少學時應用型課程教學改革研究

摘 要: 基于《DSP技術及應用》課程特點的分析，針對既重視課程的基本理論，又要培養學生動手實踐能力與創新能力的目標，本文作者在少學時的應用型課程教學中提出了理論教學模塊化結合實驗教學任務化的教學構想。通過課程設計和畢業設計的反饋，表明該方法在少學時應用型課程中具有良好的教學效果。

關鍵詞: 教學改革 少學時 《DSP技術及應用》 理論教學 實驗教學

1.概述

《DSP技術及應用》是電氣信息類本科各專業的專業基礎課程，該課程應用范圍甚廣、實踐性極強[1][2]。針對本校而言，鑒于該課程之前已經開設了《微機原理與接口技術》、《單片機原理及系統設計》，以及《嵌入式系統設計》等課程，該課程課時安排相對較少，但課程內容的抽象使得傳統的以課堂講授為主的教學模式，很難在少學時課程教學中適應預定的教學要求和目標。由于本課程涉及的是剛剛興起的技術，是一門新穎的、具有很強實踐性的專業課程。因此，除了理論教學之外，還應該有大量的實驗教學作為支撐。教學的指導思想是讓學生在學完課程之后能夠很快地將所學知識應用到實踐中去，而不是僅僅只會在實驗箱上完成簡單的功能驗證。于是，在少學時情況下，出現了理論和實驗教學的課時合理安排和課時不足的問題。

根據已有的教學經驗，結合該課程實踐性強的特點，我們在少學時課程教學上，提出理論教學模塊化、實驗教學任務化的構想，以促進學生的學習積極性、改善教學效果、提高育人質量。

2.《DSP技術及應用》課程的特點和難點

《DSP技術及應用》是一門理論和實際密切結合的課程。它涵蓋的知識面寬，要求學生不但熟悉硬件結構、指令系統和開發平臺，而且掌握數字信號處理的基本理論和算法，并會使用匯編語言、C++語言、CCS等相關工具進行算法開發[1][2]。

另外，在《DSP技術及應用》課程中，CPU的內核結構是教學的重點，不同于《微機原理》、《單片機原理及系統設計》等課程。例如，單片機一般應用于相對功能單一的控制場合，硬件結構簡單，軟件編程一般沒有復雜算法，而DSP可以應用于信號處理，硬件結構復雜，并大多強調的是軟件編程要結合數字信號處理算法。雖然在《微機原理》中，我們也講到CPU的內核結構，但只是一些簡單概念，目的是為學習匯編語言編程做準備。因此，在《DSP技術及應用》教學過程中，在硬件結構的基礎上結合相關算法介紹軟件編程是本課程的特點，也是教學的難點。

3.理論教學模塊化的建議

在少學時的情況下，怎樣抓住教學要點，探討和改進教學方法，培養適應現代化工程技術發展需求的合格人才，是我們在本課程教學中反復研究解決的問題。

3.1 重視基本概念，夯實理論基礎。

DSP硬件結構復雜，指令繁多，軟件編程時往往要結合數字信號處理算法，故《DSP技術及應用》課程教學的任務很重。在以往的教學中往往有按照知識點平均用力的傾向，這樣費時費力，在少學時課程的教學中顯然是行不通的。要達到良好的教學效果，必須重視基本概念的理解和基本方法的掌握。只有在學生對DSP硬件結構有較深認識，對指令系統熟練掌握的情況下，才可能進一步深入學習。人們學習知識總是從已知體系的向未知的領域拓展。所以在DSP課程教學中，可以類比單片機來介紹DSP硬件結構，講解其指令系統。這樣學生可以更容易掌握DSP的有關知識。總之，教師應通過各種手段夯實DSP理論基礎，為學生進一步學習和實踐做好準備。

3.2 在理論教學上，采用模塊化教學。

改變傳統的教學模式，對DSP課程內容的處理以模塊化為核心，形成不同階段的學習目標。這樣做可以讓學生學好每一部分內容，對每一部分的知識都體現出學有所獲，然后通過合理銜接每個模塊的知識，逐步完成整體教學目標。

課程的模塊化教學是根據DSP的功能將內容分為若干部分，學生通過學習掌握每一部分的硬件特點和軟件編程控制，進而組合多個模塊，達到綜合應用的目的。同時，在授課過程中，以模塊化教學的方式讓學生有種緊迫感，從而參與到教學中來，讓學生自主地尋找解決方案，實現調動學生的學習積極性，開發其學習的潛能。

4.實驗教學任務化的建議

在實驗教學上，采用任務化教學。一方面，結合教學理論進程，在理論課程階段，即課程前期，通過介紹CCS以軟件實驗為主，給學生具體任務，讓學生熟悉DSP的匯編及仿真調試環境，基本掌握DSP匯編語言程序設計技巧。另一方面，在學習的后期，給學生具體設計任務，即在具體設計中提高動手能力，反過來也達到“做中學”的目的。我們常發現學生在學習過程中較難入門的現象，其在學習結束后仍無法獨立完成編程設計。那么在理論教學模塊化的前提下，如何制定實驗教學任務，以及如何實施呢?

首先，任務的制定是實驗教學的關鍵。任務驅動是基于探究性學習和協作學習的一種模式[3][4]，我們認為，實驗教學任務化首先是要制定不同階段的學習目標，把所要講授的各項理論知識和實踐技能按由淺入深、現學現用的原則分解到一個個具有明確應用目標的課題任務中，讓學生在規定時間內依次完成這些任務來達到教學目的。其次，要降低學生學習的入門臺階，讓學生學好每一部分內容，對每一部分的知識都體現出學有所獲，然后通過合理銜接每個模塊的知識，逐步完成整體教學目標。再次，每個實驗任務，通常不直接給出學生實驗方案，而是給出學生一個學習目標，在學生學習完相關的內容時，讓學生自行設計實驗方案，在實驗中可以給學生一定的提示，形成階段性的實驗，使實驗目標有一定的難度，在少學時的實驗教學中，最終讓學生通過自己的努力和老師的指導解決問題，在實驗中獲得一定的成就感，充滿信心地去學好下面的新知識。最后，在每一次完成實驗任務時，教師應注意總結，針對出現的問題提出改進的實驗任務，以利于今后的教學。

5.理論教學模塊化及實驗教學任務化的合理結合

當前，教學過程中一個嚴重弊端是理論與實驗相脫節。有學者提到一種新的學習理念，即“做中學”，也就是在實踐中學習[5][6]。在教學中，我們首先從選擇教材入手。在理論教學過程中，我們強調DSP的內核結構和工作原理的講解，選用DSP芯片原理方面的教材，而在實踐教學活動中，為了突出該門課程實踐性強的特點，重點選用一些DSP實驗方面的教程。在具體教學過程中，把實驗作為課程知識體系的關鍵點，貫穿于課程學習的全過程。對于DSP實驗，就是先分析課程的重點、難點，確定實驗內容，然后將實驗按照課程教學進程，合理地分布其中，使實驗教學對理論教學起到提綱挈領的作用，將實驗任務與理論模塊教學結合，構造出的全新課題式教學內容體系。

6.結語

理論教學模塊化及實驗教學任務化的結合，在少學時情況下檢驗這種方法最有效的手段就是課程設計。課程設計的目的是讓學生在理論學習的基礎上，完成一個DSP的具有綜合功能的系統的設計與編程，這個相對綜合的系統使學生自己主動地將模塊化的理論和任務化的實驗系統地整理起來，最終將課堂上學到的理論知識與實際應用結合起來。

最后結果表明，學生在最后的課程設計中都顯得信心十足，最后的設計結果也很理想。這就鼓勵我們在更多其它應用型課程，特別針對少學時的應用型課程教學，進一步探索理論教學模塊化與實驗教學任務化結合的教學思想，努力改善教學效果，提高育人質量。

參考文獻:

[1]張毅剛，趙光權，孫寧等.DSP原理、開發與應用[M].黑龍江:哈爾濱大學出版社，2006.

[2]張濤，賀家琳，陳存彪.DSP實驗教程[M].北京:機械工業出版社，2009.

[3]戚偉.任務驅動法在單片機教學中的應用[J].科技信息，2006，(6):106-107.

[4]林志貴，袁臣虎，李現國.單片機原理及接口技術課程教學改革新思路[J].電氣電子教學學報.2007，(2):16-21.

[5]周川.簡明高等教育學[M].江蘇:河海大學出版社，2002.

[6]宋宇飛，劉化君，周正等.《DSP 原理及應用》教學的創新與實踐[J].中國現代教育裝備2008，(4):90-91.