劉麗杰 耿磊 杜偉強(qiáng)

摘 ? ?要： 針對(duì)“DSP技術(shù)”課程理論難度大、抽象、不容易理解等特點(diǎn)，本文分析了一些實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，包括加大綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)比重、課外選修實(shí)驗(yàn)和軟硬件相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。實(shí)踐證明，這些方法有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞： DSP技術(shù) ? ?實(shí)驗(yàn)教學(xué) ? ?軟硬件結(jié)合

一、相關(guān)課程背景

“DSP技術(shù)”實(shí)驗(yàn)課開設(shè)的目的是使學(xué)生掌握DSP系統(tǒng)的基本原理及其項(xiàng)目設(shè)計(jì)的開發(fā)方法，掌握DSP的工作原理、TMS320C55X系列DSP芯片的基本結(jié)構(gòu)、片內(nèi)外設(shè)、匯編語言、C語言程序設(shè)計(jì)、開發(fā)環(huán)境及其使用方法、常用數(shù)字信號(hào)處理算法的DSP實(shí)現(xiàn)及其在各種系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用等[1]。通過實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生掌握DSP方面的理論知識(shí)，提高分析問題和解決問題的能力，使學(xué)生有信心也有能力逐步適應(yīng)本領(lǐng)域迅速發(fā)展的需要，進(jìn)而有效培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

二、目前存在的問題

1.“DSP技術(shù)”課程總學(xué)時(shí)數(shù)有限，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)過少，造成有些知識(shí)點(diǎn)講解得不夠深入。目前該門課程一共是45學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)為10學(xué)時(shí)。

2.大部分實(shí)驗(yàn)只采用CCS軟件仿真查看結(jié)果的方式，學(xué)生對(duì)硬件的操作較少，對(duì)DSP硬件結(jié)構(gòu)、硬件設(shè)計(jì)方法和流程一知半解。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革方法

針對(duì)以上出現(xiàn)的問題，結(jié)合多年實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我提出了一些提高“DSP技術(shù)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的方法。

1.增加實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量，引入課外選修實(shí)驗(yàn)機(jī)制。由于學(xué)時(shí)有限，課內(nèi)必須完成的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)是10學(xué)時(shí)，有的理論知識(shí)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)不能涵蓋，學(xué)生理解起來有些困難。為了讓學(xué)生多動(dòng)手，課題組設(shè)計(jì)了20學(xué)時(shí)的課外實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以在課外時(shí)間來實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室能開設(shè)的所有實(shí)驗(yàn)做成電子版實(shí)驗(yàn)講義，該講義包含詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)條件等，學(xué)生可以自主選擇做哪幾個(gè)實(shí)驗(yàn)。這些資源都掛在網(wǎng)站上，學(xué)生可以自行下載。

2.合理調(diào)整綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比重，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。根據(jù)“DSP技術(shù)”實(shí)驗(yàn)大綱的要求，目前實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)是10學(xué)時(shí)，其中6學(xué)時(shí)是基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，4學(xué)時(shí)是綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)過程相對(duì)簡(jiǎn)單，學(xué)生機(jī)械地做實(shí)驗(yàn)，實(shí)際操作能力和綜合分析問題的能力沒有提高。我們教研室經(jīng)過多年努力，大力改革調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，適當(dāng)增加綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的比重。綜合性實(shí)驗(yàn)是指實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及本課程的綜合知識(shí)或與本課程相關(guān)課程知識(shí)的實(shí)驗(yàn)。

“DSP技術(shù)”理論課程開設(shè)時(shí)間安排在大三學(xué)年，這時(shí)學(xué)生已經(jīng)學(xué)完“數(shù)字信號(hào)處理”、“數(shù)字電路”、“EDA原理”等相關(guān)課程，同時(shí)學(xué)習(xí)了用于軟件仿真的C語言、MATLAB語言等，具備了開發(fā)信號(hào)處理系統(tǒng)的潛能。同時(shí)DSP技術(shù)涉及的知識(shí)非常廣泛，新算法層出不窮，有關(guān)器件推陳出新。因此，可以說“DSP技術(shù)”實(shí)驗(yàn)課程是電子信息類本科生對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，要求學(xué)生從工程設(shè)計(jì)選題、方案設(shè)計(jì)、編程、信號(hào)仿真和工程設(shè)計(jì)DSP實(shí)現(xiàn)，完全由學(xué)生獨(dú)立完成。綜合性實(shí)驗(yàn)以學(xué)生為主體，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)，全面提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

3.硬件設(shè)計(jì)和軟件仿真相結(jié)合，與DSP課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生硬件電路設(shè)計(jì)能力和CCS的使用能力。給學(xué)生布置題目為“基于TMS320VC5509DSP最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)”的大作業(yè)，要求學(xué)生從整體設(shè)計(jì)到各部分的具體實(shí)現(xiàn)都親力親為。通過設(shè)計(jì)DSP最小系統(tǒng)，使學(xué)生掌握DSP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程、PCB原理圖的設(shè)計(jì)、DSP硬件結(jié)構(gòu)、基本電路的設(shè)計(jì)、硬件電路調(diào)試和CCS軟件的使用等。通過設(shè)計(jì)DSP最小系統(tǒng)，有助于學(xué)生理解DSP芯片的基本結(jié)構(gòu)、片內(nèi)外設(shè)、DSP設(shè)計(jì)流程、基本方法、開發(fā)環(huán)境CCS的使用方法，提高學(xué)生的硬件設(shè)計(jì)能力、分析能力、實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。同時(shí)，開設(shè)了基于DSP平臺(tái)的課程設(shè)計(jì)和基于DSP平臺(tái)的圖像語音等相關(guān)內(nèi)容的畢業(yè)設(shè)計(jì)[2]，讓部分學(xué)生集中一段時(shí)間花在DSP實(shí)驗(yàn)上。從應(yīng)用角度出發(fā)，采用C語言和匯編語言混合編程，鍛煉學(xué)生的實(shí)際工程開發(fā)能力，這樣教學(xué)效果會(huì)更好。

4.開展課外科技活動(dòng)?！癉SP技術(shù)”課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，為了培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，必須加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)。但從目前的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)來看，有些學(xué)生基本掌握了DSP的簡(jiǎn)單開發(fā)運(yùn)用，但是還有一部分學(xué)生對(duì)DSP興趣很濃厚，并不滿足于現(xiàn)有的課堂教學(xué)。針對(duì)這類學(xué)生，我們可以開放DSP實(shí)驗(yàn)室，開展一些課外科技活動(dòng)，給他們?cè)O(shè)計(jì)一些系統(tǒng)級(jí)的題目，或讓他們參與到教師的科研項(xiàng)目中。以實(shí)踐課題為主，開展實(shí)踐訓(xùn)練，使部分學(xué)生能夠?qū)?shí)際的DSP開發(fā)技術(shù)有較深入的研究。

四、結(jié)語

本文探索的一些實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法能提高學(xué)生對(duì)理論的認(rèn)識(shí)，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲望，激發(fā)學(xué)習(xí)“DSP技術(shù)”課程的興趣，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，提高教學(xué)質(zhì)量，受到任課教師和學(xué)生的一致好評(píng)，使學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力得到提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙洪亮，等.TMS320C55xDSP應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2010.

[2]洪波，等.基于創(chuàng)新理念的DSP課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013，33（10）：215-217.