DSP應用技術課程的教學模式探究

翟麗杰

（渭南師范學院數(shù)理學院，陜西渭南 714099）

數(shù)字信號處理器（Digital Signal Processor,DSP）是針對數(shù)字信號處理的需要而設計的一種可編程的處理器，是現(xiàn)代電子技術、計算機技術和信號處理技術及集成芯片制造技術相結(jié)合的產(chǎn)物[1]。DSP在電子信息、通信、軟件無線電、信息家電、儀器儀表等科技領域獲得了良好的應用效果。隨著人才市場對DSP相關人才日益增長的需求，要求學生掌握DSP開發(fā)的相關技術，如何提高學生學習興趣，提高開發(fā)能力，本文從教學模式探究出發(fā)找到解決這個問題的一種方法。本文主要是對TI公司的DSP芯片及其開發(fā)環(huán)境CCS進行了教學探究與探索。

1 DSP應用技術課程簡介

DSP應用技術與信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理三者構(gòu)成了信號處理課群，DSP應用技術重點在于用DSP芯片實現(xiàn)數(shù)字信號處理的方法。

DSP課程是一門理論性和實踐性較強的課程，所涉及的知識面廣，綜合性強，學生要先修數(shù)字信號處理，了解和掌握其理論知識和相關算法，而且要學習單片機原理與接口技術、數(shù)字電路和計算機原理方面的知識等，在學習中往往感覺抽象，難以理解和掌握[2]。另外課本里學習內(nèi)容只有通過實驗等實踐環(huán)節(jié)才能加深理解和掌握，最終用到DSP系統(tǒng)設計中。還有DSP技術更新快，要隨時關注新的芯片及新的技術在授課過程中及時給學生補充。

本課程是我校電子信息和電氣工程專業(yè)本科生的專業(yè)選修課，一般在大四上學期開設。要求學生了解DSP在數(shù)字信號處理系統(tǒng)中的核心作用，掌握DSP的基本工作原理和基本編程方法，了解DSP系統(tǒng)的基本開發(fā)過程及其典型應用。本課程通過授課、練習、實驗使學生掌握數(shù)字信號處理器的基本原理和應用，以美國TI公司的TM320X281X系列為例，是32位的高性能微控制器，具有強大的控制和信號處理能力，著重介紹DSP的硬件結(jié)構(gòu)、基本工作原理、片內(nèi)資源應用開發(fā)及相關寄存器的配置、各個外設功能單元，最后介紹其典型應用，比如用DSP編程實現(xiàn)FIR濾波器、對模擬信號進行實時采集信號處理等[3]。

2 DSP應用技術課程教學模式探究

本校教學計劃中該課程安排了36學時理論學時和12學時的實驗學時。學時相對較少，因此教師要在教學內(nèi)容的選擇方面下功夫，優(yōu)化授課內(nèi)容，簡化基礎理論，突出重點和難點。

理論教學方面在課程理論教學中，針對教學難點和重點提出問題，進行定期和不定期的課堂討論，使學生積極參與課堂討論，通過課堂討論引導學生積極思考，培養(yǎng)探究、創(chuàng)新的意識和學習習慣，同時加深學生對所學知識的理解，做到課堂氣氛融洽。學生參與課堂教學的積極性，參與課堂教學的廣度和深度，直接影響教學質(zhì)量，沒有學生的主動參與，就沒有成功的課堂教學。

主要采用的方法有比較對比法教學，把DSP與單片機、ARM等技術異同點歸納總結(jié)出來，學生自己學習理解相同點，教師重點講解不同點，這樣學生能從不同角度、不同層次更加深入的了解和掌握這些知識點。

理論教學與仿真教學有機的結(jié)合。積極地利用MATLAB、CCS等軟件對算法及開發(fā)方法進行教學演示。例如在講解IIR濾波器的設計時，首先引導學生對IIR濾波器的數(shù)學模型及信號處理電路和軟件編程等相關問題討論，并對每個環(huán)節(jié)進行仿真跟蹤，及時反饋，極大的激發(fā)學生的學習興趣，另外對DSP應用技術的相關概念的理解比較好，對開發(fā)的過程有一定的認識，可謂一箭三雕。

理論教學與實驗教學適時結(jié)合。與該課程配套的實驗教學，學校購買了相匹配的實驗平臺，該平臺采用模塊化設計，包括D/A、A/D、串口通信、電機驅(qū)動、語音、圖像處理獨立模塊，不僅可以進行驗證實驗，還可以進行豐富的設計綜合實驗。進行以學生為中心的實驗教學，與理論教學適時結(jié)合，讓學生參與設計實驗、分析實驗，其開發(fā)能力及獨立思考和創(chuàng)新能力都有顯著提高。在實驗的教學過程中除了常規(guī)的基礎實驗和拓展實驗外，積極動員學生參加校級、院級項目及校企項目，特別是參加全國及省級DSP電子競賽的活動，更好地把項目實踐教學與理論教學結(jié)合起來。

微課、MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂現(xiàn)代化教學模式的引入。微課是按照教學實踐要求，以視頻為主要呈現(xiàn)方式，反映教師針對某個知識點或教學環(huán)節(jié)而展開教與學活動的各種教學資源的有機結(jié)合體。微課具有主題突出、類型多樣情景真實、交互性強、便攜性，重復性觀看特點，可以很好地作為翻轉(zhuǎn)課堂課前的支撐和載體。翻轉(zhuǎn)課堂中教師的講授時間減少，而學生的學習活動增加，學生成了課堂的主角，教師成為學習的促進者和指導者。這里以實驗微課教學為例。實驗教學微課資源主要由具體每個實驗微課、多媒體課件及實驗源程序等組成，可以通過網(wǎng)絡化教學平臺和學生學習微課群進行共享。

圖1 實驗微課翻轉(zhuǎn)課堂教學模型圖

以微課、MOOC支持的翻轉(zhuǎn)課堂教學開辟了一條以移動學習對接翻轉(zhuǎn)課堂的實踐之路。自主學習階段學生不限制在教室或者電腦前學習，學生完全可以自主安排學習的步調(diào)。翻轉(zhuǎn)課堂充分體現(xiàn)了“以學生為主體、教師為主導”的教學理念。

3 結(jié)語

本文通過對幾種教學模式的探究，引導學生構(gòu)建“提出問題——學習研究——分析問題一解決問題”的知識學習的過程。DSP應用技術課程集專業(yè)性和應用性于一體，其課程內(nèi)容和教學方法也需要根據(jù)實際情況進行改革創(chuàng)新，這對于培養(yǎng)出與時俱進、專業(yè)理論知識與實踐水平過硬、創(chuàng)造性思維能力強的的復合型人才有很大裨益。