面向卓越計劃的電氣專業(yè)DSP教學(xué)模式改革探討

康偉 張麗霞

摘要：國家“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的設(shè)立，對教學(xué)模式和教學(xué)效果都提出了更高的要求，論文針對電氣工程專業(yè)DSP課程教學(xué)和考核模式改革進(jìn)行探討，將課堂搬入實驗室，讓學(xué)生在動手實踐中加深對所講內(nèi)容的理解，達(dá)到了良好的教學(xué)效果，同時對以筆試為主的考核模式改為平時成績、大作業(yè)和期末開閉卷考試成績相結(jié)合，更好的考查學(xué)生的綜合掌握情況。通過兩年的探索，改革后的教學(xué)和考試模式更加合理，教學(xué)效果也較傳統(tǒng)模式有所提高。

關(guān)鍵詞：DSP；卓越計劃；考試改革；教學(xué)模式

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）16-0101-02

中國石油大學(xué)信息與控制工程學(xué)院電氣專業(yè)2013年加入國家“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（簡稱“卓越計劃”），這是一個良好的契機，但也對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法提出了更高的要求。卓越工程師的核心是創(chuàng)新能力，面向卓越計劃的教學(xué)，不僅要培養(yǎng)學(xué)生熟練掌握專業(yè)基礎(chǔ)理論知識的能力，還要注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐應(yīng)用能力、思維開創(chuàng)性和創(chuàng)新性等能力，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足。DSP數(shù)字控制技術(shù)是我系面向卓越計劃開設(shè)的一門必修課，教學(xué)內(nèi)容緊扣DSP在電力系統(tǒng)和石油石化行業(yè)應(yīng)用，具有很強的實踐性，與卓越計劃的主旨不謀而合，但是現(xiàn)有的教學(xué)模式和考核方法都是面向普通班制定的，已經(jīng)不能適應(yīng)卓越計劃對實踐性和創(chuàng)新性的要求，也與課程本身實踐性較強的特點不相符合[1]，本文針對卓越計劃的特點，對授課方式和考核方式進(jìn)行革新，為卓越計劃教學(xué)體系的建立進(jìn)行一些探索。

一、DSP教學(xué)與考核現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的DSP課程教學(xué)方式為教師課堂講授為主，然后另開實驗部分，輔以部分驗證性的實驗內(nèi)容，這種教學(xué)方法對理論性較強的課程能夠取得比較良好的教學(xué)效果，但是對于DSP這類實踐性較強的課程，則教學(xué)效果并不能令人滿意。以寄存器設(shè)置為例，該部分沒有理論內(nèi)容，全是煩瑣的寄存器設(shè)置方式，每個外設(shè)都包含多個16位甚至32位寄存器，寄存器設(shè)置直接關(guān)系到該部分外設(shè)能否正確工作，寄存器的每一位都需要正確設(shè)置，這些內(nèi)容都需要經(jīng)過大量實踐后才能掌握。如果按照傳統(tǒng)教學(xué)方式，由教師在講臺上對寄存器按位進(jìn)行一一講解，由于內(nèi)容枯燥無味，相互之間又沒有什么關(guān)聯(lián)性，往往是老師講得口干舌燥，學(xué)生聽得一頭霧水，隔天就把課堂內(nèi)容忘得精光，學(xué)習(xí)積極性受到挫傷。通過跟學(xué)生課下交流得知，這種以課堂講述為主的教學(xué)方式，即便參加過電賽，有一定基礎(chǔ)的學(xué)生也表示不容易聽懂，學(xué)習(xí)效果很差[2，3]?？荚囀菍W(xué)生的指揮棒，考試內(nèi)容和方法與教學(xué)內(nèi)容息息相關(guān)，利用科學(xué)合理的考試方式和考試內(nèi)容可以極大地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。之前由于條件的限制，該門課程以閉卷考試為主，考核內(nèi)容主要注重低層次的知識要點記憶，忽視了學(xué)生創(chuàng)新意識和綜合能力，造成學(xué)生實踐能力不強，動手操作能力較低。另外由于考試形式單一，也難以客觀、全面地評價教學(xué)效果。因此有必要對DSP數(shù)字控制技術(shù)這門實踐性比較強的課程進(jìn)行教學(xué)方式和考試內(nèi)容的探索和研究，以期達(dá)到更好的教學(xué)效果，使之更能適應(yīng)卓越計劃的要求。

二、DSP教學(xué)方式改革

針對課程實踐性較強的特點[4-6]，可以對授課方式進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，以學(xué)生動手實踐為主，教師講授為輔。結(jié)合卓越班為30人小班的特點，在系里的大力支持下，筆者將課堂轉(zhuǎn)移到配備計算機的實驗室進(jìn)行，每個學(xué)生配發(fā)DSP開發(fā)板和仿真器，并且可以帶回宿舍進(jìn)行編程練習(xí)，在期末考試后交回即可。學(xué)院近年大力改善實驗室條件，所有的實驗室都配備了計算機和投影設(shè)備，也為這一授課方式的改革提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。為了進(jìn)一步提升教學(xué)效果，可以利用Ti公司提供的豐富例程，在教學(xué)過程中讓學(xué)生在例程的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，達(dá)到舉一反三的效果，同時可以節(jié)省寶貴的課堂時間。由于課堂時間有限，為了達(dá)到更好的教學(xué)效果，根據(jù)課堂講授內(nèi)容布置課后編程作業(yè)，讓學(xué)生將開發(fā)板帶回宿舍完成，并在下一次課前抽查。在布置課后作業(yè)時，考慮到學(xué)生宿舍的條件限制，盡量布置只需使用開發(fā)板就能完成的作業(yè)。如ePWM模塊部分，通過開發(fā)板跳線可以將PWM輸出接到LED上顯示輸出，課堂上主要進(jìn)行PWM頻率、動作模式、中斷等方面的練習(xí)，課下布置輸出SPWM波形實現(xiàn)呼吸燈效果的作業(yè)，可以通過LED的亮滅情況直觀地觀察到程序輸出結(jié)果，方便學(xué)生在沒有示波器等儀器輔助的宿舍里完成作業(yè)。為了防止抄襲，第二堂課進(jìn)行抽查，除了要檢查程序完成情況外，還要讓學(xué)生將程序投影到幕布上，進(jìn)行當(dāng)眾講解，教師根據(jù)完成情況打分。通過將課堂搬到實驗室以及課下練習(xí)，在整個課程進(jìn)行過程中，DSP開發(fā)板始終在學(xué)生手中，給予了學(xué)生較為充分的練習(xí)時間，這樣在課程結(jié)束后，基本每個卓越班的學(xué)生都能夠熟練使用DSP進(jìn)行編程，達(dá)到了教學(xué)目的。

三、DSP考核方式改革

由于本課程是實踐性比較強的課程，單純的筆試不能體現(xiàn)學(xué)生的能力和差異，也無法引導(dǎo)學(xué)生有效地學(xué)習(xí)本門課程。因此考試成績采用平時成績、實驗成績、大作業(yè)以及期末考試四部分綜合評定，重點考查學(xué)生的應(yīng)用能力和實踐能力。傳統(tǒng)考試模式期末考試占有的比重太大，單靠一次考試也無法綜合考查學(xué)生的掌握情況，需要在教學(xué)過程中記錄學(xué)生的課堂表現(xiàn)和課后作業(yè)完成情況，通過多次考核的綜合情況進(jìn)行成績評定。通過這種方式可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，避免學(xué)生平時不學(xué)、考前突擊以及考試作弊等情況的出現(xiàn)。授課完成后以大作業(yè)的形式布置實踐性、開放性強的設(shè)計性題目，為了避免互相抄襲，讓學(xué)生三人一組自由組隊，每組題目不同，學(xué)生自主查找資料，自主設(shè)計，讓學(xué)生學(xué)以致用，在實踐中鞏固所學(xué)的知識。在發(fā)布大作業(yè)題目時，教師只提出最基本的要求，由學(xué)生根據(jù)完成情況自主決定發(fā)揮部分，并提前說明如果只完成了基本要求，只給60分，通過這種方式，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維。完成后提交紙質(zhì)版報告，同時制作PPT進(jìn)行答辯，根據(jù)答辯情況和大作業(yè)的完成情況進(jìn)行打分。期末考試方式也由之前的閉卷改為開閉卷相結(jié)合，閉卷部分40分，主要考查需要記憶的知識點；開卷部分60分，在該部分學(xué)生可以攜帶課本、例程和手冊，由兩道程序設(shè)計題目組成，重點考查學(xué)生DSP相關(guān)模塊的掌握情況。通過考試形式的改革，考查的重點也由知識的簡單記憶轉(zhuǎn)換到了DSP的實際應(yīng)用能力上來。

四、DSP教學(xué)效果總結(jié)

截至目前，授課方式和考核方式的改革共進(jìn)行了兩年，取得了良好的效果，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性大大增加，相應(yīng)的教學(xué)效果也得到了提升。DSP作為一門實踐性較強的課程，學(xué)生掌握使用DSP的能力才是最終的目的，所有的工作都應(yīng)該圍繞這一目的展開，本文所采用的教學(xué)和考核方式改革是對提升教學(xué)效果的一次嘗試，在后續(xù)的工作中，還有大量的工作需要進(jìn)行，比如引入賽考結(jié)合，鼓勵學(xué)生參加電賽，并將電賽的成績納入最終的課程考評成績中等。

參考文獻(xiàn)：

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