CDIO導向的項目驅動式DSP課程的實踐及探索

孫偉忠

【摘要】以CDIO工程教育模式理念、教學大綱和標準為導向，結合項目驅動式教學理念和實踐方法，分析DSP原理與設計課程的特點及其目前教學現狀，在教學內容、教學模式、教學手段、教學方法等方面進行一系列改革，使培養出的畢業生在工作的適應性和從事專業的具體要求方面，更加適合社會的需求。

【關鍵詞】DSPCDIO項目驅動式教學改革《DSP原理與應用》課程是國內外自動化、電子信息工程、通信工程、電子信息科學與技術等專業開設的一門專業選修課程。該課程是一門理論與實際緊密結合的課程，它涵蓋的知識面廣，以數字電路、數字信號處理等課程作前期基礎，不僅要求學生熟悉DSP的基本結構、指令系統和開發環境，還要掌握數字信號處理，甚至是圖像處理的基本理論和算法，并會使用匯編語言和C/C++語言等進行算法開發，因此課程在各個教學環節都存在一定難度。

CDIO指的是Conceive—Design—Implement—Operate（構想—設計—實施—操作），這種模式是國外近年來研究、探索和實踐建立的一種先進的工程教育模式。將教學內容與工程實踐緊密聯系在一起，在理論課堂教學中強化實踐教學，提高學生的工程意識和工程素養，構建一個新型課程教學模式，即發揮了教師的主導作用又體現了，又體現了學生的主體作用，調動了學生參與的積極性，使教學質量得到了大幅提高。

一、課程教學現狀

《DSP原理與應用》課程涵蓋知識面寬、理論知識要求高且實踐性強，課程內容難度較大。特別是近幾年DSP及嵌入式系統設計技術的飛速發展，舊的DSP處理器不斷淘汰，新的處理器不斷涌現，以至于該課程教學上出現與社會實際脫離，實驗教學環節較薄弱，學生應對實際項目能力不足等問題。

第一，教學上出現與社會實際脫離。大多數的高校開設這門課程，都是以TI公司生產的2000系列和5000系列的DSP為代表，而在實際應用中2000系列和6000系列的DSP是主流的發展方向。因此在教學內容方面存在的與社會實際需求脫節的問題，這樣會出現學而無用現象，在未來就業中造成學生應用能力差，不能快速適應工作崗位要求的情況。

第二，實驗教學環節較薄弱。傳統教學方式，總是以“教師”為中心，學生被動地被老師帶著走，這種單一的教學方法，很難提高學生們的積極性。實踐太少，經驗不足，導致許多學生理論上理解老師所說的一些知識，但在實踐中不知道如何去運用。還有許多大學生自主學習能力不高，老師布置的任務只會讓他們更被動，不利于他們提高學習的興趣和熱情。傳統的教學方式難以滿足學生的專業發展需求，對學生整體能力的提升也會產生阻礙性影響。

第三，學生應對實際項目能力不足。越來越多的用人單位發現剛畢業的大學生，并不能獨立地開發一個項目，綜合運用知識，解決實際問題。而教學內容與社會實際生產相脫離、教學方法落后是造成這種現狀的主要原因。

二、課程教學改革路徑

以CDIO教學模式為導向，結合項目驅動式教學理念和實踐方法，對《DSP原理與應用》這門課程進行實踐和研究。

首先，以實際應用為出發點，順應社會發展方向。從社會需求角度調研企業對DSP技術人才的素質、能力、知識的要求，通過走出去，請進來，問卷調查和實地調查等方法，了解社會需要怎樣的專業人才。根據調查結果調整教學內容，從TI公司的5000系列DSP更改為6000系列DSP，重新制定教學計劃、教學大綱、實驗大綱、教學課件和教案等一系列教學文件，從教學內容上做到與市場接軌。引入主流實驗設備，對專業教師系統培訓，提升教師專業技能和教學水平，使專業教師掌握主流技術。通過這些措施，使教學內容滿足市場需求，這樣才能培養出在知識結構上滿足用人單位需求的學生。

其次，以CDIO教學模式為導向，激發學生學習內動力。目前，學生普遍存在眼高手低、理論聯系實踐能力不強等問題。因此，在教學中我們要引入CDIO教學模式，并以CDIO工程教育模式為導向，制定課程的教學計劃、教學內容和教學過程設置，完成演示實驗指導書和過程綜合性實踐環節指導書的修訂。將教學內容與工程實踐緊密聯系在一起，對培養學生工程思維和工程設計能力進行了有益嘗試，提高學生的工程意識和工程素養，構建一個新型課程教學模式。我們不僅在教學模式上大膽嘗試，而且在具體操作上還要精心安排。布置學生獨立進行電路硬件設計，并在此基礎上進行軟件的編寫和仿真，讓學生真正成為教學中的主體，使學生對硬件的設計和軟件的編程及它們之間的關系有深入了解，這樣學習起來既提高了學習興趣又提高了教學效果。社會在發展，對人才的專業能力、理論知識掌握情況等提出了更高要求，也更加關注人才的專業程度、創新能力等方面。CDIO教學模式將理論知識考核和實踐技能考核相互融合，關注學生的合作意識、創新能力，以此不斷提升課程教學質量。

最后，以實際項目驅動教學，提升學生實戰能力，激發學生職業意識。實際項目

驅動教學是通過真實項目，引導學生參與完成項目。它要求學生確定項目目標，制定項目計劃，實施計劃，檢查并反饋項目的內容和結果。項目教學法不同于以往的任務教學法。任務型教學方法的核心是將任務劃分為幾個學習的理論知識。其特點是以任務為主線、教師為主導、學生為主體，根據學生的接受能力及信息時代的需求，強調所學知識要與時代同步。而項目教學法的核心思想是通過一個完整的項目，實現技能與理論知識之間的聯系，從而形成完整的專業能力，通過項目教學法，學生可以準確地掌握任務，形成完整的知識體系。其特點是以項目為主線、教師為引導、學生為主體，目標指向的多重性、培訓周期短，見效快、可控性好、注重理論與實踐相結合。我們可以依托合作企業的實際研發項目，總結歸納出與本課程相關的知識點，從項目的體系出發，優化教學手段。通過項目驅動教學方法，我們應該科學合理的利用現有的資源，重點從課程的理論教學、課程實驗和實踐環節出發，對課程基礎性演示實驗指導書和過程綜合性實踐環節指導書進行修訂，并建立項目驅動式教學方法所需要的項目案例庫，完成考核內容和評價體系的修改。

三、結語

科學合理地利用現有資源，構建一個具有一定前瞻性的，可操作的教學改革方案，是當下DSP課程教學改革的方向。在以CDIO工程教育模式為導向，使用項目驅動式教學方法的實踐與探索中，我們調研社會企業對DSP專業人才的需求，積極修訂教學內容。以CDIO工程教學模式為導向，激發學生學習內動力，不斷提升課堂教學質量。依托企業項目資源，優化教學模式和教學方法，通過項目驅動教學方法，讓學生參與到實際項目中，既讓學生學以致用提升實戰能力，又讓他們開闊視野，規劃未來的職業方向。通過上述措施，使得我們培養出的學生能夠掌握當下主流技術，學習主動熱情，項目和實踐能力滿足社會需求。

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