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应用型本科《DSP实验》教学模式探讨

来源:教育教学论坛     2019-3-13 20:50:46      点击:

范雪莉

摘要:应用型本科背景下,人才培养的目标要突出与行业接轨的实践能力。本文从教学内容、教学方法、考核方式等方面对《DSP实验》课程的教学模式进行探讨,提出原有模式的弊端,同时给出相对应的改革建议,旨在达到培养应用型人才的目的。

关键词:应用型人才培养;DSP实验;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2018)42-0183-02

一、引言

对于应用型本科来说[1],人才培养面向的是生产、工程、管理和服务等一线行业,重视知识的应用能力和实际操作能力。在转型过程中,教学改革的方向之一是重视理论的实践转化,强调应用型人才培养。在教学体系中,实践教学[2]是培养学生实践能力和创新能力的重要环节,也是提高学生社会职业素养和就业竞争力的重要途径。因此在教学改革的探索中,实践课程是非常重要的改革环节。对于实践课程改革来说,注重实践意识是改革的精神,强化实践环境是改革的方向,提升实践内容是重要的改革措施。近年来,数字信号处理器(DSP)技术在国内外发展迅速,在数字通信、数字图像处理、语音信号处理、电气控制、自动化等领域得到了广泛的应用。《DSP实验》[3]作为一门重要的实践课程,是电气、电信和通信类专业的必修课,目的是提升学生的硬件水平和软件编程技巧以及系统开发的能力,为学生以后的学习和工作奠定基础。本文主要分析《DSP实验》课程目前存在的一些问题,就教学模式改革进行探讨,并提出一些改善教学效果的建议。

二、课程的教学现状

作为理论课《DSP原理及其应用》对应的实践课程,《DSP实验》的教学目标是:使学生理解DSP的基本原理并掌握编程实现方法,具有初步的DSP编程技能,培养学生分析、解决问题的能力及严谨的工作作风,树立工程技术观点并提高他们的实验技能和创新设计能力,为毕业设计和工作打下基础。在应用型本科进行转型发展的潮流中,如何更好地实现教学目标,同时突出转型特色呢?首先在这一部分探讨原有的教学模式,以及存在的问题。下一部分则就问题提出针对性的解决建议。

第一,验证性实验所占比重较大,学生易浑水摸鱼。通常,三分之二的实验是验证性实验。验证性实验的操作学习类似于理论课上的“教师讲,学生听”的学习方式,只不过这里变成了“程序运行,学生看”。学生只需要调用程序-编译程序-运行程序-查看结果就可以了。对于一些学生来说,其会认真阅读程序,查看编辑结果,甚至自行修改部分,对比结果的变化。但是这主要依靠学生的自觉性,部分学生则只是学会了软件的使用流程,并没有学习到硬件框架和具体的编程。验证性实验实质上营造了“滥竽充数”的环境,松散的学习氛围,易引发学生的懈怠心理[4]。

第二,实验内容陈旧,与行业热点脱节。对于理工类应用型本科来说,培养人才的定位是“工程师”,迅速适应行业需求。因此,学校内的实践与企业的生产研发需要保持一致,除了基础技能培养之外,更应该关注行业趋势和企业热点。在科技发展突飞猛进的时代,每年都会涌现很多科技流行词,如“大数据”、“人工智能”,“深度学习”等。但是在实践课中,这些词几乎没有出现过。实验内容还是若干年前的指导书中的内容,如“交通灯信号控制”。这种闭门造车式的实践活动教育出来的学生,不具有市场竞争力,已经与时代脱节。

第三,“教师演示,学生照做”的比葫芦画瓢式学习不能提升兴趣。在教学环节,传统教学方式是首先由教师对操作过程进行演示,提出实操时的注意事项,接下来由学生自行实践,出现问题则进行一对一或一对多的指导。这种单一的教学方式持续时间较长容易产生教与学的疲软,应该适时适量地增加教学互动,或者采取其他教学方式,提升学习兴趣,也提升教师的教学热情。

第四,实验报告无法全方位体现学生的学习效果。实验学习与理论学习是非常不一样的学习过程。理论学习是课上思考,课下实践。而实验课则是课上实践,课下思考。知识和动手能力的获取应该在课上完成,课下则是对实验数据的整理与对实验的分析。但是实验报告中数据整理与分析却是非常小的一部分,更多的是要写出大量的实验原理、实验步骤、实验设备等。在科技高速发展的今天,实验报告也应该与时俱进,利用科技手段简化实验记录,把重点放在分析、处理与思考上。实验报告是检验学生的学习效果的指标,但是不能是唯一的指标。实验报告作为评价实践效果的唯一依据显得过于单薄,同时不能体现学生的实操水平以及解决工程问题的能力。在评价体系上,应该注重实践过程的监督,而非仅重视结果。

三、实践教学的几点建议

针对上述问题,下面提出针对性的建议。

第一,压缩验证性实验内容,增加创新性实验和综合性实验。由于DSP结构较复杂,与同类型的课程如《单片机实验》相比,软件编程和硬件调试的复杂度和难度都高出很多,因此如果将系统配置、外设接口程序等都交由学生自行设计编辑是不现实的。在调整实验内容时,难度要适中。比如实验“有限冲击响应滤波器(FIR)”,目的是要学生熟悉嵌入式系统如何進行算法移植,以及如何查看运行数据结果,调出图像结果。这个实验的难点包括嵌入式系统的初始化配置、理论计算、算法实现、算法移植、调试运行等,三个课时不能把所有难点兼顾。在设计创新性实验时有针对性地选择两到三个即可。

第二,实验内容设置时考虑课程群背景。行业热点众多,企业关注点繁杂时,怎么选择合适的实验内容呢?建议与课程群相关联。比如,DSP实验及其理论课在通信工程专业中,属于信号处理课程群,相关课程包括“信号与系统”、“数字信号处理”、“语音信号处理”、“数字图像处理”等课程。因此在内容设置上,可以加入语音信号处理行业的热门技术,如语音识别、语音合成等,或者与课程组教师的科研项目相结合,这样既增加了学生的兴趣,也开拓了学生的视野,同时也达到了教学相长的目的。

第三,互联网+教学方式。教学方式由手工板书到多媒体教学,实现了教学方式的改革。在教师侃侃而谈各种高科技词汇的同时,却对教学没有任何影响,这也是一个讽刺现象。当教师在讲台上说“觉得对的请举手”,同时认真地数着手掌个数时,无法看出这是一个现代化的讲堂,而“在线投票”这样一个小程序就可以解决以上问题。除此以外,还有“微助教”、“雨课堂”等辅助课堂工具,都是现代化的教学方式。总之,科技改变的不只是生活,还有学习方式和授课方式。

第四,基于过程的考核方式。实验报告中除了结果记录和分析之外的部分,都是课堂实践的记录。与其要求学生对着实验指导书抄写一遍,不如由学生随堂将实践过程动态记录下来,利用手机等工具实时记录操作过程,同时自行解释原理,解决过程中出现的问题。这种方式一方面展示了学生的知识是否掌握,另一方面如实记录了学生的动手操作过程,更能展示学生是否达到实验目的。

四、结论

应用型本科院校的转型发展是一个趋势,在这样的大背景下,一线的课程教学改革则是构成转型发展的细胞。对于理工类的课程,只有课程进行有效改革,朝着培养学生解决实际问题,提高实践能力的目标前进,转型才有落脚点。《DSP实验》课程的改革目的是更好地满足教学目标的要求,培养应用型人才。改革的措施则是在内容上提高学生学习兴趣的同时,贴近实际行业需求,紧跟企业热点步伐,方式上则是与互联网+相结合,体现现代化、科技化,同时要更加细致地对每一个环节的学习效果进行监督,保证知识点能够确确实实地被学生学到、吸收到。总之,教学改革不是一蹴而就的,是一个不断探索不断积累的过程,笔者及课题组成员将秉持着“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索”的精神持续改进,期望能够不断培养应用型人才。

参考文献:

[1]刘欣.人才培养模式转型:应用型本科转型发展的核心聚焦[J].现代教育科学,2017,(11):102-107.

[2]邓小玲,高荣礼,蔡苇,等.应用型本科实践教学体系改革与探索[J].教育教学论坛,2017,(8):136-137.

[3]陈小元,陈超.DSP课程实验内容设计及实施[J].电气电子教学学报,2015,(1):59-61.

[4]李晓蓓,陈亮,李广浩,等.大学生学业拖延影响因素研究[J].中国教育技术装备,2016,(22):123-125.

[5]陈跃,范锐,王艳丽.基于大学生学习性投入调查的学习效果评价研究[J].高教论坛,2016,(5):82-85.


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