工程教育认证背景下的DSP原理及应用教学改革探讨
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摘 要：为实现工程教育认证的培养目标，在电子信息类专业课程《DSP原理及应用》课程的教学中实施CDIO工程教育理念，从教学设计、实验教学、课程考核等环节进行DSP课程教学改革，培养学生解决复杂工程问题的方法和能力，切实有效地提高了学生DSP技术实践应用能力和专业工程素养。
关键词：DSP原理及应用;工程教育认证;教学改革
中图分类号：G642 文献标识码：A
0引言
DSP原理及应用是电子信息专业的重要专业课程，课程教学内容包括 DSP 芯片技术的发展趋势、DSP 芯片硬件结构特点、开发工具及软件语言介绍、DSP 软件与硬件开发过程、应用开发举例、软件仿真与硬件仿真等，内容繁杂。我校本类专业开设32课时理论、16学时实践的“DSP原理及应用”课程，基本针对的是工控类应用较多的TMS320F2833X系列芯片，目的是使学生进一步掌握MCU等的原理及开发应用。市场上有关DSP的专用芯片种类繁多，因此教材也各有侧重点，授课涉及到的知识点多且繁杂，给授课过程带来了挑战：（1）硬件种类多，导致部分知识点缺乏普遍性;因此要求更多的备课准备;（2）课时不足，授课进度必须加快;（3）更多情形是开大班课，课后师生之间交流少，学生很难提出具体的问题，因此也难以发现学生的学习潜力;（4）单一的考核手段导致忽视过程性评价。
随着中国正式加入《华盛顿协议》，高等教育对电子信息类专业人才的培养提出了新的要求：学生必须具备良好的专业学科知识和工程系统构建与协调能力。传统的工科课程教育模式有落后于教育发展需要的危险，因此借鉴国际工程教育的CDIO理念，利用“金课”建设思维方式，推动项目驱动教学模式，培养学生的工程化实践能力和职业素质，制定明确的实践目标和考核机制，以便形成一个融基础理论、实验教学、工程实践为一体的系统培养机制，让学生在本课程的基础知识、实践开发能力、工程创新能力等得到均衡提高，在未来职场更具有专业优势。
1工程教育认证下的课程要求及教学模式
工程教育专业认证的毕业要求的达成度是通用标准实现的核心所在。本课程坚持工程教育理念和以能力培养为目标的CDIO理念，重构教学目标，支撑毕业要求（12条）的分析如下：灵活运用专业知识用于解决电子信息工程问题;综合运用所学，通过文献研究分析复杂电子信息工程问题，以获得有效结论;能够针对复杂电子信息工程问题设计解决方案，并能够体现创新和绿色制造意识;能够基于科学原理针对复杂电子信息工程问题进行科学研究和有效分析，得出合理科学的结论;使用相关现代工具对复杂电子信息工程问题进行预测和模拟。
DSP原理及应用课程内容体系繁杂，教学过程：理论基础上引导学生入门，实验教学花功夫，实训项目大投入。在超星慕课平台搭建线上学习资源，督促大家学习线上资源，授课过程中多进行项目仿真演示，要求学生积极完成实验（践）项目。
1.1基本理论采用讲授法
基本介绍DSP的概述及发展历程到DSP最小硬件系统组成开始，带领大家从官网获取DSP芯片数据手册、查阅数据手册;介绍DSP其上电顺序、各类接口引脚定义等，要求学生用DXP2004完成一款芯片的最小系统搭建，并要求学生了解同系列其他芯片的特点和主要用途。
1.2实验强调仿真演示法
DSP的实验中需要用到CCS软件，因此在给学生示范后，必须要求学生主动去探索以及发现问题，学生先依葫芦画瓢，掌握实验内涵，再探索新的解决方案或者实验现象。此方式能有效激发学生学习的兴趣，培养了学生解决问题的能力。如针对F2833x的时钟、中断、IO口及各类应用实验进行讲解;让学生在实验训练中加强对硬件逻辑的理解。整个实验教学过程设置最简单的LED灯闪烁、定时器中断、PWM模块、DMA、ADC等项目，先考查学生对GPIO、定时器、PWM、DMA和ADC等单个功能模块的配置及其函数调用，再考查学生对多种功能模块综合应用能力，如矩阵键盘、电子时钟、液晶模块、EEPROM数据读写等项目。
1.3项目实施任务驱动法
在项目实训应用方面加大教师精力的投入，实践训练中将学生以每组3～5人进行分组，形成“任务主线、教师主导、学生主体”的任务驱动模式，设置温度采集、交通信号灯、数字滤波器和步进电机调速等任务，督促学生团结协作熟练掌握DSP项目的开发流程，每组利用课后时间分工完成至少一个项目，包括总体规划、硬件使用、程序设计、代码编写、系统调试、测试、报告撰写等工作。
2考核手段实施
DSP原理及应用课程的考核能看出学生对知识体系的掌握程度，原有考核基本是单一课程考试模式，（下转第138页）（上接第136页）难以综合体现学生的学习过程，改革后的考核评价方案较好的体现了学习的过程性评价。理论部分采用闭卷的卷面方式考核，主要涉及DSP技术的相关概念，占总成绩的50%，过程性评价占总成绩的50%。过程性评价关注课外学习效果、课堂表现、实验过程等，评价主体涵括学生自评、互评、教师评价等多种形式，权值方面主要体现学生自主创新学习及项目效果;同时为避免项目抄袭及结果的重复，可以在项目文稿提交时，要求学生随机解释3到5行代码不等，考查学生是否真实参与项目训练。过程考核实施过程中，具体的考核评价改革操作细则见表1所示。
考核方式和内容的改革虽然加大了教师团队的课余工作量，但有效提高了学生解决复杂工程问题的能力，改革符合工程教育认证要求的趋势，同时也激发了学生学习兴趣，更好地培养和提高了学生工程职业素养。
3结论
提高课程的教学质量对培养新时代高等教育国际化背景下的应用型工程人才具有重要意义。通过对教学情况及问题的梳理分析，從教学达成度、教学过程、考核方式等三个方面进行教学改革与探索，有效的激发学生学习的兴趣、提高学习效率，尽可能地调动学生的想象力和创造力，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，为学生从事DSP系统的设计和开发工作、解决复杂工程问题打下良好的基础;同时为电子信息类专业的工程教育认证教学改革提供科学依据，为建设打造DSP原理及应用金课打下较好的基础。
基金项目：2017年湖南人文科技学院教改项目：基于“应用技术型人才培养目标”的电路系列课程教学模式和考核方法的研究（RKJGZ1711）。
作者简介：侯周国（1977- ），男，汉族，湖南隆回人，博士，湖南人文科技学院信息学院，副教授，研究方向：射频识别技术测试，物联网技术应用。
参考文献
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