DSP技术课程教学方法研究与实践

刘伟春

[摘 要] 当前DSP技术课程汇总需要采取有效的教学方法，进而提升教学质量和效果，促进课程教学发展，分析了DSP技术课程教学方法研究与实践。

[关 键 词] DSP技术课程；教学方法；研究；实践

[中图分类号] G642 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）22-0116-02

DSP技术课程具有较强的实践性、综合性，知识较多且复杂。学生在学习时也会遇到困难，这就需要教师采取有效的教学方法，帮助学生更好地掌握知识，提高教学质量及效果。

一、DSP技术课程特点

（一）课程内容多

DSP芯片集成度高，很多模块都有复杂的内部结构，且模块之间具有紧密的联系，各模块中要学习的内容都较多，包括有关程序设计、内部寄存器设置，这也让该课程有很多的学习内容[1]。

（二）知识更新快

DSP产品的更新换代很快，新的产品、技术以及应用一直在进行更新和升级。课程内容也应该及时地发展和更新。每个学校课程选择使用的DSP芯片也存在差异，这是因为专业定位不一样，在教学内容及教材上也存在差异，无法实现统一，这都为课程教学增加了难度。因此，应该结合课程设置情况以及学生的实际学习情况，开展DSP教学及课外活动，让教师也可以外出进行学习及交流，开阔他们的眼界，提高他们的综合素质，进而提高教学能力及水平[2]。

（三）综合性强

DSP课程具有很强的综合性特征，前期需要有基础铺垫，如单片机技术、计算机原理以及数字信号处理等。学习这一技术需要学生具备较强的硬件设计能力，能够熟练地操作一些工具，如MATLAB、C/C++语言、CCS等，能够利用这些工具进行算法开发及软件设计。学生在算法开发中对学生的能力还有要求，学生需要了解和掌握数字信号处理的理论知识以及有关算法，如，快速傅里叶变换算法、无限长、有限长冲激响应滤波器算法等。

（四）具有很强的实践应用

DSP课程教学的目的就是要让学生掌握这一技术，这也就需要课程更注重实践环节。因此，学校应该建立专门的实验室，让学生可以在良好的实验环境中进行练习，提高他们的动手实践能力以及创新能力。实验课程设置也需要按照由易到难的顺序进行教学，在学生初步熟悉CCS开发环境时，要多鼓励学生多做综合性较强的实验，激发学生的兴趣。

二、DSP技术课程教学现状

当前DSP教学中仍然存在一些问题，使得教学效果及人才培养效果受到限制。教学中教师也在尽力体现学生的主体性，要激发学生的主动性，然而实际教学中情况并不是很理想，很多学生仍然看重考试、作业及练习题这些内容，对实验环节缺乏重视，缺乏积极性，这就使得他们的实际应用能力不足，无法得到有效提高。学生的DSP硬件系统设计能力培养较为困难，当前学校中都建设了DSP课程实验室，也添置了开发实验平台，学生也习惯于基于这些平台进行软件编程学习，且DSP硬件设计费用比较高，学生在承受上有一定难度，這些也影响了学生的学习兴趣和积极性。另外，学生对DSP软件开发的掌握也不够。这一课程中，C语言是一个主要的开发工具，一些学生的基础不够好，编程注重结构，忽视了在调试中提高编程能力，使得学生的软件设计能力没有得到提高。因此，需要让学生认识到学习规律，提高他们的实践能力。

三、DSP技术课程教学方法研究与实践

（一）多角度、多层面教学

DSP处理器速度快且操作灵活，其具有先进的哈佛结构，即1条程序总线、3条数据总线和4条地址总线，还具有丰富的片内外设、专门硬件逻辑的CPU、专用的指令集以及高容量的片内存储器。DSP中有很多教学内容，包括CCS开发工具应用、汇编程序设计、硬件资源、特殊的指令系统、高级语言编程。学生在学习时会遇到困难，为了提高教学的有效性，在教学中可以采取多层面、多角度的教学方法，让学生可以全面掌握有关重要技术。多层面就是对各种内容实现多层面教学，具体层面包括学生层次分类、内容重点难点以及院系资源教师水平等。多角度包括学生应试与就业、理论实验相结合、与其他课程内容关联角度等[3]。二者相互补充，共同发展，进而可以有效提高DSP教学效果及质量。采取因材施教方法，对学生进行分类培养、实践及考核，可以让学生在现有基础上都能得到发展，提高人才培养的有效性。

1.教学内容分层设计

教师需要结合学生情况，对教学内容进行科学的分层设计，教师需要认真推敲教学细节，将所有教学资源进行有效组合，课程教研组需要对内容进行调整，在这一过程中体现的就是分层设计思路。一共可以分成4个层次，第一层是基础层，也就是必须层，教学内容需要包括软件设计、系统设计、硬件设计等一些基础的教学内容；第二层是进阶层，是在第一层的基础上进行的，并为下一层做好铺垫，这一层次教学内容主要是实验以及课程设计，有一些必修的知识点，剩下的则是选修，需要将理论和实践教学进行有机结合，提高学生的DSP工程技能水平；第三層是创新层，这一层也是选修层，主要内容就是课程设计，要对学生的DSP工程应用能力进行培养，提高他们的科研创新能力，培养出优秀的工程师；第四层是课外学习补充层，同样也属于选修层，教师要给学生提供相应的教学资源，如网址、自学资料等，让学生可以提升他们的自学能力，也是在拓展和丰富学生的知识面。在实际教学中，通过案例驱动教学方法，结合竞赛题目、电子设计大奖赛、课程设计等，使用提出、分析、解决问题的教学方法，让学生可以学有所用，增强他们的学习效果。

2.分类培养

DSP技术课程教学中，学生的专业也是不一样的，在设置选修课时就需要根据专业培养方案进行分类，结合专业设计相应的教学内容，比如，偏向控制技术的教学班级，像电气自动化专业，在设计教学内容时就需要注重控制领域中应用DSP技术的内容教学；偏向于通信技术的班级，像电子信息类专业，教学内容设计就应该是通信领域中要用到的DSP内容；而偏向于多媒体处理技术的班级，像研究生教学，教学内容方面就需要注重多核DSP内容教学。在分类培养中，根据学生的需求进行教学，学生可以结合自己的学习需求在学习自己班级内容基础上，也可以和其他班级一起学习，并且进行考核。

3.分层实践

每个学生的学习期望都存在差异，因此，在教学内容分层设计的基础上，还需要实行实验实践教学的分层设计，培养和提高学生的实践能力，让那些有能力、有期望的学生可以获得有效的培养，发展成DSP工程师，可以分成三层。第一层是基础实验，结合实验的要求及设计要对学生的基本DSP应用能力进行有效培养；第二层是進阶实验，这一层中分成两部分，包括进阶实验及选做课程设计，前者是为了巩固和提高选修学生的实践应用能力，后者是为了对那些有能力的学生进行培养，提高他们的工程实践能力。这一层实验中有多种类型，如系统设计实验、软件、硬件设计实验等，学生可以结合自己的情况选择类型；第三层是创新实验，这一层面中，学生需要组队，每队人数两至三人，学生可以结合自己的兴趣进行课题选择，基础DSP的嵌入式系统设计，要对学生的综合应用能力进行培养，在这个过程中，学生的团队精神也会得到提升。课题的题目由课程教研组制定，课题内容需要每年更新。在教学中，实验实践教学的时间是有限的，DSP开放实验室可以为分层实践提供保证。

4.分层考核

考核是教学中不可缺少的一部分，其可以让学生投入学习中，让学生可以深入研究，还可以激励学生提高自己的学习目标，激发学生学习动力。DSP技术的考核分为理论及实践考核，但是通常实践成绩比重较低，以前的考核只是对基础层及创新层进行，这就使得学生缺乏学习动力，缺乏深入实践及学习的积极性。因此，需要改变考核分值分布，让更多的学生选择创新层，除了基础层外，剩下两个层面的选修部分实践教学是开放的，学生可以选择旁听。

（二）理论教学和实验教学相结合

在课程教学中，在讲授理论知识时，可以加入实验内容，为了调动学生的学习兴趣，教师可以在教学中应用实验演示，这样也可以让理论教学不再单一，课堂教学变得更加生动。当前市场上DSP实验箱中只看重实现课程内容中的简单功能，没有重视实验的实用性及拓展性，这就使得学生在做实验时只是单纯地为了完成任务，学生在实验中缺乏主动性和积极性。在教学中，比如，在讲授小型项目时，教师在教学过程中为学生展示讲解DSP技术的实现过程、软件和硬件设计中排错的方法等，这也让学生有更清晰的学习目的，提高学生学习的兴趣和积极性，也可以积极主动地去尝试研究开发一些DSP的相关作品。

（三）鼓励学生参与竞赛科研

当前社会对人才的要求越来越高，因此，为了让学生符合社会需求，提高他们的竞争力，就需要提升他们的综合素质，特别是电子信息工程专业学生，需要注重学生实践能力的培养和提高，DSP也是电子信息领域中都要掌握的一门技术。这就需要根据科研实际情况，能够吸纳一些优秀学生进入研究室中，让他们也参与到科研中，要多鼓励学生通过多样的方式对自己的创新思维以及动手能力进行培养，如社会调查、技术交流、学术讲座等。通过实施这些教学方法，可以有效提高学生的学习兴趣，让他们积极地参与到创新型竞赛活动中，如全国大学生电子设计竞赛、大学生创新性实验等。学生可以在竞赛中获得较好的成绩，这也可以帮助学生找到理想的工作，養成良好的学习习惯。

（四）利用多媒体辅助教学

该课程具有器件复杂的显著特征，其算法灵活，授课的难度比较大，学生在学习时效果并不是很理想，因此，为了提高学生的学习兴趣和积极性，增强他们的学习效果，教师可以在教学中应用多媒体计算机辅助教学，这样做可以让抽象的概念及难点内容直观地展示给学生，学生理解起来也会变得容易，知识展示也会变得生动形象，可以有效增强他们的学习效果，为学生提供全方位的交互环境，学生在这样的环境下，学习兴趣也会提高。比如，在讲授DSP访问外部存储器的时序时，就可以依照相应的硬件连接原理图，通过使用动画形式进行讲解，进而将控制信号有效的先后次序和生产效果直观地展示给学生，学生也更容易理解和掌握。

综上所述，DSP技术课程教学需要采用有效的教学方法，激发学生的学习兴趣，增强他们的学习效果，进而促进课程教学发展。

参考文献：

[1]马晓玉，邓婉玲，黄伟英，等.多维结构实践教学模式在电子信息类专业的实践[J].实验室研究与探索，2012（8）.

[2]俞一彪，孙兵，曹洪龙，等.电子信息类本科DSP教学实践与探索[J].理工高教研究，2016（4）.

[3]徐盛，胡剑凌，耿相铭，等.面向研究生的课程设计：DSP开放式教学[J].实验室研究与探索，2014（12）.