以“工程認證”為導向的DSP課程教學模式的探索

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;構建新的考核評價體系。

【關鍵詞】 工程認證;DSP課程;教學模式;任務驅動法

隨著2013年6月19日加入《華盛頓協議》，標志著中國的高等教育步入國際化的軌道。該協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定了專業在學生能力、培養目標、畢業要求、課程體系、師資隊伍等方面的要求。[1]DSP課程作為電信專業的主干課程，擔任著培養學生能力的重擔，也要滿足學生畢業能力達成度的要求，因此必須根據工程認證的新要求、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對本科生畢業能力的要求

在華盛頓協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，電子信息類專業對學生畢業能力有工程知識、問題分析、設計/開發解決方案等十幾種要求，[2]歸納為：第一，面向內/外部技術問題，模擬解決現代復雜工程問題的能力，即學生運用專業知識、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生應具有的社會能力，即學生應具有的綜合素質和職業發展能力，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狀

DSP課程涉及的知識面非常寬，主要有 DSP的硬件結構以及數字信號處理的算法等，而且近年來新型號芯片不斷涌現，新的開發工具層出不窮，相反理論教學只有32學時，如果還采用傳統的教學模式，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生能力的要求，因此，改變現有的教學方法，探索新的教學模式勢在必行。

三、根據工程認證的新要求，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，主要培養學生的系統設計能力。本課程以TI的OMAP138為教學對象，該芯片內部結構復雜，功能強大，資源非常豐富，如果僅依靠32學時的理論教學，很難達到課程開設的目的，也不能實現該課程在畢業生能力達成度中的作用，因此對該課程傳統教學方法的改革迫在眉睫。針對本門課程的特點，經過連續幾年的探索，總結出“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學生傳授知識的方法。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、發展歷程、內部結構和存儲器分布等知識點，為后面的學習打下基礎。工程認證提倡的是以學生為中心，即教學設計（學什么）、教學過程（怎么學）、教學評價（學得如何），改變傳統工科專業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的開發環境、DSP的片內外設等內容。例如教師首先講授DSP片內外設的結構、功能和使用方法，教師現場利用DSP開發板給學生演示相關的功能和用法，學生就可以跟著教師的節奏在DSP開發板上進行調試和操作，不斷修改程序中的不同參數，分析實驗結果，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，從而滿足電信專業工程認證中對學生畢業達成度的要求。同時教師在現場給學生指導、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，在后續的教學中根據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，也是教學環節中非常重要的一個階段。

第三階段，采用任務驅動法。任務驅動法以解決問題、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，轉變為組織、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。

在本階段教師應結合學生的認知規律和DSP課程的特點，教師精心設計任務，使學生覺得該任務具有可操作性、挑戰性和綜合性，學生通過查閱大量資料，每一組學生經過討論，提出設計方案，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，去完成模塊設計，在設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，或去網絡查找資料，也可以小組范圍內討論。設計好后進行調試分析，課上每組選出代表對設計方案進行講解和論述，最后由教師進行點評和總結，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和提高，同時也讓學生感受了團隊之間協作的重要性，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計性的學習，真正會使用DSP進行系統設計，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，培養學生的系統設計能力和解決復雜問題的能力，因此，實驗環節必須增加設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以學生為中心，使其能積極參與實驗的分析和設計。在實驗的初期，教師只給出實驗要求，學生根據需求分析，自己查閱文獻資料，提出系統的設計方案，教師可以給學生的設計方案把把關，最后由學生完成實驗內容。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，提高學生畢業達成度，以滿足工程認證的要求。

3、重新構建DSP課程的評價體系

重新構建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重共同構成。平時成績最主要的來源就是學生平時上課的表現，以及上課討論的完成情況。筆試就是考查學生對DSP的概念、內部結構、編程思想和片內外設應用的掌握程度。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系統設計的能力。

四、結語

為了滿足工程認證對學生畢業達成度的要求，對DSP課程的教學模式連續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的設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. 以專業認證為導向的課程教學模式改革——以電子技術課程設計為例[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”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、數字信號處理等方面的教學與研究.