DSP技術課程創新教學方法探索

摘要：從DSP技術課程存在的客觀問題出發，對該課程的教學與創新實踐方面開展了探索性研究，從教學內容、教學手段、課外實踐、競賽及科研幾個方面培養學生的興趣，提高學生的創新能力、動手能力和就業競爭力，為社會培養創新型、復合型人才。

關鍵詞：DSP技術；教學改革；理論教學；實踐教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）20-0278-02

一、引言

DSP（Digital Signal Processors）又稱為數字信號處理器，是指利用通用或專用DSP芯片完成數字信號處理的方法與技術。DSP芯片越來越多地滲透到各種電子產品中，它在電子信息、通信、計算機、儀器設備、自動控制、軍事等各個領域起到越來越重要的作用。對電子信息類專業而言，DSP技術這門課程具有十分重要的意義，是學生進入廣闊的信息技術領域的一項基礎，是學生把掌握的理論知識進行實踐的一個重要環節，該課程建立起了數字信號處理、信息與系統、通信等專業課程與硬件平臺之間的聯系。DSP技術課程實踐性較強，學生學好DSP技術不僅是完成大學中的一門課程，同時打開了一扇就業求職的門。因此，創新DSP教學內容與方式，讓學生提高對該課程的認識，掌握該課程學習的規律，以期與時俱進，保持最佳教學效果至關重要。

二、DSP技術課程教學現狀

我校電子與信息工程學院面向本科學生開設DSP技術課程，其理論課時為45學時，實驗課時為10學時。總體來說，這門課程的教學課時少、任務重，并且該課程的教學中仍然存在著一些問題：

1.雖然老師盡力將學生作為教學的主體，提高學生的興趣及主觀能動性，但從實際教學情況來看效果不佳，大多數學生仍然以考試為重，重視作業或練習題的完成，而忽視了實驗環節，導致動手能力差，實際應用能力沒有實質性的提高。

2.難以培養學生DSP硬件系統的設計能力。隨著學校對DSP課程實驗室的建設，實驗室購置了各系列的DSP開發實驗平臺。但是隨之帶來的問題是學生習慣于基于這些平臺學習軟件編程，加之DSP硬件設計費用較高，學生也難以承受，這些限制了學生學習DSP硬件系統設計的興趣。

3.對DSP軟件開發掌握不到位。該課程C語言是主要的開發工具之一，部分同學基礎較差，編程注重結果而忽略在調試中提高編程能力，軟件設計能力沒有提高。因此，提高學生對DSP技術課程學習規律的認識，提高學生的動手能力并解決學生面臨的實際問題是當務之急。

三、DSP技術課程的教學改革與實踐

1.優選內容。在教學內容上，根據專業的特點和DSP應用面、企業行業影響合理選取芯片類型。比如近年來教學中以TI公司的TMS320C55x系列DSP替代TMS320C54x系列DSP，C55x通過增加功能單元，與C54x相比，其綜合性能提高了5倍，而功耗僅為C54x的1/6。C55x采用變長指令以提高代碼效率，增強并行機制以提高循環效率，不僅僅增加了硬件資源，也優化了資源的管理，所以性能得到了大大的提高，其處理能力可達400～800MIPS。同時TI主推C55x芯片，國內的第三方和企業也重點圍繞C55x開發實驗平臺和相關產品，其應用面更廣。

2.注重實踐教學。教學過程中，注重學生的實際動手能力的培養，在講述C55x基礎知識后，采用項目教學法，以實際的工程應用為導向，從具體的開發目標，分析其技術指標和要求，確定適當的算法，估計運算量、存儲器的使用和功耗，從而選擇適當的DSP處理器，進行軟硬件的設計、實現和調試，并分析每個步驟中的關鍵點和難點，在教學中把理論教學和實踐應用結合起來，讓學生在不斷地實踐與應用中，提高DSP硬件設計能力和軟件開發能力。

3.改進教學手段。由于DSP技術課程屬于實踐性較強的課程，許多教授和專家提出應當把課堂搬到實驗室中，在實驗室完成教學內容，利用實驗室DSP實驗平臺，教師邊講邊演示，學生邊學邊練，實踐證明效果良好。同時增加實驗的比重，并建立開放實驗室，讓學生走到實驗室，一方面提高學生的實踐能力，另一方面充分提高設備的利用率。

4.課外實踐作業。由于DSP系統芯片和制版費用較高，學生獨自難以承受，因此學生設計完電路后一般不投版，這導致學生在電路設計時缺乏認真投入的態度，焊接、調試等重要的實踐環節缺失，DSP電路設計能力自然難以提高。為了解決這個問題，采取5人一組的方式，分工合作設計電路并制版調試，費用由5人承擔。這樣提高了學生團隊合作意識，同時降低了每個人的費用。這項措施很好地解決了學生制作電路的問題，提高了學生的動手意愿和能力。

四、DSP技術課程的教學改革與實踐

1.教材建設與選擇。DSP芯片發展迅速，教材也是層出不窮，教研組緊跟TI公司的發展策略和主推芯片，通過科研工作不斷更新教材內容，使學生科研學有所用。

2.科研。充分利用科研工作中關于DSP的積累，將科研中的成果和經驗引入課程教學，同時利用科研嚴謹態度和創造性思維啟發學生，提高學生對DSP和科研的興趣。另外，吸收優秀本科生參與到科研項目中來。指導學生獨立完成科研項目的部分功能，提高學生獨立工作、思考解決問題的能力，充分調動學生學習的積極性。

3.電子設計競賽。參加TI和全國電子設計大賽，組織專門教師，優選DSP技術，對學生展開培訓，通過這樣的培訓激發學生對DSP的興趣，同時將所學知識應用到競賽當中，一方面適應電子設計競賽，通過競賽加深學生對DSP的認識和應用，另一方面提高學生的創新能力，培養熟練使用DSP的應用型人才。

4.畢業設計。從科研課題和開發項目中，提煉出一些關鍵問題作為本科生畢業設計的題目，并要求學生按照項目進度開展，在教師的指導下解決難點，培養學生的時間意識、創造性思維和實際動手能力。使學生的科研和實踐活動更加接近實際應用，有利于增強學生的實踐能力。

五、結語

幾年來，課題組結合實際情況并充分利用實驗室資源從教學思路和教學方法上對DSP技術課程進行改革，重點加強學生的創新、實踐能力，這些措辭得到了學生的肯定，也得到了學院的大力支持，學生的動手能力明顯得到了提高，讓學生把知識應用到實際中，增強了學生的就業和考研競爭力。

參考文獻：

[1]趙洪亮，卜凡亮，等.TMS320C55x DSP應用系統設計[M].第2版.北京：北京航空航天大學出版社，2010.

[2]倪福銀，朱幼蓮，錢志文.“DSP技術與應用”課程教學改革研究[J].江蘇技術師范學院學報，2010，16（6）：85-88.

[3]熊承義，侯建華.DSP技術本科課程教學改革與探索[J].高等理科教育，2008，（6）：94-96.

[4]羅錦彬，賴國忠，任志山.“DSP技術”課程教學的探索和實踐[J].龍巖學院學報，2009，27（5）：112-114.

[5]王濤徐英雷.“DSP技術”課程教學要點研究[J].中國電力教育，2009，（148）：85-86.

基金項目：天津工業大學高等教育教學改革研究項目（DSP技術課程教學改革與實踐）

作者簡介：耿磊，男，講師，研究方向為DSP技術、機器視覺。