周杰 王申 田敏

[摘要]在當(dāng)前新工科的背景下，為了推動(dòng)高校教學(xué)與社會(huì)就業(yè)的融合，更加重視對(duì)學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)及實(shí)踐能力的培養(yǎng)，對(duì)工程實(shí)踐類學(xué)科提出更高要求。根據(jù)農(nóng)業(yè)工程專業(yè)開設(shè)的DSP技術(shù)的課程特點(diǎn)，對(duì)原有教學(xué)模式進(jìn)行持續(xù)的探索，新的教學(xué)方式秉持“以實(shí)踐為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，在教學(xué)實(shí)踐中采用多樣化的教學(xué)手段，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性，提高了教學(xué)效率，使農(nóng)業(yè)工程實(shí)踐中更好地應(yīng)用DSP技術(shù)。

[關(guān)鍵詞]農(nóng)業(yè)工程;實(shí)驗(yàn)探索;項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)

[中圖分類號(hào)]G642

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]2096-0603（2019）07-0034-02

一、引言

伴隨著計(jì)算機(jī)和嵌人式技術(shù)的快速進(jìn)步，DSP技術(shù)逐步引起學(xué)界的關(guān)注。DSP技術(shù)作為一種解決方法，已經(jīng)成為工程界實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的研究要點(diǎn)之一。DSP技術(shù)在語(yǔ)音、圖像及視頻信號(hào)的處理上顯現(xiàn)出巨大的速度優(yōu)勢(shì)，這也使其在通信技術(shù)、自動(dòng)控制、家用電器及消費(fèi)電子中被大量應(yīng)用。[1]

為了滿足企業(yè)發(fā)展的需求，增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，石河子大學(xué)為農(nóng)學(xué)院部分專業(yè)的本科生在2014年開設(shè)《DSP技術(shù)與應(yīng)用》課程后，持續(xù)地探索該課程的教學(xué)模式，在教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一些教學(xué)模式創(chuàng)新，取得了一些教改成果。本文結(jié)合本課程的特征，給出了一些教學(xué)過(guò)程中存在的不足及改進(jìn)措施。

二、DSP課堂教學(xué)模式中存在的問(wèn)題

（一）學(xué)習(xí)內(nèi)容豐富但課程量不足

本校開設(shè)的《DSP技術(shù)與應(yīng)用》作為一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，理論方面要學(xué)習(xí)DSP的結(jié)構(gòu)，相關(guān)硬件設(shè)計(jì)，CCS的應(yīng)用，寄存器、存儲(chǔ)器相關(guān)知識(shí)以及編寫CMD文件，中斷器，定時(shí)器等大量理論知識(shí)，同時(shí)還要兼顧學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)。目前，24課時(shí)的理論講解僅僅只是介紹各功能模塊，沒(méi)有時(shí)間來(lái)學(xué)習(xí)系統(tǒng)資源構(gòu)建，同時(shí)16課時(shí)的實(shí)踐環(huán)節(jié)完成的也只是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，用于學(xué)生對(duì)各個(gè)功能模塊的簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)驗(yàn)證，不能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，使學(xué)生達(dá)到掌握并運(yùn)用的程度。

（二）學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)積極性不高

首先，DSP課程中學(xué)習(xí)的內(nèi)容比較注重實(shí)際運(yùn)用，通過(guò)理論學(xué)習(xí)和簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不能掌握其實(shí)際運(yùn)用，不能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。其次，在教學(xué)過(guò)程中，大都是根據(jù)教科書來(lái)介紹DSP芯片的基本模塊及相應(yīng)工作原理，各種概念比較抽象，不易理解。同時(shí)豐富的DSP芯片種類又要求學(xué)生要記住各種相應(yīng)的引腳功能及模塊信息，抽象乏味的學(xué)習(xí)過(guò)程導(dǎo)致部分學(xué)生對(duì)該課程失去興趣，只是被動(dòng)地進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)效果不佳。

（三）實(shí)驗(yàn)設(shè)備落后，內(nèi)容與應(yīng)用脫節(jié)

1.DSP實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要通過(guò)購(gòu)買專門的實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠商的產(chǎn)品獲得，以實(shí)驗(yàn)箱的形式提供，電路板集成較多的功能模塊，盡管這樣的方式簡(jiǎn)單方便，但是這種設(shè)備模塊多、內(nèi)容雜，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生不能學(xué)習(xí)到內(nèi)部硬件電路的結(jié)構(gòu)，形成系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。DSP技術(shù)日新月異，各種新型芯片不斷被設(shè)計(jì)出來(lái)，知識(shí)技術(shù)、設(shè)備快速迭代。實(shí)驗(yàn)室原配置的實(shí)驗(yàn)設(shè)備落后于快速發(fā)展的DSP技術(shù)的發(fā)展水平，這種設(shè)備用于實(shí)驗(yàn)不能使學(xué)生掌握DSP的最新技術(shù)。[2]

2.DSP實(shí)驗(yàn)主要鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，但是原有的DSP課程的實(shí)驗(yàn)課程使用的是集體教學(xué)模式，即采取分組實(shí)驗(yàn)的方式，學(xué)生在固定時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。實(shí)驗(yàn)任務(wù)主要以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，學(xué)生要做的僅僅是根據(jù)教師的要求及指引完成實(shí)驗(yàn)，把程序輸入到DSP芯片中去調(diào)試，進(jìn)而驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，或者通過(guò)固定的幾個(gè)功能模塊完成簡(jiǎn)單的功能設(shè)計(jì)，學(xué)生失去了創(chuàng)新的空間。分組實(shí)驗(yàn)也導(dǎo)致了一些學(xué)生學(xué)習(xí)不主動(dòng)，只有部分學(xué)生實(shí)際鍛煉了實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。這樣，內(nèi)容簡(jiǎn)單、形式單一的實(shí)驗(yàn)導(dǎo)致部分學(xué)生缺少參與意識(shí)，沒(méi)有激發(fā)學(xué)生參與的熱情及進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣。

3.為了方便學(xué)生的學(xué)習(xí)，原有的DSP實(shí)驗(yàn)任務(wù)多采用方便實(shí)現(xiàn)的項(xiàng)目，需要用到的模塊也都是預(yù)先集成在實(shí)驗(yàn)設(shè)備上。雖然這樣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多是結(jié)合課程的基本理論知識(shí)，但是設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)不是實(shí)際應(yīng)用。除此之外，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中用的實(shí)驗(yàn)方法不能及時(shí)根據(jù)企業(yè)應(yīng)用的角度及時(shí)更新，導(dǎo)致部分知識(shí)有些過(guò)時(shí)，不能適應(yīng)企業(yè)需要。以上這些使得學(xué)生進(jìn)入行業(yè)從事開發(fā)工作時(shí)，對(duì)實(shí)際操作方法不熟悉，對(duì)最新技術(shù)缺少了解，無(wú)法獨(dú)立完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)開發(fā)。[3]

4.學(xué)習(xí)水平難以考察

《DSP技術(shù)與應(yīng)用》作為一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，采用其他科目一樣的紙筆答卷的考試模式，不能充分地考查出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，依據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果去打分，也不能考查出學(xué)生對(duì)這門課程的實(shí)際操作水平。因此，傳統(tǒng)的考核方式不能滿足對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)判。

三、DSP課堂教學(xué)模式探索

（一）以實(shí)踐為導(dǎo)向，調(diào)整課時(shí)結(jié)構(gòu)

首先，本課程的課時(shí)結(jié)構(gòu)需要調(diào)整。通過(guò)調(diào)研及課程組討論，在課時(shí)數(shù)不變的基礎(chǔ)上，增加DSP綜合應(yīng)用部分，實(shí)驗(yàn)課和理論課相應(yīng)減少，同時(shí)增加課外的企業(yè)交流會(huì)兩次，使學(xué)生可以了解行業(yè)的最新情況及前沿技術(shù)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。調(diào)整后的課程結(jié)構(gòu)，以實(shí)踐為導(dǎo)向，理論課20課時(shí)，實(shí)驗(yàn)課12課程，綜合應(yīng)用為8課時(shí)。增加的DSP綜合運(yùn)用部分要求學(xué)生圍繞項(xiàng)目目標(biāo)，自行查找資料，完成一定的程序設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力。

（二）引進(jìn)翻轉(zhuǎn)課堂，提高教學(xué)效率

傳統(tǒng)的DSP課堂主要在于理論性知識(shí)的傳授，學(xué)生課堂上要學(xué)習(xí)的理論內(nèi)容多，芯片功能模塊多，教學(xué)效率低下。為此在原有教學(xué)模式中引進(jìn)了“翻轉(zhuǎn)課堂”這種教學(xué)模式。

“翻轉(zhuǎn)課堂”是傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式的變革，通常學(xué)習(xí)過(guò)程包括知識(shí)的傳授和內(nèi)化。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，知識(shí)的傳授在課堂上完成，學(xué)生在課下完成知識(shí)的內(nèi)化，且原來(lái)的教學(xué)中，因?yàn)檎n堂時(shí)間有限，教師只是一味地講課，沒(méi)有做到以學(xué)生為中心。在“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式下，教師只是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者。在課前，學(xué)生接收到教師發(fā)送的相關(guān)學(xué)習(xí)資料，以教師自錄的教學(xué)視頻為主，學(xué)生自行學(xué)習(xí)，教學(xué)內(nèi)容的傳授及學(xué)生知識(shí)的積累在此階段完成。在課堂上，主要是學(xué)習(xí)內(nèi)容的內(nèi)化，學(xué)生在課前學(xué)習(xí)的過(guò)程中，遇到問(wèn)題可以在課堂上提出，課堂上教師作為引導(dǎo)者，可以就這些問(wèn)題做出針對(duì)性的解答，這樣學(xué)生就可以在課堂上完成教學(xué)過(guò)程最核心的環(huán)節(jié)--知識(shí)的內(nèi)化。[4]課后對(duì)那些不容易掌握的重點(diǎn)難點(diǎn)，學(xué)生可以通過(guò)教師錄制的視頻反復(fù)觀看學(xué)習(xí)。在新的教學(xué)模式下，實(shí)現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，學(xué)生的主動(dòng)性得以充分發(fā)揮，提高了課堂時(shí)間的教學(xué)效率，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)效果。

（三）引入“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法”，注重實(shí)訓(xùn)操作

“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法”是以建構(gòu)主義教學(xué)理論作為基礎(chǔ)的一種教學(xué)方法，將受教育者的學(xué)習(xí)行為和具體項(xiàng)目緊密聯(lián)系，通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)中問(wèn)題的探究來(lái)激發(fā)和保持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及積極性。通過(guò)真實(shí)的項(xiàng)目，讓學(xué)生掌握課堂理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。在這種教學(xué)環(huán)境下，學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)為學(xué)生所掌握，教師起到引導(dǎo)和評(píng)價(jià)的作用，學(xué)生可以通過(guò)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目對(duì)知識(shí)融會(huì)貫通，學(xué)習(xí)效率更高。

對(duì)DSP這種實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，課堂理論知識(shí)只有通過(guò)項(xiàng)目設(shè)計(jì)等實(shí)際應(yīng)用才可以實(shí)際掌握并應(yīng)用。因此在調(diào)整課時(shí)的基礎(chǔ)上，增加了綜合實(shí)訓(xùn)課，該課程要求學(xué)生用課堂中學(xué)習(xí)過(guò)的功能模塊及編程知識(shí)實(shí)現(xiàn)一些富有趣味性的簡(jiǎn)單項(xiàng)目。項(xiàng)目通過(guò)小組進(jìn)行完成，每人負(fù)責(zé)一個(gè)模塊，最后一起進(jìn)行調(diào)試。這種教學(xué)模式是以實(shí)踐為導(dǎo)向來(lái)開展教學(xué)過(guò)程，學(xué)生項(xiàng)目的選擇和設(shè)計(jì)，基本由學(xué)生自主完成，這樣學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了課本上抽象的理論知識(shí)，并且在此過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題，設(shè)計(jì)解決方案，達(dá)到了學(xué)以致用的學(xué)習(xí)境界。除此之外，學(xué)生分小組完成項(xiàng)目，也增進(jìn)了團(tuán)隊(duì)合作，為以后進(jìn)入企業(yè)工作做好準(zhǔn)備。[5]

（四）改進(jìn)教學(xué)評(píng)價(jià)辦法，理論與實(shí)踐并重

原有的教學(xué)評(píng)價(jià)習(xí)慣于依賴教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)的評(píng)價(jià)，主要由最后的試卷和實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)為主。由于學(xué)生學(xué)習(xí)渠道少，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，不能很好地體現(xiàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)及操作技能的掌握程度。考慮到DSP技術(shù)與實(shí)踐關(guān)系較強(qiáng)，對(duì)同一個(gè)模塊，可以用到不同的設(shè)計(jì)中去，同一個(gè)功能也可以有多種實(shí)現(xiàn)辦法，且DSP技術(shù)處在動(dòng)態(tài)的發(fā)展過(guò)程中，理論課及實(shí)驗(yàn)課所學(xué)習(xí)的內(nèi)容未必是最前沿的技能，因此需要摒棄原有的試卷考核辦法，采用項(xiàng)目考核和知識(shí)考核相結(jié)合的模式來(lái)進(jìn)行學(xué)生實(shí)踐操作能力和理論知識(shí)的考查。學(xué)習(xí)知識(shí)的目的是為了應(yīng)用和創(chuàng)新，通過(guò)基于“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法”的綜合實(shí)訓(xùn)，每個(gè)學(xué)生都需要主導(dǎo)或者參與到實(shí)際項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中去，最后的考核方式以答辯為主（占60%），輔以實(shí)驗(yàn)情況（占20%）以及學(xué)生課堂表現(xiàn)（占20%）進(jìn)行綜合評(píng)分。

答辯主要依據(jù)項(xiàng)目的完成情況來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，項(xiàng)目由學(xué)生分組完成，項(xiàng)目題目自主選擇或教師指定，使用學(xué)習(xí)的理論知識(shí)去完成，最后在答辯報(bào)告PPT中，向教師展示作品設(shè)計(jì)的過(guò)程、使用模塊、實(shí)驗(yàn)原理等，教師就作品提出相關(guān)問(wèn)題，學(xué)生進(jìn)行回答。最后這部分成績(jī)由教師評(píng)價(jià)、成員互評(píng)等分?jǐn)?shù)加權(quán)計(jì)算得出。

該考察方式注重對(duì)綜合能力的培養(yǎng)與考察，意在培養(yǎng)學(xué)生在理論知識(shí)的基礎(chǔ)上的程序設(shè)計(jì)能力和功能開發(fā)能力。同時(shí)通過(guò)分工合作的方式，也促使每一個(gè)學(xué)生參與到項(xiàng)目開發(fā)中去，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作能力。一方面，學(xué)生通過(guò)自己設(shè)計(jì)趣味性項(xiàng)目，提高了學(xué)習(xí)積極性，可以更好地掌握運(yùn)用知識(shí)。另一方面，注重知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，切實(shí)考察學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

四、改革效果

經(jīng)過(guò)4個(gè)學(xué)期的DSP教學(xué)模式探索，不斷改善，新的教學(xué)模式基本可以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)性、實(shí)踐性、綜合性的學(xué)科能力培養(yǎng)及考查。

引進(jìn)“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式，增加綜合實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，評(píng)價(jià)方法的多樣化等新方法、新舉措激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性，提高了教學(xué)效率，加深了學(xué)生對(duì)課本理論知識(shí)的理解，實(shí)際鍛煉到了每一個(gè)學(xué)生的動(dòng)手能力。

五、結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)《DSP技術(shù)與應(yīng)用》課程教學(xué)實(shí)踐中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，結(jié)合課程的實(shí)踐特征，提出了對(duì)應(yīng)的具體解決方案。結(jié)合“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，采取改善課時(shí)結(jié)構(gòu)、引進(jìn)“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法”、考查形式的變革等舉措，使學(xué)生能夠?qū)W(xué)習(xí)DSP技術(shù)充分發(fā)揮出學(xué)習(xí)積極性，設(shè)計(jì)出大量具有實(shí)用意義的趣味性作品。新的教學(xué)模式使學(xué)生在新的課時(shí)結(jié)構(gòu)下，更好地掌握DSP各模塊的基本功能及原理，在此基礎(chǔ)上掌握其實(shí)際應(yīng)用，為將來(lái)進(jìn)入企業(yè)從事相關(guān)工作做好準(zhǔn)備。

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