DSP课程教学的深入研究及实践对学生能力的影响

王宾 安徽理工大学电气与信息工程学院，安徽 淮南 232001

DSP课程教学的深入研究及实践对学生能力的影响

王宾 安徽理工大学电气与信息工程学院，安徽 淮南 232001

DSP芯片的应用越来越广泛，DSP应用技术是很重要的一门专业基础课，同时又是一个很好的实践平台。本文简述了利用DSP的课程教学、相关竞赛和实践设计来培养学生的实践创新能力，并结合笔者的多年实践经验，提出了具体的实施方法与措施，紧跟DSP技术发展，不断更新教学内容，提高DSP课程的教学质量。

DSP;课程教学;实践创新能力

一、引言

DSP又称为数字信号处理器，随着变频控制的普及、图形图像处理、网络通讯等技术的发展，在通信、电子信息、自动控制、仪器仪表等领域获得了越来越广泛的应用。DSP内部具有非常丰富的资源，实际应用时可以省去较多的部件扩展，目前的市场来看，已不再是51系列单片机占主导地位，而是各类资源丰富，构架先进的芯片。

DSP应用技术是非常具有现实应用价值的一门课程：从工业控制，到民用电子产品；从大功率电力设备，到微弱信号高精度快速采集等等都有DSP应用技术的影子。但这门课的教学效果并不理想，通过学生们的反映，都认为这门专业课程难学，难懂。原因是：这门课具有较强的理论和实践性，包括的知识丰富，涉及的芯片内部复杂。如此多的、而且难以理解的内容，在48个学时中让学生理解并掌握，学生普遍反映难度较大。但这门课程是电信相关专业当代大学生需要具备的一项实用技能，若不能很好地掌握DSP、不能熟练运用，对学生以后在工作中的发展可能会产生不良影响。

笔者从事DSP课程教学多年，有着指导大学生电子设计竞赛、“飞思卡尔杯”全国智能汽车竞赛经历，对此有着深刻的感触，同时笔者结合多年的教学经验，认真分析了学生的学习特点，从兴趣出发，突出实验教学的趣味了和较强烈的感受，为学院的DSP实验室，并总结了一套行之有效的DSP教学方法。

二、课堂理论教学的改进

通常教师上课，以课本为主，只是传授书本理论知识，并没有注重和实际相结合，而且对知识点的实际运用情况也并未举例说明，只是停留在理论讲解的层面上，置学生于“学而无以致用，达而无以变通”的尴尬境地。笔者在教学中，每当讲解完重点时，都会结合实际生动的应用实例，更深层次的阐述其用途，这样学生不仅能牢固的掌握理论重点，而且能了解到了实际的应用场合及相关的拓展知识。例如：DSP内部具有EV模块，此模块又具备捕获和正交编码这2个重要功能，笔者在课堂中就以电机测速为例，阐述了分别利用这两个功能测速的方法，以及各自的优缺点，并由此阐述了电机领域的3种测速方法：采用捕获功能测速的T法、采用正交编码功能测速的M法以及两种功能结合的M/T法。以后工作中，学生在遇到测速场合时，就可以直接利用实例解决问题，而不是再去查找资料，走弯路。采用此种方式教学，更容易被学生接受，而且扩大了学生的知识面与眼界，使课堂内容更为丰富。

周期性的，笔者会找些实际存在的问题，让学生用现学的知识去解决，实际动手的去设计某种系统，代替传统的课堂作业，总之：笔者遵循的是：理论为本，实践、实践、再实践的教学方针。

三、重视DSP实验环节

传统的教学，以板书为手段，空洞的理论得不到及时的验证，也无法满足学生的好奇心理，不能刺激触发学生们的学习兴趣与热情。因此传统的教学手段已不适应DSP的课程学习。而市场中的各种DSP实验箱，存在以下问题：1）不是教师设计的，即使是教师本人，也要花上较多的时间熟悉，掌握实验箱结构和每个实验的实验步骤，更何况是学生，如何能在较短的实验课时内完成实验；2）各实验箱通常不是代课教师设计的，而是各公司的工程师设计的，导致实验箱有过多的花哨作为卖点，性价比较低；3）只注重了功能的实现，并未注重实验的兴趣性，使得学生为了完成任务而做实验，没有学习主动性。

为解决以上问题，笔者结合多年的教学与工程实践经验，设计了专门针对电信自动化专业的DSP实验箱，按照教学大纲要求与课程的进度，设计了各种实验功能，循序渐进，一步步引导学生掌握所有内容，最主要的是：所设计的实验最大可能的带有兴趣性，而不是枯燥的观测某个数据等。例如：笔者设计了跑马灯、简易示波器、俄罗斯方块、MP3播放、基于以太网的歌曲点播、电机调速等实验，并将DSP各知识点有机的结合于实验中，这些实验都带有各种感官刺激，能极大地激发学生的兴趣和想象力，化被动学习为主动学习。

四、通过竞赛加强学生对DSP的掌握

TI公司定期举办专门针对DSP的竞赛，竞赛题目能反映DSP应用的发展动态，或者是当前热门的应用话题。鼓励和引导学生参赛，是增强学生自信心，丰富学习生涯的一个很好的途径。只有通过各种锻炼，才能更好地掌握实践性技能；同时，通过参加大赛，能够与兄弟院校的学生进行交流与切磋，有比较才能更好地认识自我的不足，进而激发学生拼搏进取的精神。我们教师也可以借机相互交流，吸收各自的教学方法与理念，更好地服务于教学。

五、注重课程设计培养学生创新能力

参与竞赛的人数毕竟是有限的，如何才能使得更多学生的能力获得提升是教师应该思考的问题。笔者的方法是在课程设计环节，以实际研发过的工程项目或者竞赛题目作为课题，要求同学们根据自己的思路去查找资料、选择元件、搭建电路、编写程序、进行仿真，同时要求同学们不要拘泥于书本，放开思路，对现有的一些方案、电路进行优化创新，以最简单的设计、最小的成本完成设计要求，最终调试成功后，完成详细的设计报告，并写出设计心得。这一过程，使同学们了解了一个系统的设计过程，在现在基本要求的基础上，能够有所突破，培养了学生的创新能力，同时锻炼了学生的独立开发能力、综合应用能力。由于是学生自主设计的，所以能够直接的发现自己的缺陷，自主的改进完善，可以取得很好的教学效果。

六、总结

DSP广泛应用于雷达，语音，通信，图像处理，生物医学仪器等方面，它正以前所未有的速度进入到我们生活的每一个角落；DSP应用技术是以DSP芯片为核心的一门理论与实践相结合的课程，但由于其资源丰富、结构复杂等特点，使得教学难度大大提升；作为教师，我们要给学生们从多角度、多方位提供实践条件，尽可能以兴趣、乐趣为实践向导，使同学们能够积极主动的学习，培养独立思考能力。因此，DSP应用技术的教学要在前进中不断摸索与改革，与时俱进，才能有好的教学效果，才能更好地培养学生的严谨、认真、创新的工程素养，让更多的学生毕业就能顺利胜任相关工作。

[1]刘辉,王新辉,张文希.从电子设计竞赛看单片机实验教学的改革与创新[J].长沙大学学报.2006.(5)

[2]郭军霞，任军.单片机教学中学生创新能力的培养[J].科技资讯.2008年第14期

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.04.094

安徽理工大学教学研究项目（2010jyxm072）

王宾，男，1979年12月29日生，现任安徽理工大学讲师，主要从事电力电子及其传动方向、变频调速及微机测控方面的研究。