CDIO导向的项目驱动式DSP课程的实践及探索
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作者:孙伟忠
【摘要】以CDIO工程教育模式理念、教学大纲和标准为导向，结合项目驱动式教学理念和实践方法，分析DSP原理与设计课程的特点及其目前教学现状，在教学内容、教学模式、教学手段、教学方法等方面进行一系列改革，使培养出的毕业生在工作的适应性和从事专业的具体要求方面，更加适合社会的需求。
【关键词】DSPCDIO项目驱动式教学改革《DSP原理与应用》课程是国内外自动化、电子信息工程、通信工程、电子信息科学与技术等专业开设的一门专业选修课程。该课程是一门理论与实际紧密结合的课程，它涵盖的知识面广，以数字电路、数字信号处理等课程作前期基础，不仅要求学生熟悉DSP的基本结构、指令系统和开发环境，还要掌握数字信号处理，甚至是图像处理的基本理论和算法，并会使用汇编语言和C/C++语言等进行算法开发，因此课程在各个教学环节都存在一定难度。
CDIO指的是Conceive—Design—Implement—Operate（构想—设计—实施—操作），这种模式是国外近年来研究、探索和实践建立的一种先进的工程教育模式。将教学内容与工程实践紧密联系在一起，在理论课堂教学中强化实践教学，提高学生的工程意识和工程素养，构建一个新型课程教学模式，即发挥了教师的主导作用又体现了，又体现了学生的主体作用，调动了学生参与的积极性，使教学质量得到了大幅提高。
一、课程教学现状
《DSP原理与应用》课程涵盖知识面宽、理论知识要求高且实践性强，课程内容难度较大。特别是近几年DSP及嵌入式系统设计技术的飞速发展，旧的DSP处理器不断淘汰，新的处理器不断涌现，以至于该课程教学上出现与社会实际脱离，实验教学环节较薄弱，学生应对实际项目能力不足等问题。
第一，教学上出现与社会实际脱离。大多数的高校开设这门课程，都是以TI公司生产的2000系列和5000系列的DSP为代表，而在实际应用中2000系列和6000系列的DSP是主流的发展方向。因此在教学内容方面存在的与社会实际需求脱节的问题，这样会出现学而无用现象，在未来就业中造成学生应用能力差，不能快速适应工作岗位要求的情况。
第二，实验教学环节较薄弱。传统教学方式，总是以“教师”为中心，学生被动地被老师带着走，这种单一的教学方法，很难提高学生们的积极性。实践太少，经验不足，导致许多学生理论上理解老师所说的一些知识，但在实践中不知道如何去运用。还有许多大学生自主学习能力不高，老师布置的任务只会让他们更被动，不利于他们提高学习的兴趣和热情。传统的教学方式难以满足学生的专业发展需求，对学生整体能力的提升也会产生阻碍性影响。
第三，学生应对实际项目能力不足。越来越多的用人单位发现刚毕业的大学生，并不能独立地开发一个项目，综合运用知识，解决实际问题。而教学内容与社会实际生产相脱离、教学方法落后是造成这种现状的主要原因。
二、课程教学改革路径
以CDIO教学模式为导向，结合项目驱动式教学理念和实践方法，对《DSP原理与应用》这门课程进行实践和研究。
首先，以实际应用为出发点，顺应社会发展方向。从社会需求角度调研企业对DSP技术人才的素质、能力、知识的要求，通过走出去，请进来，问卷调查和实地调查等方法，了解社会需要怎样的专业人才。根据调查结果调整教学内容，从TI公司的5000系列DSP更改为6000系列DSP，重新制定教学计划、教学大纲、实验大纲、教学课件和教案等一系列教学文件，从教学内容上做到与市场接轨。引入主流实验设备，对专业教师系统培训，提升教师专业技能和教学水平，使专业教师掌握主流技术。通过这些措施，使教学内容满足市场需求，这样才能培养出在知识结构上满足用人单位需求的学生。
其次，以CDIO教学模式为导向，激发学生学习内动力。目前，学生普遍存在眼高手低、理论联系实践能力不强等问题。因此，在教学中我们要引入CDIO教学模式，并以CDIO工程教育模式为导向，制定课程的教学计划、教学内容和教学过程设置，完成演示实验指导书和过程综合性实践环节指导书的修订。将教学内容与工程实践紧密联系在一起，对培养学生工程思维和工程设计能力进行了有益尝试，提高学生的工程意识和工程素养，构建一个新型课程教学模式。我们不仅在教学模式上大胆尝试，而且在具体操作上还要精心安排。布置学生独立进行电路硬件设计，并在此基础上进行软件的编写和仿真，让学生真正成为教学中的主体，使学生对硬件的设计和软件的编程及它们之间的关系有深入了解，这样学习起来既提高了学习兴趣又提高了教学效果。社会在发展，对人才的专业能力、理论知识掌握情况等提出了更高要求，也更加关注人才的专业程度、创新能力等方面。CDIO教学模式将理论知识考核和实践技能考核相互融合，关注学生的合作意识、创新能力，以此不断提升课程教学质量。
最后，以实际项目驱动教学，提升学生实战能力，激发学生职业意识。实际项目
驱动教学是通过真实项目，引导学生参与完成项目。它要求学生确定项目目标，制定项目计划，实施计划，检查并反馈项目的内容和结果。项目教学法不同于以往的任务教学法。任务型教学方法的核心是将任务划分为几个学习的理论知识。其特点是以任务为主线、教师为主导、学生为主体，根据学生的接受能力及信息时代的需求，强调所学知识要与时代同步。而项目教学法的核心思想是通过一个完整的项目，实现技能与理论知识之间的联系，从而形成完整的专业能力，通过项目教学法，学生可以准确地掌握任务，形成完整的知识体系。其特点是以项目为主线、教師为引导、学生为主体，目标指向的多重性、培训周期短，见效快、可控性好、注重理论与实践相结合。我们可以依托合作企业的实际研发项目，总结归纳出与本课程相关的知识点，从项目的体系出发，优化教学手段。通过项目驱动教学方法，我们应该科学合理的利用现有的资源，重点从课程的理论教学、课程实验和实践环节出发，对课程基础性演示实验指导书和过程综合性实践环节指导书进行修订，并建立项目驱动式教学方法所需要的项目案例库，完成考核内容和评价体系的修改。
三、结语
科学合理地利用现有资源，构建一个具有一定前瞻性的，可操作的教学改革方案，是当下DSP课程教学改革的方向。在以CDIO工程教育模式为导向，使用项目驱动式教学方法的实践与探索中，我们调研社会企业对DSP专业人才的需求，积极修订教学内容。以CDIO工程教学模式为导向，激发学生学习内动力，不断提升课堂教学质量。依托企业项目资源，优化教学模式和教学方法，通过项目驱动教学方法，让学生参与到实际项目中，既让学生学以致用提升实战能力，又让他们开阔视野，规划未来的职业方向。通过上述措施，使得我们培养出的学生能够掌握当下主流技术，学习主动热情，项目和实践能力满足社会需求。
参考文献：
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