面向卓越計劃的電氣專業DSP教學模式改革探討

康偉 張麗霞

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

關鍵詞：DSP；卓越計劃；考試改革；教學模式

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

中國石油大學信息與控制工程學院電氣專業2013年加入國家“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”），這是一個良好的契機，但也對教學內容和教學方法提出了更高的要求。卓越工程師的核心是創新能力，面向卓越計劃的教學，不僅要培養學生熟練掌握專業基礎理論知識的能力，還要注重培養學生的實踐應用能力、思維開創性和創新性等能力，傳統的教學模式已經不能滿足。DSP數字控制技術是我系面向卓越計劃開設的一門必修課，教學內容緊扣DSP在電力系統和石油石化行業應用，具有很強的實踐性，與卓越計劃的主旨不謀而合，但是現有的教學模式和考核方法都是面向普通班制定的，已經不能適應卓越計劃對實踐性和創新性的要求，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行革新，為卓越計劃教學體系的建立進行一些探索。

一、DSP教學與考核現狀

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

二、DSP教學方式改革

針對課程實踐性較強的特點[4-6]，可以對授課方式進行適當調整，以學生動手實踐為主，教師講授為輔。結合卓越班為30人小班的特點，在系里的大力支持下，筆者將課堂轉移到配備計算機的實驗室進行，每個學生配發DSP開發板和仿真器，并且可以帶回宿舍進行編程練習，在期末考試后交回即可。學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備，也為這一授課方式的改革提供了物質基礎。為了進一步提升教學效果，可以利用Ti公司提供的豐富例程，在教學過程中讓學生在例程的基礎上進行修改，達到舉一反三的效果，同時可以節省寶貴的課堂時間。由于課堂時間有限，為了達到更好的教學效果，根據課堂講授內容布置課后編程作業，讓學生將開發板帶回宿舍完成，并在下一次課前抽查。在布置課后作業時，考慮到學生宿舍的條件限制，盡量布置只需使用開發板就能完成的作業。如ePWM模塊部分，通過開發板跳線可以將PWM輸出接到LED上顯示輸出，課堂上主要進行PWM頻率、動作模式、中斷等方面的練習，課下布置輸出SPWM波形實現呼吸燈效果的作業，可以通過LED的亮滅情況直觀地觀察到程序輸出結果，方便學生在沒有示波器等儀器輔助的宿舍里完成作業。為了防止抄襲，第二堂課進行抽查，除了要檢查程序完成情況外，還要讓學生將程序投影到幕布上，進行當眾講解，教師根據完成情況打分。通過將課堂搬到實驗室以及課下練習，在整個課程進行過程中，DSP開發板始終在學生手中，給予了學生較為充分的練習時間，這樣在課程結束后，基本每個卓越班的學生都能夠熟練使用DSP進行編程，達到了教學目的。

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學生的能力和差異，也無法引導學生有效地學習本門課程。因此考試成績采用平時成績、實驗成績、大作業以及期末考試四部分綜合評定，重點考查學生的應用能力和實踐能力。傳統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生的掌握情況，需要在教學過程中記錄學生的課堂表現和課后作業完成情況，通過多次考核的綜合情況進行成績評定。通過這種方式可以調動學生的學習積極性，避免學生平時不學、考前突擊以及考試作弊等情況的出現。授課完成后以大作業的形式布置實踐性、開放性強的設計性題目，為了避免互相抄襲，讓學生三人一組自由組隊，每組題目不同，學生自主查找資料，自主設計，讓學生學以致用，在實踐中鞏固所學的知識。在發布大作業題目時，教師只提出最基本的要求，由學生根據完成情況自主決定發揮部分，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，激發學生的創新性思維。完成后提交紙質版報告，同時制作PPT進行答辯，根據答辯情況和大作業的完成情況進行打分。期末考試方式也由之前的閉卷改為開閉卷相結合，閉卷部分40分，主要考查需要記憶的知識點；開卷部分60分，在該部分學生可以攜帶課本、例程和手冊，由兩道程序設計題目組成，重點考查學生DSP相關模塊的掌握情況。通過考試形式的改革，考查的重點也由知識的簡單記憶轉換到了DSP的實際應用能力上來。

四、DSP教學效果總結

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

參考文獻：

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