基于PPI的DSP課程教學方法探索

易吉良　譚會生　石偉　李中啟　李軍軍

摘要：為解決“DSP原理與應用”課程教學內容多而課時少、實踐性強而實驗機會有限等問題，通過提煉課程關鍵知識點設計全局及局部問題，開展基于問題（Problem）的理論教學方式；采用小組學習并配發DSP開發板拓展學生實驗時間和空間，開展基于項目（Project）的實驗教學方法，使實踐教學與理論教學同步；利用信息化（Informatization）平臺共享學習資源并增強互動，引導學生主動性學習；經過改革實踐，教學效果提升明顯。

關鍵詞：DSP課程；問題式；項目驅動；信息化

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）52-0180-02

“DSP原理與應用”是電類專業的重要課程，主要介紹DSP芯片原理及其在功率器件控制和信號處理應用系統等領域的軟硬件設計技術，培養滿足相關行業發展需求的新工科人才。國內外已有的DSP課程教學改革針對該課程知識結構復雜、實踐性強的特點，從教學內容和形式、實踐教學組織以及考核方式等方面進行了大量的探索。

一、傳統DSP課程教學存在的問題

“DSP原理與應用”課程以電子技術、單片機和數字信號處理等課程為基礎，課程涉及知識面廣。核心內容包括DSP芯片內部的硬件資源及軟件開發，逐一講解需要大量的時間。傳統的DSP課程理論教學一般是教師講學生聽的單向知識傳輸模式，學生缺乏主動性與參與性。而在實踐教學環節，一般以驗證性實驗為主，實驗內容缺乏創新性因素，學生只知其然，不知其所以然。另外，DSP課程一般開設在大三下學期或大四上學期，學生面臨找工作或考研壓力，心態發生了變化，導致到課率低、到而不學問題嚴重。破解這些問題，需要將課程學習與學術水平及工作技能相結合，同時增強課堂趣味性和互動，把學生吸引到課堂中來。一般DSP課程學時為32個理論學時加8實驗學時，理論課時少，實驗的次數少，傳統的教學模式難以達到教學目標。因此，讓學生在短課時條件下較好地掌握DSP的基本知識并具備初步開發能力，需要對課程教學方式和內容進行改革。

二、教學改革措施

本教學改革通過提煉DSP課程核心知識點，設計基于問題的理論教學和基于項目的實踐教學模式，采用小組學習形式和配發DSP開發板，打破理論教學和實踐教學的界限；采用信息化教學平臺共享資源和增強互動，實現讓學生在短學時情況下初步具備DSP系統開發能力，對接社會用人需求。

1.基于問題的理論教學。針對DSP課程教學內容，通過理清課程關鍵知識點，將授課內容按照課時分配到每講，設計基于問題的各講核心知識的思維導圖（圖1），清晰地描述每講的重點和難點所在，并形成課程知識鏈，闡明每講知識在整個課程中的地位和作用，讓學習生明確學習方向。設計的問題包括局部問題和全局問題。局部問題為理解每講核心內容而設計，故需要分析每講的知識結構和知識點，提煉其關鍵核心知識點，再針對其設計問題和精選案例。全局問題在課程的開始就提出，但需要學習完本課程后才能很好完成。全局性問題來源教師科研課題或實際工程案例，包括軟件系統、硬件系統、接口使用等，設計時注意問題的難易程度和學生可接受程度，把握原理性和工程性尺度。

2.實踐教學改革。本課程的教學目標是培養學生的DSP硬件及軟件設計能力，這些能力需要不斷實踐才能掌握。通過成立DSP學習小組，每個小組配發一塊DSP開發板，每講的課后練習除理論作業外，還必須在開發板上完成相關實踐項目，在理論教學的同時讓學生得到實踐鍛煉，使實踐教學和理論教學同步。

實踐環節的任務包括個人項目和小組項目，個人項目主要完成基本實驗，主要完成圖1中的局部問題，讓學生熟悉DSP的硬件及CCS開發環境，這些實驗在完成基本功能的基礎上還需實現差異性功能，如顯示個人信息等。在解決圖1中的全局問題時，以學習小組合作完成實驗項目，如利用開發板實現直流電機或步進電機控制，規定實現電機啟停、加減速和小組信息顯示等基本功能，還必須自由開發創新性功能作為加分項。為保證實驗效果，加強對實驗項目的驗收環節的管理。老師對每個學生個人項目的實驗結果進行驗收，并隨機提問檢查學生對相關知識的掌握程度，作為實踐考核的重要組成部分。

3.引入信息化教學平臺。本課程在教學改革過程中引入信息化技術，一方面，采用微信公眾號擴展教學區間。考慮到課程課時少，教學區間短，為讓學生對課程有初步的認識，在開課之前，讓學生提前關注自建的微信公眾號，不定期推送課程的背景知識、社會應用、工作薪酬和學習方法等相關信息，吸引學生的關注度，使學生在正式上課前對課程就有了一定程度的認識。同時通過公眾號進行學習調查，了解學生更希望采用怎樣的教學過程，并通過留言管理精選學生留言進行發布，提高互動積極性。在教學過程中對各小組的學習效果和互動成績在公眾號及時公布，提高其學習積極性。另一方面，采用超星“學習通”貫穿教學全過程。學生在課前預習核心知識、課中研究討論、課后作業等環節均有效利用“學習通”。通過將具體軟件應用和實驗步驟環節預錄視頻發布在學習平臺，學生結合DSP開發套件跟隨視頻學習，節省課堂時間。對于課程的全局任務問題和局部任務問題，將課程PPT發布在學習平臺上，讓學生提前思考與預習。學生對不理解的內容可以在平臺上留言，個別學生的問題直接在平臺回復，普遍性問題在課堂上統一討論和解答。在平臺上建立作業庫，課堂考勤、作業布置和批改、平時成績統計也借助學習平臺完成。本課程的學習平臺主頁和公眾號部分界面如圖2所示。

三、改革效果

通過梳理關鍵核心知識點，構建PPI的DSP課程教學方法，扭轉了高年級學生特別是大四學生到課率低、到而不學的現象，實現了讓學生在短學時情況下掌握課程核心知識，初步具備DSP系統開發能力。通過精心設計問題，引導學習小組的合作交流學習，培養學生分析問題和解決問題的能力，激發學生學習興趣。所有問題針對每講核心知識點或共性知識設計，讓學生不僅從原理思路掌握DSP工作原理，也使學生在面對紛繁復雜的各類應用時能夠以不變應萬變。

四、結語

通過PPI的DSP課程教學改革實踐，證明了基于問題的理論教學模式能夠抓住課程核心知識主線，引導學生主動思考，理清課程知識脈絡?；陧椖康膶嵺`教學能夠擴展實驗時空，激發學生的創新性思維。

參考文獻：

[1]肖永江，張興嬌，馬文科，柯月琴.DSP技術課程教學要點及教學方法探討[J].實驗技術與管理，2017，34（4）：205-206，211.

[2]仲元紅，謝禮瑩，吳華，陳禮，朱斌.面向應用的DSP技術課程改革研究與探索[J].教育教學論壇，2018，（30）：86-87.