DSP技术课程教学方法

摘 要：从DSP技术课程存在的客观问题出发,对该课程的教学与创新实践方面开展了探索性研究,从教学内容、教学手段、课外实践、竞赛及科研几个方面培养学生的兴趣,提高学生的创新能力、动手能力和就业竞争力,为社会培养创新型、复合型人才.

关 键 词：DSP技术；教学改革；理论教学；实践教学

中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2013）20-0278-02

一、引言

DSP（DigitalSignalProcessors）又称为数字信号处理器,是指利用通用或专用DSP芯片完成数字信号处理的方法与技术.DSP芯片越来越多地渗透到各种电子产品中,它在电子信息、通信、计算机、仪器设备、自动控制、军事等各个领域起到越来越重要的作用.对电子信息类专业而言,DSP技术这门课程具有十分重要的意义,是学生进入广阔的信息技术领域的一项基础,是学生把掌握的理论知识进行实践的一个重要环节,该课程建立起了数字信号处理、信息与系统、通信等专业课程与硬件平台之间的联系.DSP技术课程实践性较强,学生学好DSP技术不仅是完成大学中的一门课程,同时打开了一扇就业求职的门.因此,创新DSP教学内容与方式,让学生提高对该课程的认识,掌握该课程学习的规律,以期与时俱进,保持最佳教学效果至关重要.

二、DSP技术课程教学现状

我校电子与信息工程学院面向本科学生开设DSP技术课程,其理论课时为45学时,实验课时为10学时.总体来说,这门课程的教学课时少、任务重,并且该课程的教学中仍然存在着一些问题：

1.虽然老师尽力将学生作为教学的主体,提高学生的兴趣及主观能动性,但从实际教学情况来看效果不佳,大多数学生仍然以考试为重,重视作业或练习题的完成,而忽视了实验环节,导致动手能力差,实际应用能力没有实质性的提高.

2.难以培养学生DSP硬件系统的设计能力.随着学校对DSP课程实验室的建设,实验室购置了各系列的DSP开发实验平台.但是随之带来的问题是学生习惯于基于这些平台学习软件编程,加之DSP硬件设计费用较高,学生也难以承受,这些限制了学生学习DSP硬件系统设计的兴趣.

3.对DSP软件开发掌握不到位.该课程C语言是主要的开发工具之一,部分同学基础较差,编程注重结果而忽略在调试中提高编程能力,软件设计能力没有提高.因此,提高学生对DSP技术课程学习规律的认识,提高学生的动手能力并解决学生面临的实际问题是当务之急.

三、DSP技术课程的教学改革与实践

1.优选内容.在教学内容上,根据专业的特点和DSP应用面、企业行业影响合理选取芯片类型.比如近年来教学中以TI公司的TMS320C55x系列DSP替代TMS320C54x系列DSP,C55x通过增加功能单元,与C54x相比,其综合性能提高了5倍,而功耗仅为C54x的1/6.C55x采用变长指令以提高代码效率,增强并行机制以提高循环效率,不仅仅增加了硬件资源,也优化了资源的管理,所以性能得到了大大的提高,其处理能力可达400～800MIPS.同时TI主推C55x芯片,国内的第三方和企业也重点围绕C55x开发实验平台和相关产品,其应用面更广.

2.注重实践教学.教学过程中,注重学生的实际动手能力的培养,在讲述C55x基础知识后,采用项目教学法,以实际的工程应用为导向,从具体的开发目标,分析其技术指标和要求,确定适当的算法,估计运算量、存储器的使用和功耗,从而选择适当的DSP处理器,进行软硬件的设计、实现和调试,并分析每个步骤中的关键点和难点,在教学中把理论教学和实践应用结合起来,让学生在不断地实践与应用中,提高DSP硬件设计能力和软件开发能力.

3.改进教学手段.由于DSP技术课程属于实践性较强的课程,许多教授和专家提出应当把课堂搬到实验室中,在实验室完成教学内容,利用实验室DSP实验平台,教师边讲边演示,学生边学边练,实践证明效果良好.同时增加实验的比重,并建立开放实验室,让学生走到实验室,一方面提高学生的实践能力,另一方面充分提高设备的利用率.

4.课外实践作业.由于DSP系统芯片和制版费用较高,学生独自难以承受,因此学生设计完电路后一般不投版,这导致学生在电路设计时缺乏认真投入的态度,焊接、调试等重要的实践环节缺失,DSP电路设计能力自然难以提高.为了解决这个问题,采取5人一组的方式,分工合作设计电路并制版调试,费用由5人承担.这样提高了学生团队合作意识,同时降低了每个人的费用.这项措施很好地解决了学生制作电路的问题,提高了学生的动手意愿和能力.

四、DSP技术课程的教学改革与实践

1.教材建设与选择.DSP芯片发展迅速,教材也是层出不穷,教研组紧跟TI公司的发展策略和主推芯片,通过科研工作不断更新教材内容,使学生科研学有所用.

2.科研.充分利用科研工作中关于DSP的积累,将科研中的成果和经验引入课程教学,同时利用科研严谨态度和创造性思维启发学生,提高学生对DSP和科研的兴趣.另外,吸收优秀本科生参与到科研项目中来.指导学生独立完成科研项目的部分功能,提高学生独立工作、思考解决问题的能力,充分调动学生学习的积极性.

3.电子设计竞赛.参加TI和全国电子设计大赛,组织专门教师,优选DSP技术,对学生展开培训,通过这样的培训激发学生对DSP的兴趣,同时将所学知识应用到竞赛当中,一方面适应电子设计竞赛,通过竞赛加深学生对DSP的认识和应用,另一方面提高学生的创新能力,培养熟练使用DSP的应用型人才.

4.毕业设计.从科研课题和开发项目中,提炼出一些关键问题作为本科生毕业设计的题目,并要求学生按照项目进度开展,在教师的指导下解决难点,培养学生的时间意识、创造性思维和实际动手能力.使学生的科研和实践活动更加接近实际应用,有利于增强学生的实践能力.

五、结语

几年来,课题组结合实际情况并充分利用实验室资源从教学思路和教学方法上对DSP技术课程进行改革,重点加强学生的创新、实践能力,这些措辞得到了学生的肯定,也得到了学院的大力支持,学生的动手能力明显得到了提高,让学生把知识应用到实际中,增强了学生的就业和考研竞争力.