楊萍 張玉杰 楊勇強 李秦君
本文為陜西科技大學教學改革研究項目(項目編號:17Y064)
【摘 要】 針對DSP課程在教學方法方面存在的諸多不足,應建立以“工程認證”為導向的任務驅(qū)動法DSP課程教學新模式,理論教學采用三層遞進式教學方法;實踐教學采用學生為主、教師為輔的方法;構(gòu)建新的考核評價體系。
【關(guān)鍵詞】 工程認證;DSP課程;教學模式;任務驅(qū)動法
隨著2013年6月19日加入《華盛頓協(xié)議》,標志著中國的高等教育步入國際化的軌道。該協(xié)議主要針對國際上本科工程教育學位資格互認,為此中國的通用標準規(guī)定了專業(yè)在學生能力、培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、課程體系、師資隊伍等方面的要求。[1]DSP課程作為電信專業(yè)的主干課程,擔任著培養(yǎng)學生能力的重擔,也要滿足學生畢業(yè)能力達成度的要求,因此必須根據(jù)工程認證的新要求、新思路對DSP課程的教學模式進行探索和改革。
一、工程認證背景下電信專業(yè)對本科生畢業(yè)能力的要求
在華盛頓協(xié)議中提出的工程認證對學生能力的國際化認證有著非常重要的意義,電子信息類專業(yè)對學生畢業(yè)能力有工程知識、問題分析、設(shè)計/開發(fā)解決方案等十幾種要求,[2]歸納為:第一,面向內(nèi)/外部技術(shù)問題,模擬解決現(xiàn)代復雜工程問題的能力,即學生運用專業(yè)知識、技能和學以致用的能力。第二,面向從事解決復雜工程問題畢業(yè)生應具有的社會能力,即學生應具有的綜合素質(zhì)和職業(yè)發(fā)展能力,而DSP課程無疑扮演者舉足輕重的作用。
二、DSP課程的特點和教學現(xiàn)狀
DSP課程涉及的知識面非常寬,主要有 DSP的硬件結(jié)構(gòu)以及數(shù)字信號處理的算法等,而且近年來新型號芯片不斷涌現(xiàn),新的開發(fā)工具層出不窮,相反理論教學只有32學時,如果還采用傳統(tǒng)的教學模式,以教師為中心,只注重教師的“教”,給學生滿堂灌,不考慮學生學習的效果,只能適得其反,學生不愿意聽課,甚至是抵觸,更談不上滿足工程認證對畢業(yè)生能力的要求,因此,改變現(xiàn)有的教學方法,探索新的教學模式勢在必行。
三、根據(jù)工程認證的新要求,探索新的課程教學模式
1、采用“遞進式”新的理論教學方法
DSP課程是一門實踐性很強的課程,主要培養(yǎng)學生的系統(tǒng)設(shè)計能力。本課程以TI的OMAP138為教學對象,該芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜,功能強大,資源非常豐富,如果僅依靠32學時的理論教學,很難達到課程開設(shè)的目的,也不能實現(xiàn)該課程在畢業(yè)生能力達成度中的作用,因此對該課程傳統(tǒng)教學方法的改革迫在眉睫。針對本門課程的特點,經(jīng)過連續(xù)幾年的探索,總結(jié)出“遞進式”新的教學方法,[3]即把DSP課程的32學時劃分成三個遞進的階段來完成。
第一階段:主要采用講授法。講授法是教師通過口頭語言向?qū)W生傳授知識的方法。學生在剛開始學習DSP課程的時候,教師可以通過講授法介紹DSP的概述、發(fā)展歷程、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和存儲器分布等知識點,為后面的學習打下基礎(chǔ)。工程認證提倡的是以學生為中心,即教學設(shè)計(學什么)、教學過程(怎么學)、教學評價(學得如何),改變傳統(tǒng)工科專業(yè)教育中的以教師為中心的教學理念。因此,應用講授法教學就不再是主要的教學手段,只用4學時,占總學時的1/8。
第二階段,主要采用演示法。演示法是教師在教學時,通過現(xiàn)場給學生演示實驗,讓學生對所學知識建立感性的認識。演示法教學能引起學習的興趣,集中學生的注意力,有助于學生對所學知識的鞏固。
本階段在實驗室授課,教師可以采用該教學方法給學生講解DSP的開發(fā)環(huán)境、DSP的片內(nèi)外設(shè)等內(nèi)容。例如教師首先講授DSP片內(nèi)外設(shè)的結(jié)構(gòu)、功能和使用方法,教師現(xiàn)場利用DSP開發(fā)板給學生演示相關(guān)的功能和用法,學生就可以跟著教師的節(jié)奏在DSP開發(fā)板上進行調(diào)試和操作,不斷修改程序中的不同參數(shù),分析實驗結(jié)果,從而增加學生動手的機會,使學生對所學知識加深理解,增強學生實踐能力,從而滿足電信專業(yè)工程認證中對學生畢業(yè)達成度的要求。同時教師在現(xiàn)場給學生指導、答疑,也可以全面了解學生對知識點的掌握情況,再反饋到教學方法中,在后續(xù)的教學中根據(jù)學生掌握的情況做到有的放矢,如此以來就真正做到以學生為中心,強調(diào)學生學到了哪些能力,而不僅僅追求教師教了哪些知識。本階段占用20學時,占總學時的5/8,也是教學環(huán)節(jié)中非常重要的一個階段。
第三階段,采用任務驅(qū)動法。任務驅(qū)動法以解決問題、完成任務為主的多維互動式的教學理念,形成了“以任務為主線、教師為主導、學生為主體”的基本特征,教師就從講授、灌輸,轉(zhuǎn)變?yōu)榻M織、引導,使學生在學習過程中處于主導地位,這也符合工程認證中“以學生為主”的指導思想。
在本階段教師應結(jié)合學生的認知規(guī)律和DSP課程的特點,教師精心設(shè)計任務,使學生覺得該任務具有可操作性、挑戰(zhàn)性和綜合性,學生通過查閱大量資料,每一組學生經(jīng)過討論,提出設(shè)計方案,每組的組長再把任務細化,讓每個組員負責具體的一個模塊,組員就會按照任務的要求,去完成模塊設(shè)計,在設(shè)計的過程中肯定會遇到各種各樣的問題,這樣就將以往的學習習慣“要我學”變成了“我要學”,學生成為學習的主體,學習的主動性就大大提高了,為了解決問題,學生再去翻閱教材,或去網(wǎng)絡(luò)查找資料,也可以小組范圍內(nèi)討論。設(shè)計好后進行調(diào)試分析,課上每組選出代表對設(shè)計方案進行講解和論述,最后由教師進行點評和總結(jié),教學相長,不斷提高教師的教學水平和學生的學習效果,最后使學生受益。解決問題的過程就是學生能力的培養(yǎng)和提高,同時也讓學生感受了團隊之間協(xié)作的重要性,真正有了團隊精神。該階段能讓學生對DSP從驗證性學習逐步過渡到設(shè)計性的學習,真正會使用DSP進行系統(tǒng)設(shè)計,該階段共8學時,占總學時的1/4。
2、實踐教學的改革
DSP的實踐課程是檢驗理論課中所學的算法,也是加深對理論知識的理解,培養(yǎng)學生的系統(tǒng)設(shè)計能力和解決復雜問題的能力,因此,實驗環(huán)節(jié)必須增加設(shè)計性和綜合性的實驗,但這務必增加學生在實驗的時間,因此如果全天開放DSP實驗室,讓學生有機會多進實驗室,則實驗的效果會大大提高。[4]
工程認證的指導思想是以學生為中心,注重學生學得效果,因此實踐教學也必須強調(diào)以學生為中心,使其能積極參與實驗的分析和設(shè)計。在實驗的初期,教師只給出實驗要求,學生根據(jù)需求分析,自己查閱文獻資料,提出系統(tǒng)的設(shè)計方案,教師可以給學生的設(shè)計方案把把關(guān),最后由學生完成實驗內(nèi)容。在實驗過程中,教師進行答疑,從而提高學生的自學能力和參與感,磨練團隊精神,實驗完成后學生的獲得感大大增加,更好地激發(fā)學生對這門課程的興趣,和理論教學形成良性互補,提高學生畢業(yè)達成度,以滿足工程認證的要求。
3、重新構(gòu)建DSP課程的評價體系
重新構(gòu)建DSP課程的評價體系,期末成績由平時成績、筆試和實驗成績按照一定的權(quán)重共同構(gòu)成。平時成績最主要的來源就是學生平時上課的表現(xiàn),以及上課討論的完成情況。筆試就是考查學生對DSP的概念、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、編程思想和片內(nèi)外設(shè)應用的掌握程度。實驗考試就是讓學生在做過的實驗中,隨機抽取一個實驗,并且給一定的準備時間,考核學生DSP系統(tǒng)設(shè)計的能力。
四、結(jié)語
為了滿足工程認證對學生畢業(yè)達成度的要求,對DSP課程的教學模式連續(xù)三年進行了探索和改革,理論教學采用三層遞進式教學方法,實踐教學采用學生為主,教師為輔的方法,同時利用新的考核評價體系。最明顯的收效是學生的學習積極性空前高漲,三年來學生該門課程的成績比對表明,成績提高20%左右,在與畢業(yè)生的座談中,學生對該門課程反映良好,在本課程中增強了嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計能力和團隊合作能力,達到了預期效果。
【注 釋】
[1] 張曼,徐英英,楊勇強.“基于工程教育專業(yè)認證的工程制圖課程改革[J]. 新西部,2015.35.156-157.
[2] 張震宇,鄭玉珍,王子輝. 以專業(yè)認證為導向的課程教學模式改革——以電子技術(shù)課程設(shè)計為例[J].浙江科技學院學報,2016.28(3)244-248.
[3] 陳朝陽,李小魁,李娜.DSP原理及應用課程的層次遞進體系教學方法研究[J].教育教學論壇,2015.28(7)164-165.
[4] 熊承義,侯建華.“DSP技術(shù)”本科課程教學改革與探索[J].高等理科教育,2008.82(6)94-96.
【作者簡介】
楊 萍(1979—)女,漢族,陜西長安人,碩士研究生,陜西科技大學電信學院講師,主要從事信號檢測、數(shù)字信號處理等方面的教學與研究.