面向卓越计划的电气专业DSP教学模式改革探讨

康伟 张丽霞

摘要：国家“卓越工程师教育培养计划”的设立，对教学模式和教学效果都提出了更高的要求，论文针对电气工程专业DSP课程教学和考核模式改革进行探讨，将课堂搬入实验室，让学生在动手实践中加深对所讲内容的理解，达到了良好的教学效果，同时对以笔试为主的考核模式改为平时成绩、大作业和期末开闭卷考试成绩相结合，更好的考查学生的综合掌握情况。通过两年的探索，改革后的教学和考试模式更加合理，教学效果也较传统模式有所提高。

關键词：DSP；卓越计划；考试改革；教学模式

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）16-0101-02

中国石油大学信息与控制工程学院电气专业2013年加入国家“卓越工程师教育培养计划”（简称“卓越计划”），这是一个良好的契机，但也对教学内容和教学方法提出了更高的要求。卓越工程师的核心是创新能力，面向卓越计划的教学，不仅要培养学生熟练掌握专业基础理论知识的能力，还要注重培养学生的实践应用能力、思维开创性和创新性等能力，传统的教学模式已经不能满足。DSP数字控制技术是我系面向卓越计划开设的一门必修课，教学内容紧扣DSP在电力系统和石油石化行业应用，具有很强的实践性，与卓越计划的主旨不谋而合，但是现有的教学模式和考核方法都是面向普通班制定的，已经不能适应卓越计划对实践性和创新性的要求，也与课程本身实践性较强的特点不相符合[1]，本文针对卓越计划的特点，对授课方式和考核方式进行革新，为卓越计划教学体系的建立进行一些探索。

一、DSP教学与考核现状

传统的DSP课程教学方式为教师课堂讲授为主，然后另开实验部分，辅以部分验证性的实验内容，这种教学方法对理论性较强的课程能够取得比较良好的教学效果，但是对于DSP这类实践性较强的课程，则教学效果并不能令人满意。以寄存器设置为例，该部分没有理论内容，全是烦琐的寄存器设置方式，每个外设都包含多个16位甚至32位寄存器，寄存器设置直接关系到该部分外设能否正确工作，寄存器的每一位都需要正确设置，这些内容都需要经过大量实践后才能掌握。如果按照传统教学方式，由教师在讲台上对寄存器按位进行一一讲解，由于内容枯燥无味，相互之间又没有什么关联性，往往是老师讲得口干舌燥，学生听得一头雾水，隔天就把课堂内容忘得精光，学习积极性受到挫伤。通过跟学生课下交流得知，这种以课堂讲述为主的教学方式，即便参加过电赛，有一定基础的学生也表示不容易听懂，学习效果很差[2，3]。考试是学生的指挥棒，考试内容和方法与教学内容息息相关，利用科学合理的考试方式和考试内容可以极大地调动学生学习的积极性和主动性。之前由于条件的限制，该门课程以闭卷考试为主，考核内容主要注重低层次的知识要点记忆，忽视了学生创新意识和综合能力，造成学生实践能力不强，动手操作能力较低。另外由于考试形式单一，也难以客观、全面地评价教学效果。因此有必要对DSP数字控制技术这门实践性比较强的课程进行教学方式和考试内容的探索和研究，以期达到更好的教学效果，使之更能适应卓越计划的要求。

二、DSP教学方式改革

针对课程实践性较强的特点[4-6]，可以对授课方式进行适当调整，以学生动手实践为主，教师讲授为辅。结合卓越班为30人小班的特点，在系里的大力支持下，笔者将课堂转移到配备计算机的实验室进行，每个学生配发DSP开发板和仿真器，并且可以带回宿舍进行编程练习，在期末考试后交回即可。学院近年大力改善实验室条件，所有的实验室都配备了计算机和投影设备，也为这一授课方式的改革提供了物质基础。为了进一步提升教学效果，可以利用Ti公司提供的丰富例程，在教学过程中让学生在例程的基础上进行修改，达到举一反三的效果，同时可以节省宝贵的课堂时间。由于课堂时间有限，为了达到更好的教学效果，根据课堂讲授内容布置课后编程作业，让学生将开发板带回宿舍完成，并在下一次课前抽查。在布置课后作业时，考虑到学生宿舍的条件限制，尽量布置只需使用开发板就能完成的作业。如ePWM模块部分，通过开发板跳线可以将PWM输出接到LED上显示输出，课堂上主要进行PWM频率、动作模式、中断等方面的练习，课下布置输出SPWM波形实现呼吸灯效果的作业，可以通过LED的亮灭情况直观地观察到程序输出结果，方便学生在没有示波器等仪器辅助的宿舍里完成作业。为了防止抄袭，第二堂课进行抽查，除了要检查程序完成情况外，还要让学生将程序投影到幕布上，进行当众讲解，教师根据完成情况打分。通过将课堂搬到实验室以及课下练习，在整个课程进行过程中，DSP开发板始终在学生手中，给予了学生较为充分的练习时间，这样在课程结束后，基本每个卓越班的学生都能够熟练使用DSP进行编程，达到了教学目的。

三、DSP考核方式改革

由于本课程是实践性比较强的课程，单纯的笔试不能体现学生的能力和差异，也无法引导学生有效地学习本门课程。因此考试成绩采用平时成绩、实验成绩、大作业以及期末考试四部分综合评定，重点考查学生的应用能力和实践能力。传统考试模式期末考试占有的比重太大，单靠一次考试也无法综合考查学生的掌握情况，需要在教学过程中记录学生的课堂表现和课后作业完成情况，通过多次考核的综合情况进行成绩评定。通过这种方式可以调动学生的学习积极性，避免学生平时不学、考前突击以及考试作弊等情况的出现。授课完成后以大作业的形式布置实践性、开放性强的设计性题目，为了避免互相抄袭，让学生三人一组自由组队，每组题目不同，学生自主查找资料，自主设计，让学生学以致用，在实践中巩固所学的知识。在发布大作业题目时，教师只提出最基本的要求，由学生根据完成情况自主决定发挥部分，并提前说明如果只完成了基本要求，只给60分，通过这种方式，激发学生的创新性思维。完成后提交纸质版报告，同时制作PPT进行答辩，根据答辩情况和大作业的完成情况进行打分。期末考试方式也由之前的闭卷改为开闭卷相结合，闭卷部分40分，主要考查需要记忆的知识点；开卷部分60分，在该部分学生可以携带课本、例程和手册，由两道程序设计题目组成，重点考查学生DSP相关模块的掌握情况。通过考试形式的改革，考查的重点也由知识的简单记忆转换到了DSP的实际应用能力上来。

四、DSP教学效果总结

截至目前，授课方式和考核方式的改革共进行了两年，取得了良好的效果，学生的学习积极性大大增加，相应的教学效果也得到了提升。DSP作为一门实践性较强的课程，学生掌握使用DSP的能力才是最终的目的，所有的工作都应该围绕这一目的展开，本文所采用的教学和考核方式改革是对提升教学效果的一次尝试，在后续的工作中，还有大量的工作需要进行，比如引入赛考结合，鼓励学生参加电赛，并将电赛的成绩纳入最终的课程考评成绩中等。

参考文献：

[1]康伟，王艳松.电气专业DSP教学内容与形式改革探析[J].中国电力教育，2013，（2）：65-66.

[2]郭锐.DSP教学中若干教学方法研究与实践[J].科技信息，2011，（20）：6.

[3]孙成立，王希敏.DSP技术课程研究型教学模式探索[J].实验室研究与探索，2010，（11）：306-308，315.

[4]宁更新，李建中，方学阳，等.DSP实验多元化教学方法的探索[J].实验室研究与探索，2011，（7）：121-122，168.

[5]洪波，王秀敏，徐明彪，等.基于创新理念的DSP课程实验教学研究[J].实验室研究与探索，2014，（10）：215-217，311.

[6]刘爱民.一种DSP教学改革方法研究及实践[J].信息与电脑（理论版），2012，（10）：198-199.