DSP課程教學的深入研究及實踐對學生能力的影響

王賓 安徽理工大學電氣與信息工程學院，安徽 淮南 232001

DSP課程教學的深入研究及實踐對學生能力的影響

王賓 安徽理工大學電氣與信息工程學院，安徽 淮南 232001

DSP芯片的應用越來越廣泛，DSP應用技術是很重要的一門專業基礎課，同時又是一個很好的實踐平臺。本文簡述了利用DSP的課程教學、相關競賽和實踐設計來培養學生的實踐創新能力，并結合筆者的多年實踐經驗，提出了具體的實施方法與措施，緊跟DSP技術發展，不斷更新教學內容，提高DSP課程的教學質量。

DSP;課程教學;實踐創新能力

一、引言

DSP又稱為數字信號處理器，隨著變頻控制的普及、圖形圖像處理、網絡通訊等技術的發展，在通信、電子信息、自動控制、儀器儀表等領域獲得了越來越廣泛的應用。DSP內部具有非常豐富的資源，實際應用時可以省去較多的部件擴展，目前的市場來看，已不再是51系列單片機占主導地位，而是各類資源豐富，構架先進的芯片。

DSP應用技術是非常具有現實應用價值的一門課程：從工業控制，到民用電子產品；從大功率電力設備，到微弱信號高精度快速采集等等都有DSP應用技術的影子。但這門課的教學效果并不理想，通過學生們的反映，都認為這門專業課程難學，難懂。原因是：這門課具有較強的理論和實踐性，包括的知識豐富，涉及的芯片內部復雜。如此多的、而且難以理解的內容，在48個學時中讓學生理解并掌握，學生普遍反映難度較大。但這門課程是電信相關專業當代大學生需要具備的一項實用技能，若不能很好地掌握DSP、不能熟練運用，對學生以后在工作中的發展可能會產生不良影響。

筆者從事DSP課程教學多年，有著指導大學生電子設計競賽、“飛思卡爾杯”全國智能汽車競賽經歷，對此有著深刻的感觸，同時筆者結合多年的教學經驗，認真分析了學生的學習特點，從興趣出發，突出實驗教學的趣味了和較強烈的感受，為學院的DSP實驗室，并總結了一套行之有效的DSP教學方法。

二、課堂理論教學的改進

通常教師上課，以課本為主，只是傳授書本理論知識，并沒有注重和實際相結合，而且對知識點的實際運用情況也并未舉例說明，只是停留在理論講解的層面上，置學生于“學而無以致用，達而無以變通”的尷尬境地。筆者在教學中，每當講解完重點時，都會結合實際生動的應用實例，更深層次的闡述其用途，這樣學生不僅能牢固的掌握理論重點，而且能了解到了實際的應用場合及相關的拓展知識。例如：DSP內部具有EV模塊，此模塊又具備捕獲和正交編碼這2個重要功能，筆者在課堂中就以電機測速為例，闡述了分別利用這兩個功能測速的方法，以及各自的優缺點，并由此闡述了電機領域的3種測速方法：采用捕獲功能測速的T法、采用正交編碼功能測速的M法以及兩種功能結合的M/T法。以后工作中，學生在遇到測速場合時，就可以直接利用實例解決問題，而不是再去查找資料，走彎路。采用此種方式教學，更容易被學生接受，而且擴大了學生的知識面與眼界，使課堂內容更為豐富。

周期性的，筆者會找些實際存在的問題，讓學生用現學的知識去解決，實際動手的去設計某種系統，代替傳統的課堂作業，總之：筆者遵循的是：理論為本，實踐、實踐、再實踐的教學方針。

三、重視DSP實驗環節

傳統的教學，以板書為手段，空洞的理論得不到及時的驗證，也無法滿足學生的好奇心理，不能刺激觸發學生們的學習興趣與熱情。因此傳統的教學手段已不適應DSP的課程學習。而市場中的各種DSP實驗箱，存在以下問題：1）不是教師設計的，即使是教師本人，也要花上較多的時間熟悉，掌握實驗箱結構和每個實驗的實驗步驟，更何況是學生，如何能在較短的實驗課時內完成實驗；2）各實驗箱通常不是代課教師設計的，而是各公司的工程師設計的，導致實驗箱有過多的花哨作為賣點，性價比較低；3）只注重了功能的實現，并未注重實驗的興趣性，使得學生為了完成任務而做實驗，沒有學習主動性。

為解決以上問題，筆者結合多年的教學與工程實踐經驗，設計了專門針對電信自動化專業的DSP實驗箱，按照教學大綱要求與課程的進度，設計了各種實驗功能，循序漸進，一步步引導學生掌握所有內容，最主要的是：所設計的實驗最大可能的帶有興趣性，而不是枯燥的觀測某個數據等。例如：筆者設計了跑馬燈、簡易示波器、俄羅斯方塊、MP3播放、基于以太網的歌曲點播、電機調速等實驗，并將DSP各知識點有機的結合于實驗中，這些實驗都帶有各種感官刺激，能極大地激發學生的興趣和想象力，化被動學習為主動學習。

四、通過競賽加強學生對DSP的掌握

TI公司定期舉辦專門針對DSP的競賽，競賽題目能反映DSP應用的發展動態，或者是當前熱門的應用話題。鼓勵和引導學生參賽，是增強學生自信心，豐富學習生涯的一個很好的途徑。只有通過各種鍛煉，才能更好地掌握實踐性技能；同時，通過參加大賽，能夠與兄弟院校的學生進行交流與切磋，有比較才能更好地認識自我的不足，進而激發學生拼搏進取的精神。我們教師也可以借機相互交流，吸收各自的教學方法與理念，更好地服務于教學。

五、注重課程設計培養學生創新能力

參與競賽的人數畢竟是有限的，如何才能使得更多學生的能力獲得提升是教師應該思考的問題。筆者的方法是在課程設計環節，以實際研發過的工程項目或者競賽題目作為課題，要求同學們根據自己的思路去查找資料、選擇元件、搭建電路、編寫程序、進行仿真，同時要求同學們不要拘泥于書本，放開思路，對現有的一些方案、電路進行優化創新，以最簡單的設計、最小的成本完成設計要求，最終調試成功后，完成詳細的設計報告，并寫出設計心得。這一過程，使同學們了解了一個系統的設計過程，在現在基本要求的基礎上，能夠有所突破，培養了學生的創新能力，同時鍛煉了學生的獨立開發能力、綜合應用能力。由于是學生自主設計的，所以能夠直接的發現自己的缺陷，自主的改進完善，可以取得很好的教學效果。

六、總結

DSP廣泛應用于雷達，語音，通信，圖像處理，生物醫學儀器等方面，它正以前所未有的速度進入到我們生活的每一個角落；DSP應用技術是以DSP芯片為核心的一門理論與實踐相結合的課程，但由于其資源豐富、結構復雜等特點，使得教學難度大大提升；作為教師，我們要給學生們從多角度、多方位提供實踐條件，盡可能以興趣、樂趣為實踐向導，使同學們能夠積極主動的學習，培養獨立思考能力。因此，DSP應用技術的教學要在前進中不斷摸索與改革，與時俱進，才能有好的教學效果，才能更好地培養學生的嚴謹、認真、創新的工程素養，讓更多的學生畢業就能順利勝任相關工作。

[1]劉輝,王新輝,張文希.從電子設計競賽看單片機實驗教學的改革與創新[J].長沙大學學報.2006.(5)

[2]郭軍霞，任軍.單片機教學中學生創新能力的培養[J].科技資訊.2008年第14期

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.04.094

安徽理工大學教學研究項目（2010jyxm072）

王賓，男，1979年12月29日生，現任安徽理工大學講師，主要從事電力電子及其傳動方向、變頻調速及微機測控方面的研究。