逆向驅(qū)動教學法在“DSP原理及應用”教學中的應用探索

趙軍 李建華 許明

摘 要：結(jié)合當前高校倡導向應用型大學模式轉(zhuǎn)型的理念宗旨進行DSP原理及應用課程的逆向驅(qū)動式教學研究，打造課程特色，目的是提高大學生的技術(shù)應用能力。《DSP原理及應用》是電子信息類專業(yè)的專業(yè)主干課程，該文基于工學結(jié)合、教與學及實踐一體的理念，通過合理安排知識點講授順序、內(nèi)容，并結(jié)合實踐分析及設(shè)計為主線，進行逆向驅(qū)動式教學研究與實踐，培養(yǎng)系統(tǒng)思維，攻克各新知識點，培養(yǎng)學生應用能力，提高了課程的教學效果。

關(guān)鍵詞：DSP 逆向驅(qū)動 教學研究 實踐教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）12（a）-0-02

DSP是數(shù)字信號處理技術(shù)的簡稱，它是一門涉及多學科（如高數(shù)、線代、物理、計算機等）而又廣泛應用于諸多領(lǐng)域的新興學科。它隨著計算機與電子技術(shù)的迅速發(fā)展而應運而生，應用發(fā)展空間非常廣闊，廣泛應用于航空、軍事、通信、語音、工業(yè)、醫(yī)療、自動控制等重要領(lǐng)域。DSP市場的前景非常廣闊，DSP技術(shù)已經(jīng)逐步向民用領(lǐng)域擴展和延伸，如眾多的消費電子產(chǎn)品（冰箱、洗衣機、空調(diào)、汽車電子等），DSP產(chǎn)業(yè)將會成為21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ某柈a(chǎn)業(yè)[1]。

隨著DSP理論與技術(shù)在我國科學技術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界應用的日益廣泛和深入，DSP教育在我國的各級各類高?？涨胺睒s，課程建設(shè)、教材建設(shè)、實驗室和實驗課程建設(shè)、有關(guān)的科研和開發(fā)等，都有了長足的進步。但是還存在很多的不足，比如發(fā)展的深度還不夠、各校之間的發(fā)展還很不平衡、教學體系還不夠完善等。目前，我校DSP教育與全國電子類院校相比，還存在較大的不足。結(jié)合課程具有綜合性強、實踐性強、應用性強等顯著特點，以及我校創(chuàng)辦應用型大學的理念宗旨進行該課程的逆向驅(qū)動式教學研究。

在DSP原理及應用課程的教學初期過程中，結(jié)合本課程具有綜合性強、實踐性強、應用性強、抽象性強等顯著特點，按照傳統(tǒng)的教學方法發(fā)現(xiàn)該門課程學生理解起來非常困難，難以找到各個知識點相互聯(lián)系的切入點，只有極少數(shù)學生能夠找到切入點，但是理解相對比較淺顯。通過課程上課情況以及與學生的交流中發(fā)現(xiàn)學生是真正的想要學好這門課程，知道DSP課程對于他們以后就業(yè)的重要性，同時也找到了學生學習存在問題的關(guān)鍵點，首先是學生對于DSP技術(shù)知識了解還是較少，對該門技術(shù)的系統(tǒng)思維存在嚴重欠缺，其次是傳統(tǒng)的教學方法顯然不能適應本門課程，需要探索與改進，這樣就導致學生學習起來困難，理論知識掌握很不扎實。通過與學生的共同交流過程中，學生一致要求從系統(tǒng)知識的講解入手，盡可能找一些比較典型的DSP系統(tǒng)圖片，結(jié)合圖形進行講解，通過實驗跟進，學生學習起來有生氣，易于形成系統(tǒng)思維，這樣學生學習針對性強，理解相對容易；同時學生還一致要求要適當找一些實物以及做一些實驗，提高學生的認識能力和實踐水平等相互結(jié)合，學好DSP課程。在接下來的教學過程中，采用“逆向驅(qū)動式”教學思路進行教學，發(fā)現(xiàn)學生學習興趣明顯濃厚，系統(tǒng)思維在潛移默化的形成，一些新的知識點學生學習起來也相對容易，并推動學生設(shè)計能力的提高，形成良性循環(huán)，推動教學。

1 “DSP原理及應用”課程教學的新模式—系統(tǒng)—理論—系統(tǒng)的逆向驅(qū)動教學

逆向驅(qū)動式教學法適用于綜合性強、實踐性強、應用性強、學科交叉相對較多的課程教學，學生需具備一定的專業(yè)基礎(chǔ)。它是教師通過合理安排教材知識點講授順序、內(nèi)容，并結(jié)合實踐分析及設(shè)計為主線，由易到難并有針對性地結(jié)合實際分析信號系統(tǒng)的功能、特點，從而引入設(shè)計思路及原理，采用的計算方法，相關(guān)交叉學科的引入等，誘導學生的思維跟進等，以此為基礎(chǔ)突破新知識點，形成系統(tǒng)思維，并通過實驗教學結(jié)合，逐步加深學生的理解，簡要概括是一種系統(tǒng)—理論—系統(tǒng)的新的教學手段和方法。

逆向驅(qū)動式教學還需具備可持續(xù)教學的新思想，即以市場地位和社會動態(tài)為導向，以DSP技術(shù)崗位必備的能力和基本素質(zhì)為主線，以培養(yǎng)DSP技術(shù)應用型人才為根本任務，以構(gòu)建完整的DSP課程教學體系為契機，逐步實踐并運用到專業(yè)教學的應用型教學體系中[2]，突出逆向驅(qū)動式教學在創(chuàng)辦應用型大學中的重要作用。

2 “DSP原理及應用”課程逆向驅(qū)動式教學改革目標

基于“DSP原理及應用”課程綜合性強、學科交叉強、應用性強等特點，本課程注重理論與實踐相結(jié)合，重點在于培養(yǎng)學生的實踐能力和應用能力。逆向驅(qū)動教學法針對性強，針對日常應用的DSP最小系統(tǒng)，如手機、空調(diào)、洗衣機等合理有序設(shè)置教學內(nèi)容，利用已有的知識和思維逐步引入“DSP原理及應用”課程，改變過去簡單傳授知識的傳統(tǒng)教學模式，實現(xiàn)分析、誘導、融合已有知識的基礎(chǔ)上來解決問題、學習融合新知識的多維互動式教學，這樣有效高質(zhì)地實踐本門課程的教學目標。

具體教學目標主要包含以下幾個方面。一是準確實現(xiàn)教學定位，通過調(diào)研企業(yè)人才需求情況，調(diào)研DSP課程教育的知名培訓機構(gòu)；調(diào)研在DSP技術(shù)教育培養(yǎng)有一定特色的知名電子類高校的教育模式，以及我校多年教育實踐經(jīng)驗，學校實踐教學資源（設(shè)施及師資）校情和學生自身水平諸多因素相結(jié)合，培養(yǎng)學生基本理論知識的綜合應用能力，根據(jù)學生掌握情況作適當?shù)募由?；二是修訂完善課程培養(yǎng)方案，擬定課程教學內(nèi)容和實踐教學內(nèi)容等，建立DSP技術(shù)逆向驅(qū)動式實踐教學模式[3]；三是實現(xiàn)教學方式和教學手段的改進創(chuàng)新，破除傳統(tǒng)的“以講為主、單一理論知識點教學、理論與應用系統(tǒng)脫節(jié)”的教學模式；四是改進完善學生評價體系，這是逆向驅(qū)動教學成功的保障，主要進行教學過程控制和考核體系等方面的創(chuàng)新發(fā)展；五是加強教師自身管理，強化教師自身專業(yè)知識的不斷加深與發(fā)展，進一步促進專業(yè)教學水平，推動本專業(yè)教學應用型的轉(zhuǎn)型[4]。

3 “DSP原理及應用”課程逆向驅(qū)動教學實踐

在教學之前，學生已經(jīng)對本門課程涉及的其它基礎(chǔ)和專業(yè)知識均有了一定的基礎(chǔ)，首先引入大家都熟悉的手機DSP最小系統(tǒng)為例，和學生一起分析手機具備的基本功能、特點等，逐步引入所需解決的問題和運用的知識，如運用基礎(chǔ)的單片機知識分析DSP最小系統(tǒng)所需的擴展接口知識，運用簡單的計算機及微機原理等知識分析系統(tǒng)的控制原理、運用數(shù)學基礎(chǔ)知識分析系統(tǒng)的計算方法，以及其他的編程方法等，由易到難有順序熟悉相關(guān)知識點以及引入DSP的知識點：講述DSP芯片的電源電路、復位電路和時鐘電路的設(shè)計方法，介紹SCI接口的設(shè)計；接著介紹了存儲器和I/O的擴展以及DSP與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器的接口；最后通過手機設(shè)計實例，介紹DSP芯片應用系統(tǒng)的設(shè)計、并詳細介紹FLASH的燒寫過程等。

在講與學過程中，充分調(diào)動學生的自我學習積極性，形成濃烈的課堂氛圍，并適當參差實現(xiàn)項目，如時鐘電路控制實驗，I/O控制實驗等，解決課堂中教師講授難，學生無法理解或理解困難的問題，這樣在讓學生形成系統(tǒng)思維的同時，講授了專業(yè)知識，提高學生的興趣，讓學生切實感覺到自己學到了有用的知識，最終達到教學目的[5]。

表1 逆向驅(qū)動教學模式與傳統(tǒng)教學模式對比分析表

序號 內(nèi)容 逆向驅(qū)動教學模式 傳統(tǒng)教學模式

1 學習目標 強調(diào)學生知識綜合應用能力，形成系統(tǒng)思維，突出學以致用的教育培養(yǎng)原則 傳授知識和技能，強調(diào)本門課程的掌握程度

2 學習內(nèi)容 將課程計劃、工程實踐與學生自身能力等相結(jié)合，針對性培養(yǎng)學生的知識綜合運用能力和應用能力 將課程計劃、教學大綱、教材等相結(jié)合，注重理論科學的培養(yǎng)

3 教學方式 “以學生為中心”，采用學生熟悉“最小系統(tǒng)”引入，運用系統(tǒng)—理論—系統(tǒng)的教學新模式 “以教師為中心”，采用教材章節(jié)及內(nèi)容的順序教學方法

4 學習形成 采用課堂上教師和學生分析討論，共同解決問題，實驗驗證上學生自我解決問題、教師答疑相結(jié)合 學生單一接受知識，訓練教師規(guī)定的習題和驗證實驗

5 成績考核 綜合設(shè)計型及知識應用型考核 平時成績30%+筆試成績70%，實驗單獨考核

6 效果分析 學生自我學習能力強，能解決簡單的應用問題，具備一定的知識綜合運用能力，已形成系統(tǒng)思維 知識點掌握較好，應用能力差，“高分低能”

4 結(jié)語

為了積極響應教育部提出的應用型本科人才培養(yǎng)改革計劃，培養(yǎng)適應社會經(jīng)濟需要的應用型人才、提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，需要就高校教學方法和手段等進行一系列的改革與創(chuàng)新[6]?；凇澳嫦蝌?qū)動教學法”的“DSP原理及應用”課程教學的應用探索，有效地提高了學生自主學習的主動性，提高了教學效率，提高了學生對已學知識的綜合運用能力，鍛煉了學生自我分析、自我解決、自我學習的應用能力，為本門課程向教學應用型模式的改革提供了依據(jù)，為本科教育其它綜合性課程的教學改革提供參考[7]。

參考文獻

[1] 鄒彥.DSP原理及應用（修訂版）[M].電子工業(yè)出版社，2012.

[2] 溫如春，王祖麟，張振利.項目驅(qū)動教學法在“嵌入式系統(tǒng)技術(shù)”課程中的改革探索[J].中國電力教育，2012（8）：77-78.

[3] 張耀民.“項目驅(qū)動+案例教學”模式在軟件工程教學中的應用[J].中國職業(yè)教育，2012（8）：57-60.

[4] 翁國慶，張有兵.“電氣控制及PLC技術(shù)”課程實踐教學的改革與優(yōu)化[J].中國電力教育，2010（6）：143-145.

[5] 束長寶.“電氣控制及可編程控制器”教學改革初探[J].電氣電子教學學報，2005，27（6）：82-85.

[6] 殷建國.電氣控制與PLC應用課程教學模式與考試改革探索[J].遼寧高職學報，2007（4）：19-19.

[7] 張仁西.談項目教學法的實施[J].鎮(zhèn)江高專學報，2008（10）：86-88.