應用型本科《DSP實驗》教學模式探討

應用型本科《DSP實驗》教學模式探討

范雪莉Summary：應用型本科背景下，人才培養(yǎng)的目標要突出與行業(yè)接軌的實踐能力。本文從教學內(nèi)容、教學方法、考核方式等方面對《DSP實驗》課程的教學模式進行探討，提出原有模式的弊端，同時給出相對應的改革建議，旨在達到培養(yǎng)應用型人才的目的。Key：應用型人才培養(yǎng)；DSP實驗；教學改革：G642.0文獻標志碼：A：1674-9324（2018）42-0183-02一、引言對于應用型本科來說[1]，人才培養(yǎng)面向的是生產(chǎn)、工程、管理和服務等一線行業(yè)，重視知識的應用能力和實際操作能力。在轉(zhuǎn)型過程中，教學改革的方向之一是重視理論的實踐轉(zhuǎn)化，強調(diào)應用型人才培養(yǎng)。在教學體系中，實踐教學[2]是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)，也是提高學生社會職業(yè)素養(yǎng)和就業(yè)競爭力的重要途徑。因此在教學改革的探索中，實踐課程是非常重要的改革環(huán)節(jié)。對于實踐課程改革來說，注重實踐意識是改革的精神，強化實踐環(huán)境是改革的方向，提升實踐內(nèi)容是重要的改革措施。近年來，數(shù)字信號處理器（DSP）技術在國內(nèi)外發(fā)展迅速，在數(shù)字通信、數(shù)字圖像處理、語音信號處理、電氣控制、自動化等領域得到了廣泛的應用?！禗SP實驗》[3]作為一門重要的實踐課程，是電氣、電信和通信類專業(yè)的必修課，目的是提升學生的硬件水平和軟件編程技巧以及系統(tǒng)開發(fā)的能力，為學生以后的學習和工作奠定基礎。本文主要分析《DSP實驗》課程目前存在的一些問題，就教學模式改革進行探討，并提出一些改善教學效果的建議。二、課程的教學現(xiàn)狀作為理論課《DSP原理及其應用》對應的實踐課程，《DSP實驗》的教學目標是：使學生理解DSP的基本原理并掌握編程實現(xiàn)方法，具有初步的DSP編程技能，培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力及嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L，樹立工程技術觀點并提高他們的實驗技能和創(chuàng)新設計能力，為畢業(yè)設計和工作打下基礎。在應用型本科進行轉(zhuǎn)型發(fā)展的潮流中，如何更好地實現(xiàn)教學目標，同時突出轉(zhuǎn)型特色呢？首先在這一部分探討原有的教學模式，以及存在的問題。下一部分則就問題提出針對性的解決建議。第一，驗證性實驗所占比重較大，學生易渾水摸魚。通常，三分之二的實驗是驗證性實驗。驗證性實驗的操作學習類似于理論課上的“教師講，學生聽”的學習方式，只不過這里變成了“程序運行，學生看”。學生只需要調(diào)用程序-編譯程序-運行程序-查看結(jié)果就可以了。對于一些學生來說，其會認真閱讀程序，查看編輯結(jié)果，甚至自行修改部分，對比結(jié)果的變化。但是這主要依靠學生的自覺性，部分學生則只是學會了軟件的使用流程，并沒有學習到硬件框架和具體的編程。驗證性實驗實質(zhì)上營造了“濫竽充數(shù)”的環(huán)境，松散的學習氛圍，易引發(fā)學生的懈怠心理[4]。第二，實驗內(nèi)容陳舊，與行業(yè)熱點脫節(jié)。對于理工類應用型本科來說，培養(yǎng)人才的定位是“工程師”，迅速適應行業(yè)需求。因此，學校內(nèi)的實踐與企業(yè)的生產(chǎn)研發(fā)需要保持一致，除了基礎技能培養(yǎng)之外，更應該關注行業(yè)趨勢和企業(yè)熱點。在科技發(fā)展突飛猛進的時代，每年都會涌現(xiàn)很多科技流行詞，如“大數(shù)據(jù)”、“人工智能”，“深度學習”等。但是在實踐課中，這些詞幾乎沒有出現(xiàn)過。實驗內(nèi)容還是若干年前的指導書中的內(nèi)容，如“交通燈信號控制”。這種閉門造車式的實踐活動教育出來的學生，不具有市場競爭力，已經(jīng)與時代脫節(jié)。第三，“教師演示，學生照做”的比葫蘆畫瓢式學習不能提升興趣。在教學環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)教學方式是首先由教師對操作過程進行演示，提出實操時的注意事項，接下來由學生自行實踐，出現(xiàn)問題則進行一對一或一對多的指導。這種單一的教學方式持續(xù)時間較長容易產(chǎn)生教與學的疲軟，應該適時適量地增加教學互動，或者采取其他教學方式，提升學習興趣，也提升教師的教學熱情。第四，實驗報告無法全方位體現(xiàn)學生的學習效果。實驗學習與理論學習是非常不一樣的學習過程。理論學習是課上思考，課下實踐。而實驗課則是課上實踐，課下思考。知識和動手能力的獲取應該在課上完成，課下則是對實驗數(shù)據(jù)的整理與對實驗的分析。但是實驗報告中數(shù)據(jù)整理與分析卻是非常小的一部分，更多的是要寫出大量的實驗原理、實驗步驟、實驗設備等。在科技高速發(fā)展的今天，實驗報告也應該與時俱進，利用科技手段簡化實驗記錄，把重點放在分析、處理與思考上。實驗報告是檢驗學生的學習效果的指標，但是不能是唯一的指標。實驗報告作為評價實踐效果的唯一依據(jù)顯得過于單薄，同時不能體現(xiàn)學生的實操水平以及解決工程問題的能力。在評價體系上，應該注重實踐過程的監(jiān)督，而非僅重視結(jié)果。三、實踐教學的幾點建議針對上述問題，下面提出針對性的建議。第一，壓縮驗證性實驗內(nèi)容，增加創(chuàng)新性實驗和綜合性實驗。由于DSP結(jié)構(gòu)較復雜，與同類型的課程如《單片機實驗》相比，軟件編程和硬件調(diào)試的復雜度和難度都高出很多，因此如果將系統(tǒng)配置、外設接口程序等都交由學生自行設計編輯是不現(xiàn)實的。在調(diào)整實驗內(nèi)容時，難度要適中。比如實驗“有限沖擊響應濾波器（FIR）”，目的是要學生熟悉嵌入式系統(tǒng)如何進行算法移植，以及如何查看運行數(shù)據(jù)結(jié)果，調(diào)出圖像結(jié)果。這個實驗的難點包括嵌入式系統(tǒng)的初始化配置、理論計算、算法實現(xiàn)、算法移植、調(diào)試運行等，三個課時不能把所有難點兼顧。在設計創(chuàng)新性實驗時有針對性地選擇兩到三個即可。第二，實驗內(nèi)容設置時考慮課程群背景。行業(yè)熱點眾多，企業(yè)關注點繁雜時，怎么選擇合適的實驗內(nèi)容呢？建議與課程群相關聯(lián)。比如，DSP實驗及其理論課在通信工程專業(yè)中，屬于信號處理課程群，相關課程包括“信號與系統(tǒng)”、“數(shù)字信號處理”、“語音信號處理”、“數(shù)字圖像處理”等課程。因此在內(nèi)容設置上，可以加入語音信號處理行業(yè)的熱門技術，如語音識別、語音合成等，或者與課程組教師的科研項目相結(jié)合，這樣既增加了學生的興趣，也開拓了學生的視野，同時也達到了教學相長的目的。第三，互聯(lián)網(wǎng)+教學方式。教學方式由手工板書到多媒體教學，實現(xiàn)了教學方式的改革。在教師侃侃而談各種高科技詞匯的同時，卻對教學沒有任何影響，這也是一個諷刺現(xiàn)象。當教師在講臺上說“覺得對的請舉手”，同時認真地數(shù)著手掌個數(shù)時，無法看出這是一個現(xiàn)代化的講堂，而“在線投票”這樣一個小程序就可以解決以上問題。除此以外，還有“微助教”、“雨課堂”等輔助課堂工具，都是現(xiàn)代化的教學方式。總之，科技改變的不只是生活，還有學習方式和授課方式。第四，基于過程的考核方式。實驗報告中除了結(jié)果記錄和分析之外的部分，都是課堂實踐的記錄。與其要求學生對著實驗指導書抄寫一遍，不如由學生隨堂將實踐過程動態(tài)記錄下來，利用手機等工具實時記錄操作過程，同時自行解釋原理，解決過程中出現(xiàn)的問題。這種方式一方面展示了學生的知識是否掌握，另一方面如實記錄了學生的動手操作過程，更能展示學生是否達到實驗目的。四、結(jié)論應用型本科院校的轉(zhuǎn)型發(fā)展是一個趨勢，在這樣的大背景下，一線的課程教學改革則是構(gòu)成轉(zhuǎn)型發(fā)展的細胞。對于理工類的課程，只有課程進行有效改革，朝著培養(yǎng)學生解決實際問題，提高實踐能力的目標前進，轉(zhuǎn)型才有落腳點?！禗SP實驗》課程的改革目的是更好地滿足教學目標的要求，培養(yǎng)應用型人才。改革的措施則是在內(nèi)容上提高學生學習興趣的同時，貼近實際行業(yè)需求，緊跟企業(yè)熱點步伐，方式上則是與互聯(lián)網(wǎng)+相結(jié)合，體現(xiàn)現(xiàn)代化、科技化，同時要更加細致地對每一個環(huán)節(jié)的學習效果進行監(jiān)督，保證知識點能夠確確實實地被學生學到、吸收到。總之，教學改革不是一蹴而就的，是一個不斷探索不斷積累的過程，筆者及課題組成員將秉持著“路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索”的精神持續(xù)改進，期望能夠不斷培養(yǎng)應用型人才。Reference：[1]劉欣.人才培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)型：應用型本科轉(zhuǎn)型發(fā)展的核心聚焦[J].現(xiàn)代教育科學，2017，（11）：102-107.[2]鄧小玲，高榮禮，蔡葦，等.應用型本科實踐教學體系改革與探索[J].教育教學論壇，2017，（8）：136-137.[3]陳小元，陳