閆保雙 嚴(yán)太山 鄧惟滔 伍建輝 陳 松 楊宣兵

(湖南理工學(xué)院 信息科學(xué)與工程學(xué)院,岳陽 414006)

在新工科建設(shè)和工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下,要求高等教育為建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家培養(yǎng)具有中國(guó)特色、符合社會(huì)需求的高素質(zhì)工程技術(shù)人才[1]。DSP技術(shù)廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域,為了滿足用人單位對(duì)DSP技術(shù)人才的需求,培養(yǎng)具有地方特色的畢業(yè)生,服務(wù)于湖南“三高四新”戰(zhàn)略發(fā)展,必須進(jìn)行課程教學(xué)的改革創(chuàng)新。

1 教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.1 課程特點(diǎn)及教學(xué)目標(biāo)

“DSP原理及應(yīng)用”課程是廣大高校電氣工程、電子信息、自動(dòng)化和通信工程等專業(yè)的專業(yè)課程,課程軟硬件相結(jié)合、內(nèi)容更新快、綜合性強(qiáng),學(xué)習(xí)難度系數(shù)比較大。湖南理工學(xué)院作為首批國(guó)家產(chǎn)教融合發(fā)展工程應(yīng)用型本科規(guī)劃高校,課程的教學(xué)目標(biāo)為[2]:

知識(shí)目標(biāo):掌握F2833x DSP的基本結(jié)構(gòu)原理,系統(tǒng)設(shè)計(jì)及軟硬件開發(fā)調(diào)試方法;

能力目標(biāo):加強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、綜合應(yīng)用能力及創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng);

素質(zhì)目標(biāo):提升其行業(yè)認(rèn)知、溝通協(xié)作、踏實(shí)誠信的職業(yè)素養(yǎng),踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀。

1.2 傳統(tǒng)課堂教學(xué)“痛點(diǎn)”問題

(1)DSP是一門工程應(yīng)用型課程,實(shí)踐非常重要,但課程只有36學(xué)時(shí),內(nèi)容多課時(shí)少。

(2)課程的授課對(duì)象為不同專業(yè)的畢業(yè)班學(xué)生,各專業(yè)的相關(guān)課程設(shè)置及就業(yè)方向不同,且畢業(yè)班學(xué)生成績(jī)分化明顯,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和對(duì)課程的接受度差別大。

(3)學(xué)生開始面臨就業(yè)選擇,近幾年越來越多的學(xué)生選擇考研、考公、考國(guó)網(wǎng),湖南理工學(xué)院2022屆電氣專業(yè)61名學(xué)生的就業(yè)意向調(diào)查如圖1所示。

圖1 畢業(yè)生就業(yè)意向調(diào)查

這些情況導(dǎo)致學(xué)生沒有更多的心思和時(shí)間花在課程的學(xué)習(xí)上,在以“教師講-學(xué)生聽-課后實(shí)驗(yàn)”的傳統(tǒng)模式教學(xué)課堂中,學(xué)生的主動(dòng)參與度較低。如何提高不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,讓其積極參與到課堂中是亟需解決的關(guān)鍵問題。

2 教學(xué)改革整體設(shè)計(jì)

基于上述教學(xué)問題和教學(xué)改革目標(biāo),結(jié)合OBE教學(xué)理念,從課程教學(xué)內(nèi)容、方法、環(huán)境、考核、思政等方面進(jìn)行了全面的改革重建,總體思路如圖2所示。將內(nèi)部驅(qū)動(dòng)和外部約束相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體[3],把理論學(xué)習(xí)、實(shí)踐能力和素質(zhì)培養(yǎng)融為一體的課堂教學(xué)模式。

圖2 教學(xué)改革措施

對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu),打亂以往的章節(jié)推進(jìn)方式,實(shí)行項(xiàng)目化遞進(jìn)式教學(xué)。不同項(xiàng)目知識(shí)點(diǎn)相互融合,教學(xué)項(xiàng)目安排如圖3所示。教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)考慮學(xué)生知識(shí)水平、學(xué)習(xí)目標(biāo)、專業(yè)課時(shí)情況,充分考慮不同專業(yè)接口。每個(gè)項(xiàng)目設(shè)置基本任務(wù)和擴(kuò)展任務(wù),前者旨在鍛煉學(xué)生對(duì)基本知識(shí)和技能的掌握,由學(xué)生個(gè)體獨(dú)立完成;后者加強(qiáng)學(xué)生綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng),可以分組合作完成。工程實(shí)例層層推進(jìn),讓不同基礎(chǔ)的學(xué)生都能夠?qū)W有所得。每個(gè)項(xiàng)目安排4個(gè)課時(shí),課前安排知識(shí)點(diǎn)預(yù)習(xí),課堂上講解和練習(xí)重難點(diǎn),完成基本任務(wù)和部分?jǐn)U展任務(wù),課后完成實(shí)踐擴(kuò)展部分。

圖3 教學(xué)項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)

3 項(xiàng)目實(shí)施案例

以ADC模塊應(yīng)用項(xiàng)目為例,教學(xué)內(nèi)容的遞進(jìn)式安排及相應(yīng)的培養(yǎng)目標(biāo)如圖4所示。

圖4 AD模塊以問題為導(dǎo)向的遞進(jìn)式教學(xué)設(shè)計(jì)

(1)教學(xué)內(nèi)容以問題為導(dǎo)向,逐步深入。擴(kuò)展內(nèi)容的設(shè)計(jì)從橫向和縱向擴(kuò)展進(jìn)階,橫向考慮課程內(nèi)部不同知識(shí)模塊間的綜合應(yīng)用,縱向考慮不同課程間的知識(shí)融合,還可以更進(jìn)一步結(jié)合行業(yè)發(fā)展做一些創(chuàng)新性研究。

(2)學(xué)習(xí)過程以學(xué)生為主體,通過課堂練習(xí)推進(jìn)。為了實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的相互促進(jìn),把理論教學(xué)課堂從教室轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室,兩者穿插進(jìn)行,從形式到內(nèi)容都實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一。課堂上充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位,如可以選擇學(xué)生上臺(tái)講解AD模塊基本原理、分組討論并分享自己編程遇到的問題及解決方法、展示優(yōu)秀的設(shè)計(jì)結(jié)果等方式調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。整個(gè)過程,以學(xué)生的學(xué)和練為主,學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。有效地將教、學(xué)、做結(jié)合起來,學(xué)生可以更好地消化吸收每次課的知識(shí)點(diǎn)。

(3)結(jié)合實(shí)踐,將課程思政融于日常學(xué)習(xí)?？紤]到教學(xué)對(duì)象為畢業(yè)班的學(xué)生,已經(jīng)接受過多門課程的思政教育,為了避免重復(fù),引起學(xué)生反感,課程思政的融入除了要自然合理之外,更注重“少說多做”。教學(xué)過中程,主要結(jié)合教學(xué)環(huán)境、就業(yè)需求、行業(yè)發(fā)展等方面進(jìn)行思政引導(dǎo),將思政元素?zé)o聲地融于日常行動(dòng)中。

4 加強(qiáng)實(shí)踐,實(shí)行教學(xué)全過程考核

改變過去以理論考試為主的考核方式,加強(qiáng)學(xué)習(xí)過程和實(shí)踐環(huán)節(jié)的考查,通過考核有效地促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。每次課完成一個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì),記錄一次操作成績(jī);每個(gè)知識(shí)模塊進(jìn)行一次課堂測(cè)驗(yàn);期末考核采取綜合課程設(shè)計(jì)的形式,各項(xiàng)成績(jī)構(gòu)成如圖5所示。

圖5 成績(jī)構(gòu)成

5 實(shí)施成效

從近三年學(xué)生的成績(jī)分布圖6可以看出,平均成績(jī)逐年增加,基礎(chǔ)越好優(yōu)秀率越高。學(xué)生對(duì)改革后的教學(xué)形式和考評(píng)方式的滿意度達(dá)到86%以上。

圖6 近三年成績(jī)分布

新的教學(xué)模式提高了各層次學(xué)生的參與度,激發(fā)了其學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力得以加強(qiáng),涌現(xiàn)出越來越多優(yōu)秀的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)作品,學(xué)院學(xué)生多次在電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中獲得多項(xiàng)國(guó)家級(jí)和省級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)。

6 結(jié)語

以O(shè)BE教學(xué)理念為指導(dǎo),以培養(yǎng)“新工科”人才為目標(biāo),DSP課程以學(xué)生為中心,開展遞進(jìn)式的項(xiàng)目化教學(xué),構(gòu)建全過程的綜合考核體系,形成了理實(shí)一體的閉環(huán)教學(xué)方式,課程教學(xué)效果大幅提升。這些改革為電氣電子工程應(yīng)用類課程教學(xué)提供了實(shí)踐參考,為學(xué)生后續(xù)畢業(yè)設(shè)計(jì)和工作實(shí)踐奠定了良好基礎(chǔ)。