力。通過精心設(shè)計(jì)問題，引導(dǎo)學(xué)習(xí)小組的合作交流學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。所有問題針對每講核心知識(shí)點(diǎn)或共性知識(shí)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生不僅從原理思路掌握DSP工作原理，也使學(xué)生在面對紛繁復(fù)雜的各類應(yīng)用時(shí)能夠以不變應(yīng)萬變。

四、結(jié)語

通過PPI的DSP課程教學(xué)改革實(shí)踐，證明了基于問題的理論教學(xué)模式能夠抓住課程核心知識(shí)主線，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，理清課程知識(shí)脈絡(luò)。基于項(xiàng)目的實(shí)踐教學(xué)能夠擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)時(shí)空，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖永江，張興嬌，馬文科，柯月琴.DSP技術(shù)課程教學(xué)要點(diǎn)及教學(xué)方法探討[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2017，34（4）：205-206，211.

[2]仲元紅，謝禮瑩，吳華，陳禮，朱斌.面向應(yīng)用的DSP技術(shù)課程改革研究與探索[J].教育教學(xué)論壇，2018，（30）：86-87.