DSP原理及應(yīng)用課程全過程、多元化考核方式改革研究

0 引言

DSP原理及應(yīng)用課程是為自動化專業(yè)本科生開設(shè)的一門專業(yè)選修課，是幫助學生更好地理解和運用先進處理器解決本專業(yè)實際問題的重要課程。由于DSP集控制器的實時處理能力和外設(shè)功能于一身，為控制系統(tǒng)應(yīng)用提供了一個理想的解決方案。DSP芯片具有高速的運算能力、改進的并行結(jié)構(gòu)，因此成為信號處理和控制應(yīng)用的理想選擇。此外，芯片片內(nèi)采用哈佛結(jié)構(gòu)，具備獨立的用于訪問數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器的系統(tǒng)總線，并擁有快速的機器周期、流水線操作等特點。這些獨特優(yōu)勢使DSP在國內(nèi)外各種控制系統(tǒng)研究和算法應(yīng)用中受到越來越廣泛的關(guān)注和青睞。

以DSP原理及應(yīng)用課程為例，本文提出了一種全過程、多元化的考核評價機制。通過實施該考核方式，期望教師能夠依據(jù)學生在課程學習中的全過程、多元化的考核結(jié)果和學習狀態(tài)，靈活調(diào)整授課進度和授課方式。這種考核方式不僅能夠促進高校教師開展教學改革，還能有效提升教學效果和教學質(zhì)量。

1傳統(tǒng)考核方式的局限性

課程考核是教學的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是衡量學生最終學習成果和教師教學效果的重要指標之一。它能夠反映學生對課程知識點的掌握程度，同時也是教師教學職能考核的重要依據(jù)。在大多數(shù)高等院校，筆試考試是課程考核的主要方式，通常通過期中考試成績和期末考試成績評判學生對課程知識的掌握情況。這種考核方式使學生過于重視考試結(jié)果，而忽略了學習過程本身。直接導致學生平時上課不積極，聽課不認真，甚至出現(xiàn)缺課、逃課的現(xiàn)象；臨近期末，常常采用臨時抱佛腳的方式突擊背誦知識點，有些學生甚至為了通過考試不惜冒險作弊。這些現(xiàn)象的出現(xiàn)，歸根結(jié)底是由于考核方式過于單一。這種單一的考核方式不利于良好學習習慣的養(yǎng)成，也不利于學生的身心健康發(fā)展，更無法培養(yǎng)出適應(yīng)社會發(fā)展需求的高層次人才。

2全過程、多元化考核方式應(yīng)用廣泛

全過程、多元化課程考核評價方式為高等教育提供了一種新的教學模式，已被廣泛認可為一種有效的教育教學途徑。例如，謝海英等[將工程流體力學課程的期末成績權(quán)重從 70% 降至 60% ，并將總成績剩余的 40% 分解為平時考核的五個方面。趙燕熹等[2針對無機化學課程提出了過程性、多元化的課程考核評價方式，將學生的最終成績劃分為平時成績（ 50% ）和期末考試成績（ 50% ）兩大部分，其中平時成績由章節(jié)測驗（ 20% ）、作業(yè)（ 15% ）、課后討論（ 5% ）、預習復習（ 5% ）和課堂表現(xiàn)（ 5% ）組成。王洪坤等[3]對電力系統(tǒng)繼電保護原理課程進行了多元化過程性考核方式的探索，構(gòu)建了“雙主線 + 四階段 + 七類型”的“247”多元化過程性考核方式，有效支撐了課程目標的達成和課程質(zhì)量的提升，促進了電氣工程及自動化專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高。張磊等4 針對能源動力類專業(yè)課程的實戰(zhàn)性強、對基礎(chǔ)知識要求高、適應(yīng)面廣等特點，分析了課程特點與考核的重要性，對能源動力類課程進行了全過程、多元化、多方位的考核模式改革研究，為人才培養(yǎng)和師資能力提升提供了有力保障。吳學領(lǐng)等[5]針對河南地方高校部分學生對專業(yè)選修課的重要性認識不足、思想上輕視等現(xiàn)象，在應(yīng)用電化學課程教學中積極探索并開展了多元化考核方式。通過合理設(shè)計各考核方式的考核內(nèi)容和分值權(quán)重，擺脫了過去單純以平時作業(yè)和期末考試成績作為學生學習效果的評價標準。初步教學效果調(diào)查顯示，學生的學習主動性和運用知識解決問題的能力均有明顯提高，學生在學習中能夠認識自我，感受到自己的點滴進步，從而提高自學能力和基本科學素養(yǎng)，增強其在教學活動中的主體性地位。

3DSP原理及應(yīng)用課程目標設(shè)置

3.1 知識目標

掌握DSP的各個組成模塊、引腳、定時器和中斷的基本概念、基本知識點與基本使用技能。利用事件管理器中的脈寬調(diào)制PWM電路，空間向量PWM電路和死區(qū)產(chǎn)生單元與輸出邏輯，能夠為電動機提供控制技術(shù)。

3.2 能力目標

學生應(yīng)具備運用C語言編寫DSP控制開發(fā)程序的能力，并能夠修改相關(guān)寄存器地址。能夠獨立完成小型控制系統(tǒng)控制器的設(shè)計任務(wù)，搭建外圍放大驅(qū)動電路，并使用串口、CAN、SPI等通信協(xié)議實現(xiàn)與外部設(shè)備的通信要求。能夠熟練使用A/D（模數(shù)轉(zhuǎn)換）和D/A（數(shù)模轉(zhuǎn)換）模塊，實現(xiàn)對外部采集信號的轉(zhuǎn)換和控制器輸出信號的轉(zhuǎn)換。

3.3 素質(zhì)目標

培養(yǎng)學生解決實際工程問題的能力，增強團隊意識與合作精神，提升專業(yè)技術(shù)文檔的編寫能力。激發(fā)學生對自動化專業(yè)領(lǐng)域的求知欲；培養(yǎng)學生求真務(wù)實、一絲不茍的大國工匠精神，愛崗敬業(yè)的奉獻精神；增強學生解決國家重大需求和關(guān)鍵“卡脖子”技術(shù)的信心。

3.4 情感目標

培養(yǎng)學生工科生所特有的規(guī)范嚴謹?shù)穆殬I(yè)精神，發(fā)揮課程蘊含的多模塊協(xié)同合作特質(zhì)，將其與社會主義核心價值觀緊密結(jié)合，筑牢課程思政根基，潛移默化立德樹人。

4DSP原理及應(yīng)用課程全過程、多元化考核方式改革內(nèi)容設(shè)計

4.1降低期末考試權(quán)重

作為全過程、多元化考核方式改革的首要任務(wù)，將期末試卷考試在整個考核中的權(quán)重由原來的 70% 降低至 50% 。這一舉措旨在增加過程性考核的權(quán)重，防止學生平時不花時間和精力，僅靠考前突擊式復習來應(yīng)對考試。這種“快餐”式學習方法無法幫助學生真正學懂學透課程的要點和難點。

4.2全過程、多元化考核權(quán)重分配

整個考核權(quán)重的剩余 50% 由以下五個方面的成績構(gòu)成：1）課堂出勤情況占 10% ；2）課堂討論和測試占 10% ；3）作業(yè)完成情況占 10% ；4）期中測試成績占 10% ；5）實驗完成質(zhì)量占 10% 。具體如下。

4.2.1 課堂出勤

課堂出勤是保證教學工作正常進行的前提。如果學生連基本的出勤都無法保證，要想取得該課程的好成績不太可能。在實際操作中，每次上課都逐一點名記錄學生的出勤情況，不僅耗時耗力，還會占用正常的教學時間。針對這一問題，可以采用學生自查的方法，讓班長和團支書兩人負責，在上課前五分鐘完成人數(shù)清查，并在課后匯報給任課教師。這樣既能節(jié)省時間，又能培養(yǎng)學生自我管理和自我約束的能力。同時，這種班級的自我管理實戰(zhàn)也有助于輔導員帶好管好班級，形成良好的學風和班風，為榮譽班集體的創(chuàng)建提供支撐。

4.2.2 課堂討論和測試

采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學模式，減少教師在課堂上單向講授知識的情況。任課教師應(yīng)以問題為導向，多提出教學章節(jié)的思考問題，讓學生帶著問題去學習，積極主動地參與到課堂上的思考和討論中。這樣可以培養(yǎng)學生課下預習和復習的良好學習習慣。如果學生在課下不花時間，就無法跟上教師的教學節(jié)奏，采用翻轉(zhuǎn)課堂可以倒逼學生提高自主學習能力。在教學過程中，增加對重要知識點的測驗環(huán)節(jié)，以便時刻了解學生對課堂內(nèi)容的掌握情況。

4.2.3 作業(yè)完成情況

作業(yè)完成質(zhì)量是檢驗教學效果的重要標準之一，也是全過程、多元化考核的核心組成部分。作業(yè)形式不應(yīng)拘泥于課本每一章節(jié)后的習題練習，可以布置一些難易適中、開放的題目，并在難易程度上拉開梯度，既讓所有學生掌握該章節(jié)的基本概念和基本要點，也鼓勵學有余力的學生進行探索類的思考。此外，提交作業(yè)的形式也可以進行創(chuàng)新嘗試。采用學習通、雨課堂等主流的線上教學平臺布置作業(yè)、回收作業(yè)和批改作業(yè)，實現(xiàn)全程電子化、無紙與可溯源的模式。這樣不僅方便學生及時準確地查閱作業(yè)完成的準確度，還能減少紙質(zhì)版作業(yè)收集和整理給教師帶來的繁重工作。

4.2.4期中測試

期中測試是全過程、多元化考核中重要的階段性檢驗學習成效的環(huán)節(jié)。期中測試既可以采用傳統(tǒng)的卷面考試形式，也可以采用課程論文或者口試等新穎的考核形式。課程論文能夠全面判斷學生對上半段課程學習情況，主要考查學生對知識的利用、歸納總結(jié)和使用專業(yè)術(shù)語表達的能力。同時，也能掌握學生搜集資料、撰寫論文的水平。口試考核更加靈活，主要考查學生對知識的掌握和表達能力、語言組織能力與臨場應(yīng)變能力。只有對知識全面掌握，才能做到對答如流，流暢地完成問題回答。

4.2.5 實驗完成質(zhì)量

實驗完成質(zhì)量是全面檢驗學生實操動手能力的環(huán)節(jié)。DSP原理及應(yīng)用課程以DSP核心開發(fā)控制板為依托開展課程內(nèi)容講授，實驗環(huán)節(jié)則要求學生根據(jù)課堂講授內(nèi)容完成開發(fā)板的基礎(chǔ)實驗，包括流水燈控制實驗、蜂鳴器控制實驗、液晶顯示實驗、按鍵控制實驗、步進電機驅(qū)動實驗和直流電機控制實驗等。以上實驗將全面考查學生對DSP的時鐘、GPIO、中斷、PWM控制與ADC轉(zhuǎn)換模塊等知識點的掌握情況。同時，為了拓展學生的學習能力，還設(shè)置了一些自由探索發(fā)揮類的實驗，如串口通信實驗、I2C-EEPROM實驗和紅外遙控實驗等。

5DSP原理及應(yīng)用課程全過程、多元化考核方式改革成效

5.1 得到學生認可

經(jīng)過任課教師的詳細講解，絕大部分學生對考核方式的改革表示認可，并理解該考核方式改革的必要性。但仍有小部分學生認為該考核方式組成部分偏多，擔心會影響自己的最后成績。對此，任課教師對這部分學生進行了耐心勸導，并詳細說明考核的具體實施細節(jié)，最終該考核方式得到了大家的一致認可。受訪學生認為該考核方式能夠拉近學生與教師之間的關(guān)系，增加教師與學生的交流機會，減少期末一考定終身的弊端，使學生更系統(tǒng)地掌握課程知識點、更深入地理解課程內(nèi)容。

5.2學生學習成績得到提高

通過此次考核方式改革，連續(xù)兩屆學生的最終成績得到了提高，分別提高 9% 和 11% 。由于在第一屆具體考核細節(jié)實施過程中，任課教師和學生都需要一個適應(yīng)過程，因此成績提高幅度有限。到第二屆學生時，任課教師對改革后的考核方法已經(jīng)熟記于心，操作上也駕輕就熟，因此在教學過程中得心應(yīng)手，學生成績也得到大幅提升。同時，不及格率控制在 5% 以下，遠低于往年水平。

5.3教師教學水平和教學質(zhì)量得到提升

這次考核方式的改革增加了教師工作量，需要教師在教學上投入更多的時間和精力，但避免了目前高校普遍存在的“重科研、輕教學”的現(xiàn)象，教學質(zhì)量得到顯著提升?？己朔绞降亩鄻有砸藏S富了教師的教學手段，幫助教師及時掌握學生對課程內(nèi)容的學習情況，做到隨時發(fā)現(xiàn)問題，隨時調(diào)整教學節(jié)奏。這種快速反應(yīng)的教學模式有助于教師提高教學水平，為任課教師參加優(yōu)秀教師基本功比賽、教師教學創(chuàng)新大賽等比賽積累了素材，從長遠來看能夠促進教師的職業(yè)成長和能力提升。

6 結(jié)束語

DSP原理及應(yīng)用課程全過程、多元化考核方式改革對教師教學能力的提升起到了顯著的推動作用。該改革使課程設(shè)計、課堂管理更加精細，可以更全面客觀地檢驗學生學習效果，激發(fā)學生內(nèi)在學習動力，培養(yǎng)良好自主學習習慣，形成“教”與“學”順暢的互動局面。全過程、多元化考核方式不僅為培養(yǎng)滿足社會需求的實用創(chuàng)新型人才奠定了堅實基礎(chǔ)，還探索出一條切實可行的教育教學新模式。

7參考文獻

[1］謝海英，黃遠東，呂娟，等．“工程流體力學”課程多元化過程性考核方式的初步探討[J].科教導刊，2018（5）：42-43.

[2]趙燕熹，劉成超，林愛華，等．“無機化學”課程多元化過程性考核方式的設(shè)計與實踐［J].教育教學論壇，2023（32）：90-93.

[3］王洪坤，羊琴霞，聶晶，等．《電力系統(tǒng)繼電保護原理》課程多元化過程性考核方式探索［J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實踐，2022，5（4）：67-69.

[4]張磊，陳國兵，李昆鋒．能源動力類專業(yè)課程全過程、多元化考核模式改革研究[J].教育教學論壇，2020（9）：153-154.

[5]吳學領(lǐng)，趙堯敏，米立偉．多元化的考核方式在應(yīng)用電化學課程體系中的應(yīng)用與探索［J].河南教育（高教），2020（11）：93-95.