DSP課程的改革的探索性研究

武俊麗++李建輝

【摘要】針對應(yīng)用型創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)目標(biāo)，在有限的教學(xué)時(shí)數(shù)內(nèi)高質(zhì)量地完成DSP課程大量內(nèi)容的教學(xué)任務(wù)，使該課程與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，使學(xué)生掌握用理論分析處理實(shí)際信號、設(shè)計(jì)實(shí)際系統(tǒng)的方法，本教學(xué)改革的關(guān)鍵在于教學(xué)內(nèi)容的重新組合、提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改進(jìn)和形成性考核方式的改革，強(qiáng)調(diào)了以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體，提高學(xué)生的動手能力，使培養(yǎng)的學(xué)生更符合高素質(zhì)應(yīng)用型人才的要求。

【關(guān)鍵詞】DSP 課程改革 創(chuàng)新性人才

【基金項(xiàng)目】本文章由佳木斯大學(xué)教育科學(xué)研究項(xiàng)目JKA2013？鄄045資助。

【中圖分類號】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）08-0228-01

《DSP 技術(shù)及應(yīng)用》是一門綜合性和工程性很強(qiáng)的重要的專業(yè)課，涉及的知識面廣，課程內(nèi)容綜合性強(qiáng)。教學(xué)內(nèi)容較多，包括DSP（數(shù)字信號處理）芯片結(jié)構(gòu)、DSP指令系統(tǒng)、DSP軟件編程、軟件開發(fā)環(huán)境。在本科生中開設(shè)DSP技術(shù)及應(yīng)用課程， 能培養(yǎng)學(xué)生掌握DSP的硬件結(jié)構(gòu)、各部件工作原理，掌握DSP的指令系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)，能獨(dú)立設(shè)計(jì)簡單的應(yīng)用系統(tǒng)，為學(xué)生以后從事相關(guān)的工作，奠定寬闊的基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握數(shù)字信號處理的基本方法，學(xué)會運(yùn)用DSP芯片處理數(shù)據(jù)，并掌握一定的編程能力，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上學(xué)會運(yùn)用編譯軟件對程序進(jìn)行調(diào)試。為在今后從事數(shù)字信號處理應(yīng)用與研究打下良好的基礎(chǔ)。

目前主要采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，以課堂講授為主，采用“填鴨式”教學(xué)方法。盡管多媒體技術(shù)的應(yīng)用對教學(xué)起到了很大的積極作用，但課件的內(nèi)容還是較多文字。實(shí)驗(yàn)課主要結(jié)合實(shí)驗(yàn)箱來鞏固和熟悉課堂上所學(xué)的知識點(diǎn)，因此，這種教學(xué)方法會帶來一系列問題。

目前對DSP技術(shù)及應(yīng)用課程的教學(xué)改革研究已經(jīng)成為國內(nèi)高校課程改革的熱點(diǎn)。在教學(xué)內(nèi)容的組織上，雷可君[1]提出由面向單門學(xué)科向面向多門學(xué)科轉(zhuǎn)變，從 DSP 涉及的多門學(xué)科中精選教材，擴(kuò)充教學(xué)內(nèi)容。選擇以戴明楨和周建江編著的《DSP 結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用》為學(xué)習(xí)芯片基礎(chǔ)知識的入門教材。然后，以FIR濾波器的 DSP 實(shí)現(xiàn)、噪聲抵消和系統(tǒng)辨識的編程實(shí)例、芯片的通用外圍電路、QPSK調(diào)制解調(diào)的 DSP 實(shí)現(xiàn)[2]等作為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的案例教學(xué)內(nèi)容，啟發(fā)學(xué)生開展創(chuàng)新性實(shí)踐。竇高奇等[3]針對該課程的教學(xué)現(xiàn)狀和課程特點(diǎn)，從理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個(gè)方面對該課程進(jìn)行了改革，突出通信理論與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合，達(dá)到了理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合的目的。在教學(xué)效果上取得培養(yǎng)能力與提高素質(zhì)的統(tǒng)一。熊承義[4]首先分析了DSP技術(shù)課程的體系結(jié)構(gòu)與教學(xué)要求，然后從理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)兩個(gè)環(huán)節(jié)，就本科DSP技術(shù)課程的教學(xué)方法進(jìn)行了探索。張宇[5]針對傳統(tǒng)的以講授為主的教學(xué)方法和筆試的考核方法不利于學(xué)生的學(xué)習(xí)和知識的掌握，從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法兩方面探討了《DSP 技術(shù)及應(yīng)用》課程的教學(xué)改革模式。教學(xué)實(shí)踐證明，這種教學(xué)模式有效地培養(yǎng)了學(xué)生工程實(shí)踐能力。

佳木斯大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)從2005年開始面向本科學(xué)生開設(shè)DSP技術(shù)及應(yīng)用課程。該課程由理論和實(shí)驗(yàn)兩部分組成，其中理論課時(shí)由原來的48學(xué)時(shí)改為36學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課時(shí)由原來的20課時(shí)改為16學(xué)時(shí)。因此，面臨的問題是課時(shí)少，導(dǎo)致教學(xué)任務(wù)重的問題。在安排教學(xué)內(nèi)容時(shí)，還要教學(xué)內(nèi)容的安排應(yīng)能反映知識學(xué)習(xí)與能力培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合。在多年的教學(xué)過程中，摸索了如下的教學(xué)改革方法：

1.精煉課程內(nèi)容和精心設(shè)計(jì)授課計(jì)劃。

隨著國家提倡培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，DSP技術(shù)及其應(yīng)用課程作為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，其內(nèi)容也必須及時(shí)更新，跟蹤熱點(diǎn)研究問題，建設(shè)新的課程體系和教材體系，體現(xiàn)專業(yè)教育、素質(zhì)教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育并重的培養(yǎng)模式。

2.提高學(xué)生的創(chuàng)新精神能力。

根據(jù)本科人才培養(yǎng)方案的要求，積極探索先進(jìn)的教學(xué)方法，采用了“啟發(fā)式、引導(dǎo)式和討論式”等多種多樣的教學(xué)方式，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，采用不同的教學(xué)方式，開展如實(shí)驗(yàn)小組合作、課后資料查找等活動。這些靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法，可以有效地調(diào)動學(xué)生的能動性，促進(jìn)學(xué)生積極思考，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改進(jìn)。

實(shí)驗(yàn)課上的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)有：常用指令實(shí)驗(yàn)、定時(shí)器實(shí)驗(yàn)、外部RAM存儲實(shí)驗(yàn)、I/O口實(shí)驗(yàn)、串口與PC機(jī)通訊實(shí)驗(yàn)、A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)、快速傅立葉變換（FFT）算法實(shí)驗(yàn)、任意波形發(fā)生器實(shí)驗(yàn)等。實(shí)驗(yàn)是在DSP實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行的，大多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。這樣，學(xué)生的編程積極性不高。為了更好地將理論與實(shí)踐相結(jié)合，進(jìn)一步加強(qiáng)對學(xué)生動手能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生實(shí)際解決問題的能力。采用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是，在完成基本實(shí)驗(yàn)后，不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提高綜合設(shè)計(jì)性、自主創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的比例，目前，已經(jīng)初步形成“教學(xué)—?jiǎng)?chuàng)新實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)新模式，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正取得實(shí)踐性的效果，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐動手能力提供良好的條件和環(huán)境。

4.形成性考核方式的改革。

它是對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的全面測評，進(jìn)行課程學(xué)習(xí)成果的階段性考核，是課程考核的重要組成部分。最后答卷是60分，階段性考核占40分，包括上課出勤、平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)的完成情況、綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在課程考核中的比重。任課教員在課程結(jié)束后及時(shí)作課程總結(jié)，分析得失，吸取經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)。這體現(xiàn)了素質(zhì)教育的要求和特點(diǎn)，在確定考核成績時(shí)對那些創(chuàng)造性解答問題，分析問題，研究解決問題的學(xué)生應(yīng)有一個(gè)獎(jiǎng)勵(lì)，以鼓勵(lì)學(xué)生的主動性，創(chuàng)造性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，提高學(xué)習(xí)積極性。

針對應(yīng)用型創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)目標(biāo)，在有限的教學(xué)時(shí)數(shù)內(nèi)高質(zhì)量地完成DSP課程大量內(nèi)容的教學(xué)任務(wù)，使該課程與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，使學(xué)生掌握用理論分析處理實(shí)際信號、設(shè)計(jì)實(shí)際系統(tǒng)的方法，本教學(xué)改革的完成了在于教學(xué)內(nèi)容的重新組合、提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改進(jìn)和形成性考核方式的改革，強(qiáng)調(diào)了以學(xué)生為學(xué)習(xí)主體，提高學(xué)生的動手能力，使培養(yǎng)的學(xué)生更符合高素質(zhì)應(yīng)用型人才的要求。這些改革措施在實(shí)際的教學(xué)應(yīng)用中，取得了較好的教學(xué)成果。在電子設(shè)計(jì)大賽上應(yīng)用 DSP 技術(shù)已成為趨勢，所以還為國家級、省級電子設(shè)計(jì)大賽和“挑戰(zhàn)杯”等賽事培養(yǎng)了人才。通過該課程的學(xué)習(xí)，激發(fā)相當(dāng)部分學(xué)生學(xué)習(xí) DSP 的興趣，不僅為全國電子設(shè)計(jì)大賽做好準(zhǔn)備，更是提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，熟練應(yīng)用 DSP 的能力。

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[5]張宇，張雷.《DSP技術(shù)及應(yīng)用》課程教學(xué)改革探索[J].南陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，12（11）：95-97endprint