0 引言
DSP原理及應(yīng)用課程是為自動化專業(yè)本科生開設(shè)的一門專業(yè)選修課,是幫助學(xué)生更好地理解和運(yùn)用先進(jìn)處理器解決本專業(yè)實(shí)際問題的重要課程。由于DSP集控制器的實(shí)時處理能力和外設(shè)功能于一身,為控制系統(tǒng)應(yīng)用提供了一個理想的解決方案。DSP芯片具有高速的運(yùn)算能力、改進(jìn)的并行結(jié)構(gòu),因此成為信號處理和控制應(yīng)用的理想選擇。此外,芯片片內(nèi)采用哈佛結(jié)構(gòu),具備獨(dú)立的用于訪問數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器的系統(tǒng)總線,并擁有快速的機(jī)器周期、流水線操作等特點(diǎn)。這些獨(dú)特優(yōu)勢使DSP在國內(nèi)外各種控制系統(tǒng)研究和算法應(yīng)用中受到越來越廣泛的關(guān)注和青睞。
以DSP原理及應(yīng)用課程為例,本文提出了一種全過程、多元化的考核評價機(jī)制。通過實(shí)施該考核方式,期望教師能夠依據(jù)學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中的全過程、多元化的考核結(jié)果和學(xué)習(xí)狀態(tài),靈活調(diào)整授課進(jìn)度和授課方式。這種考核方式不僅能夠促進(jìn)高校教師開展教學(xué)改革,還能有效提升教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。
1傳統(tǒng)考核方式的局限性
課程考核是教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是衡量學(xué)生最終學(xué)習(xí)成果和教師教學(xué)效果的重要指標(biāo)之一。它能夠反映學(xué)生對課程知識點(diǎn)的掌握程度,同時也是教師教學(xué)職能考核的重要依據(jù)。在大多數(shù)高等院校,筆試考試是課程考核的主要方式,通常通過期中考試成績和期末考試成績評判學(xué)生對課程知識的掌握情況。這種考核方式使學(xué)生過于重視考試結(jié)果,而忽略了學(xué)習(xí)過程本身。直接導(dǎo)致學(xué)生平時上課不積極,聽課不認(rèn)真,甚至出現(xiàn)缺課、逃課的現(xiàn)象;臨近期末,常常采用臨時抱佛腳的方式突擊背誦知識點(diǎn),有些學(xué)生甚至為了通過考試不惜冒險作弊。這些現(xiàn)象的出現(xiàn),歸根結(jié)底是由于考核方式過于單一。這種單一的考核方式不利于良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成,也不利于學(xué)生的身心健康發(fā)展,更無法培養(yǎng)出適應(yīng)社會發(fā)展需求的高層次人才。
2全過程、多元化考核方式應(yīng)用廣泛
全過程、多元化課程考核評價方式為高等教育提供了一種新的教學(xué)模式,已被廣泛認(rèn)可為一種有效的教育教學(xué)途徑。例如,謝海英等[將工程流體力學(xué)課程的期末成績權(quán)重從 70% 降至 60% ,并將總成績剩余的 40% 分解為平時考核的五個方面。趙燕熹等[2針對無機(jī)化學(xué)課程提出了過程性、多元化的課程考核評價方式,將學(xué)生的最終成績劃分為平時成績( 50% )和期末考試成績( 50% )兩大部分,其中平時成績由章節(jié)測驗(yàn)( 20% )、作業(yè)( 15% )、課后討論( 5% )、預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)( 5% )和課堂表現(xiàn)( 5% )組成。王洪坤等[3]對電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理課程進(jìn)行了多元化過程性考核方式的探索,構(gòu)建了“雙主線 + 四階段 + 七類型”的“247”多元化過程性考核方式,有效支撐了課程目標(biāo)的達(dá)成和課程質(zhì)量的提升,促進(jìn)了電氣工程及自動化專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的提高。張磊等4 針對能源動力類專業(yè)課程的實(shí)戰(zhàn)性強(qiáng)、對基礎(chǔ)知識要求高、適應(yīng)面廣等特點(diǎn),分析了課程特點(diǎn)與考核的重要性,對能源動力類課程進(jìn)行了全過程、多元化、多方位的考核模式改革研究,為人才培養(yǎng)和師資能力提升提供了有力保障。吳學(xué)領(lǐng)等[5]針對河南地方高校部分學(xué)生對專業(yè)選修課的重要性認(rèn)識不足、思想上輕視等現(xiàn)象,在應(yīng)用電化學(xué)課程教學(xué)中積極探索并開展了多元化考核方式。通過合理設(shè)計各考核方式的考核內(nèi)容和分值權(quán)重,擺脫了過去單純以平時作業(yè)和期末考試成績作為學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評價標(biāo)準(zhǔn)。初步教學(xué)效果調(diào)查顯示,學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和運(yùn)用知識解決問題的能力均有明顯提高,學(xué)生在學(xué)習(xí)中能夠認(rèn)識自我,感受到自己的點(diǎn)滴進(jìn)步,從而提高自學(xué)能力和基本科學(xué)素養(yǎng),增強(qiáng)其在教學(xué)活動中的主體性地位。
3DSP原理及應(yīng)用課程目標(biāo)設(shè)置
3.1 知識目標(biāo)
掌握DSP的各個組成模塊、引腳、定時器和中斷的基本概念、基本知識點(diǎn)與基本使用技能。利用事件管理器中的脈寬調(diào)制PWM電路,空間向量PWM電路和死區(qū)產(chǎn)生單元與輸出邏輯,能夠?yàn)殡妱訖C(jī)提供控制技術(shù)。
3.2 能力目標(biāo)
學(xué)生應(yīng)具備運(yùn)用C語言編寫DSP控制開發(fā)程序的能力,并能夠修改相關(guān)寄存器地址。能夠獨(dú)立完成小型控制系統(tǒng)控制器的設(shè)計任務(wù),搭建外圍放大驅(qū)動電路,并使用串口、CAN、SPI等通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備的通信要求。能夠熟練使用A/D(模數(shù)轉(zhuǎn)換)和D/A(數(shù)模轉(zhuǎn)換)模塊,實(shí)現(xiàn)對外部采集信號的轉(zhuǎn)換和控制器輸出信號的轉(zhuǎn)換。
3.3 素質(zhì)目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力,增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識與合作精神,提升專業(yè)技術(shù)文檔的編寫能力。激發(fā)學(xué)生對自動化專業(yè)領(lǐng)域的求知欲;培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實(shí)、一絲不茍的大國工匠精神,愛崗敬業(yè)的奉獻(xiàn)精神;增強(qiáng)學(xué)生解決國家重大需求和關(guān)鍵“卡脖子”技術(shù)的信心。
3.4 情感目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生工科生所特有的規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)穆殬I(yè)精神,發(fā)揮課程蘊(yùn)含的多模塊協(xié)同合作特質(zhì),將其與社會主義核心價值觀緊密結(jié)合,筑牢課程思政根基,潛移默化立德樹人。
4DSP原理及應(yīng)用課程全過程、多元化考核方式改革內(nèi)容設(shè)計
4.1降低期末考試權(quán)重
作為全過程、多元化考核方式改革的首要任務(wù),將期末試卷考試在整個考核中的權(quán)重由原來的 70% 降低至 50% 。這一舉措旨在增加過程性考核的權(quán)重,防止學(xué)生平時不花時間和精力,僅靠考前突擊式復(fù)習(xí)來應(yīng)對考試。這種“快餐”式學(xué)習(xí)方法無法幫助學(xué)生真正學(xué)懂學(xué)透課程的要點(diǎn)和難點(diǎn)。
4.2全過程、多元化考核權(quán)重分配
整個考核權(quán)重的剩余 50% 由以下五個方面的成績構(gòu)成:1)課堂出勤情況占 10% ;2)課堂討論和測試占 10% ;3)作業(yè)完成情況占 10% ;4)期中測試成績占 10% ;5)實(shí)驗(yàn)完成質(zhì)量占 10% 。具體如下。
4.2.1 課堂出勤
課堂出勤是保證教學(xué)工作正常進(jìn)行的前提。如果學(xué)生連基本的出勤都無法保證,要想取得該課程的好成績不太可能。在實(shí)際操作中,每次上課都逐一點(diǎn)名記錄學(xué)生的出勤情況,不僅耗時耗力,還會占用正常的教學(xué)時間。針對這一問題,可以采用學(xué)生自查的方法,讓班長和團(tuán)支書兩人負(fù)責(zé),在上課前五分鐘完成人數(shù)清查,并在課后匯報給任課教師。這樣既能節(jié)省時間,又能培養(yǎng)學(xué)生自我管理和自我約束的能力。同時,這種班級的自我管理實(shí)戰(zhàn)也有助于輔導(dǎo)員帶好管好班級,形成良好的學(xué)風(fēng)和班風(fēng),為榮譽(yù)班集體的創(chuàng)建提供支撐。
4.2.2 課堂討論和測試
采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式,減少教師在課堂上單向講授知識的情況。任課教師應(yīng)以問題為導(dǎo)向,多提出教學(xué)章節(jié)的思考問題,讓學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí),積極主動地參與到課堂上的思考和討論中。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生課下預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣。如果學(xué)生在課下不花時間,就無法跟上教師的教學(xué)節(jié)奏,采用翻轉(zhuǎn)課堂可以倒逼學(xué)生提高自主學(xué)習(xí)能力。在教學(xué)過程中,增加對重要知識點(diǎn)的測驗(yàn)環(huán)節(jié),以便時刻了解學(xué)生對課堂內(nèi)容的掌握情況。
4.2.3 作業(yè)完成情況
作業(yè)完成質(zhì)量是檢驗(yàn)教學(xué)效果的重要標(biāo)準(zhǔn)之一,也是全過程、多元化考核的核心組成部分。作業(yè)形式不應(yīng)拘泥于課本每一章節(jié)后的習(xí)題練習(xí),可以布置一些難易適中、開放的題目,并在難易程度上拉開梯度,既讓所有學(xué)生掌握該章節(jié)的基本概念和基本要點(diǎn),也鼓勵學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)行探索類的思考。此外,提交作業(yè)的形式也可以進(jìn)行創(chuàng)新嘗試。采用學(xué)習(xí)通、雨課堂等主流的線上教學(xué)平臺布置作業(yè)、回收作業(yè)和批改作業(yè),實(shí)現(xiàn)全程電子化、無紙與可溯源的模式。這樣不僅方便學(xué)生及時準(zhǔn)確地查閱作業(yè)完成的準(zhǔn)確度,還能減少紙質(zhì)版作業(yè)收集和整理給教師帶來的繁重工作。
4.2.4期中測試
期中測試是全過程、多元化考核中重要的階段性檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成效的環(huán)節(jié)。期中測試既可以采用傳統(tǒng)的卷面考試形式,也可以采用課程論文或者口試等新穎的考核形式。課程論文能夠全面判斷學(xué)生對上半段課程學(xué)習(xí)情況,主要考查學(xué)生對知識的利用、歸納總結(jié)和使用專業(yè)術(shù)語表達(dá)的能力。同時,也能掌握學(xué)生搜集資料、撰寫論文的水平??谠嚳己烁屿`活,主要考查學(xué)生對知識的掌握和表達(dá)能力、語言組織能力與臨場應(yīng)變能力。只有對知識全面掌握,才能做到對答如流,流暢地完成問題回答。
4.2.5 實(shí)驗(yàn)完成質(zhì)量
實(shí)驗(yàn)完成質(zhì)量是全面檢驗(yàn)學(xué)生實(shí)操動手能力的環(huán)節(jié)。DSP原理及應(yīng)用課程以DSP核心開發(fā)控制板為依托開展課程內(nèi)容講授,實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)則要求學(xué)生根據(jù)課堂講授內(nèi)容完成開發(fā)板的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),包括流水燈控制實(shí)驗(yàn)、蜂鳴器控制實(shí)驗(yàn)、液晶顯示實(shí)驗(yàn)、按鍵控制實(shí)驗(yàn)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動實(shí)驗(yàn)和直流電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)等。以上實(shí)驗(yàn)將全面考查學(xué)生對DSP的時鐘、GPIO、中斷、PWM控制與ADC轉(zhuǎn)換模塊等知識點(diǎn)的掌握情況。同時,為了拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,還設(shè)置了一些自由探索發(fā)揮類的實(shí)驗(yàn),如串口通信實(shí)驗(yàn)、I2C-EEPROM實(shí)驗(yàn)和紅外遙控實(shí)驗(yàn)等。
5DSP原理及應(yīng)用課程全過程、多元化考核方式改革成效
5.1 得到學(xué)生認(rèn)可
經(jīng)過任課教師的詳細(xì)講解,絕大部分學(xué)生對考核方式的改革表示認(rèn)可,并理解該考核方式改革的必要性。但仍有小部分學(xué)生認(rèn)為該考核方式組成部分偏多,擔(dān)心會影響自己的最后成績。對此,任課教師對這部分學(xué)生進(jìn)行了耐心勸導(dǎo),并詳細(xì)說明考核的具體實(shí)施細(xì)節(jié),最終該考核方式得到了大家的一致認(rèn)可。受訪學(xué)生認(rèn)為該考核方式能夠拉近學(xué)生與教師之間的關(guān)系,增加教師與學(xué)生的交流機(jī)會,減少期末一考定終身的弊端,使學(xué)生更系統(tǒng)地掌握課程知識點(diǎn)、更深入地理解課程內(nèi)容。
5.2學(xué)生學(xué)習(xí)成績得到提高
通過此次考核方式改革,連續(xù)兩屆學(xué)生的最終成績得到了提高,分別提高 9% 和 11% 。由于在第一屆具體考核細(xì)節(jié)實(shí)施過程中,任課教師和學(xué)生都需要一個適應(yīng)過程,因此成績提高幅度有限。到第二屆學(xué)生時,任課教師對改革后的考核方法已經(jīng)熟記于心,操作上也駕輕就熟,因此在教學(xué)過程中得心應(yīng)手,學(xué)生成績也得到大幅提升。同時,不及格率控制在 5% 以下,遠(yuǎn)低于往年水平。
5.3教師教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量得到提升
這次考核方式的改革增加了教師工作量,需要教師在教學(xué)上投入更多的時間和精力,但避免了目前高校普遍存在的“重科研、輕教學(xué)”的現(xiàn)象,教學(xué)質(zhì)量得到顯著提升??己朔绞降亩鄻有砸藏S富了教師的教學(xué)手段,幫助教師及時掌握學(xué)生對課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)情況,做到隨時發(fā)現(xiàn)問題,隨時調(diào)整教學(xué)節(jié)奏。這種快速反應(yīng)的教學(xué)模式有助于教師提高教學(xué)水平,為任課教師參加優(yōu)秀教師基本功比賽、教師教學(xué)創(chuàng)新大賽等比賽積累了素材,從長遠(yuǎn)來看能夠促進(jìn)教師的職業(yè)成長和能力提升。
6 結(jié)束語
DSP原理及應(yīng)用課程全過程、多元化考核方式改革對教師教學(xué)能力的提升起到了顯著的推動作用。該改革使課程設(shè)計、課堂管理更加精細(xì),可以更全面客觀地檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果,激發(fā)學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)動力,培養(yǎng)良好自主學(xué)習(xí)習(xí)慣,形成“教”與“學(xué)”順暢的互動局面。全過程、多元化考核方式不僅為培養(yǎng)滿足社會需求的實(shí)用創(chuàng)新型人才奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),還探索出一條切實(shí)可行的教育教學(xué)新模式。
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