范海健

摘要《TMS320C54x DSP結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用》課程具有綜合性強(qiáng)、實(shí)用性強(qiáng)、工程性強(qiáng)的特點(diǎn)。隨著該課程在高職高專院校工科電類專業(yè),特別是通信、信息類專業(yè)的普遍開設(shè),探討與高職高專學(xué)生相適應(yīng)的DSP課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)實(shí)施、考核形式等方面具有較普遍的意義。

關(guān)鍵詞教學(xué)改革DSP 教考分離

中圖分類號:G423文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

《TMS320C54x DSP結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用》是一門難度系數(shù)高、實(shí)踐性強(qiáng)的課程,通常在研究生階段或本科高年級階段作為通信、電子信息類的專業(yè)課來開設(shè)。隨著DSP技術(shù)的不斷發(fā)展,DSP芯片的開發(fā)套件價格不斷下降,以及研究DSP芯片開發(fā)的高校教師人數(shù)的不斷增多,近幾年該門課程在高職?？聘吣昙夒A段也得以廣泛開設(shè),這對進(jìn)一步完善電子信息類專業(yè)高職學(xué)生的知識體系很有幫助。作為通信、信息類專業(yè)核心課程之一,《TMS320C54x DSP結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用》課程在培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合技能型人才的知識體系中占據(jù)著相當(dāng)重要的地位。本課程以前只為本科高年級或研究生階段的學(xué)生開設(shè),針對該層次的教學(xué)方式方法并不一定適合于高職高專層次的學(xué)生,而且傳統(tǒng)的DSP教材編制與教學(xué)方法均建立在本科或研究生層次學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)比較完善的基礎(chǔ)之上,如果生搬硬套研究生或本科教學(xué)的模式,高職院校學(xué)生在學(xué)習(xí)的時候就普遍感覺有難度。本人通過兩學(xué)期DSP教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)歷,對DSP教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題有了一定了解,結(jié)合幾年單片機(jī)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)提出自己一些關(guān)于DSP教學(xué)方面的認(rèn)識。

1普及DSP技術(shù)常識,培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣

DSP器件的應(yīng)用主要是在數(shù)據(jù)通信、海量存儲、汽車電子及消費(fèi)類的音頻和視頻產(chǎn)品上,因此DSP器件的主要優(yōu)勢就在語音、圖像等高數(shù)據(jù)量信息的算法處理與計算上,這對專業(yè)基礎(chǔ)比較薄弱的高職學(xué)生的邏輯能力和思維靈活性提出了相對較高的要求。但在初高中、甚至是高?，F(xiàn)行的相關(guān)教材中能體現(xiàn)DSP芯片相關(guān)知識的章節(jié)與篇幅又比較少,學(xué)生在未接觸本門課程前關(guān)于DSP的概念也知之甚少,同時很多學(xué)生對DSP這門技術(shù)的學(xué)習(xí)需求及該技術(shù)的市場前景認(rèn)識不足。因此必須在講解這門課之前普及DSP技術(shù)常識,提高學(xué)習(xí)興趣,因?yàn)閷W(xué)生學(xué)習(xí)興趣的高低直接影響后續(xù)的學(xué)習(xí)效果。鑒于此,有條件的學(xué)校可以讓教師帶學(xué)生參觀通信類、消費(fèi)類電子產(chǎn)品的研發(fā)部門,來提高學(xué)生對產(chǎn)品開發(fā)的興趣,或者也可在課堂上拆解具有DSP芯片的手機(jī)或硬盤來使學(xué)生獲得關(guān)于DSP芯片的感性認(rèn)識,也可以通過播放科技短片的形式來普及DSP的應(yīng)用領(lǐng)域,這比純粹照本宣科的介紹要深刻得多,更具感召力。

2調(diào)整DSP教學(xué)內(nèi)容,化煩為簡

DSP教學(xué)內(nèi)容主要建立在計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、信號處理、匯編語言與C語言基礎(chǔ)之上。雖然DSP芯片的應(yīng)用領(lǐng)域跟單片機(jī)有所不同,但它們之間也有很多必然的聯(lián)系,如果學(xué)生學(xué)習(xí)過《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程,那學(xué)習(xí)DSP技術(shù)就更能得心應(yīng)手。在傳統(tǒng)的DSP教學(xué)中,均是以DSP內(nèi)核結(jié)構(gòu)為主線,先講DSP芯片的硬件結(jié)構(gòu),接著介紹指令和軟件編程,然后介紹開發(fā)環(huán)境的使用,各種外圍器件的應(yīng)用和DSP系統(tǒng)的擴(kuò)展,最后再講一些系統(tǒng)應(yīng)用的實(shí)例。按照此種教學(xué)結(jié)構(gòu),高職學(xué)生普遍感到難以接受。因此,對DSP芯片的教學(xué)內(nèi)容必須進(jìn)行必要的調(diào)整與更新。鑒于學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、 單片機(jī)原理等課程,學(xué)生對微處理器結(jié)構(gòu)與芯片開發(fā)的大致過程已有所認(rèn)識,因此調(diào)整后的DSP課程內(nèi)容可采用以課題驅(qū)動的模式來進(jìn)行,而并不拘泥于DSP本科教材中所涉及的每個知識點(diǎn)的講解。學(xué)生可以通過多個不同側(cè)重點(diǎn)的課題的練習(xí)來不斷完善對DSP芯片硬件結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)的理解。

3調(diào)整教學(xué)組織方式,提倡比較式教學(xué)

由于學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過《單片機(jī)原理與應(yīng)用》,當(dāng)再次學(xué)習(xí)DSP芯片技術(shù)時,難免會將單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與DSP芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu),單片機(jī)的程序架構(gòu)與DSP芯片的軟件架構(gòu),以及各自的匯編語言相混淆起來。因此當(dāng)教師講解DSP芯片知識點(diǎn)的時候,可將單片機(jī)的相關(guān)知識點(diǎn)與其作比較,加深學(xué)生對知識點(diǎn)的理解。例如在講解DSP芯片堆棧的使用時,由于DSP 系統(tǒng)堆棧與單片機(jī)系統(tǒng)堆棧既有聯(lián)系,又有區(qū)別,如果教師在講解時能詳細(xì)分析兩者的相同點(diǎn)與不同點(diǎn),并在實(shí)驗(yàn)室演示堆棧壓棧與出棧的指針變化,這對學(xué)生理解堆棧的使用是很有幫助的。

4壓縮理論教學(xué)學(xué)時,增加實(shí)踐性教學(xué)學(xué)時

以課題驅(qū)動為導(dǎo)向?qū)W習(xí)DSP技術(shù),并不是完全放棄DSP的理論學(xué)習(xí),而是不以理論教學(xué)為綱。對學(xué)生來講,理論教學(xué)的目的是最終的實(shí)踐應(yīng)用,壓縮理論學(xué)時,增加實(shí)踐學(xué)時也順應(yīng)了高職高專教育所要求的強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐動手能力的培養(yǎng)思路。由于DSP課程所涉及的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖、電原理圖、寄存器內(nèi)部配置、程序內(nèi)容多而復(fù)雜,通過黑板繪制電路圖、板書程序的方式并不合適,既浪費(fèi)時間,也難以分析清楚。通過PPT與黑板板書相結(jié)合是比較理想的方式,這樣既(下轉(zhuǎn)第18頁)(上接第14頁)提高了講解的效率,也壓縮了理論講解的時間。對于實(shí)踐環(huán)節(jié)主要分幾個部分:學(xué)生接到課題以后,以小組的形式對課題內(nèi)容進(jìn)行分析,分析課題中所涉及的硬件原理圖的組成,例如電源電路、晶振電路、復(fù)位電路、抗干擾電路、外圍接口電路等設(shè)計方法。所涉及的各個知識點(diǎn),每組同學(xué)都可通過討論一起解決。同時要求學(xué)生用所學(xué)的Protel99se軟件繪制出電路原理圖,生成PCB板。由于課堂時間有限,可讓學(xué)生在課余時間完成原理圖和PCB板的繪制,可作為課題考核的一部分。軟件的實(shí)現(xiàn)通常先由教師提供實(shí)驗(yàn)例程的書面材料,學(xué)生在DSP芯片集成開發(fā)環(huán)境CCS軟件中完成實(shí)驗(yàn)例程的錄入與調(diào)試。課題完成的時間可限定在1至2周,在這期間教師對學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)、關(guān)鍵點(diǎn)、及學(xué)生操作過程中存在的問題進(jìn)行實(shí)時講解,特別是學(xué)生在調(diào)試過程中碰到的問題,教師必須要為其提供解決思路。通過若干個課題的實(shí)踐以后,可增加學(xué)生練習(xí)的難度,要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)任務(wù)電路和程序的基礎(chǔ)上,進(jìn)行適當(dāng)修改,培養(yǎng)其獨(dú)立進(jìn)行電路和程序的設(shè)計能力。課程中所有的課題可在實(shí)驗(yàn)室的硬件開發(fā)板上實(shí)現(xiàn)。有條件的話可買芯片焊接,并將任務(wù)程序下載到芯片中,實(shí)現(xiàn)程序功能,這一部分可作為課程的后續(xù)環(huán)節(jié),即課程設(shè)計來完成。這樣會給學(xué)生一種成就感,從而進(jìn)一步提高學(xué)生的自信心與學(xué)習(xí)興趣。

5改革考核方式,以實(shí)踐為主

工科類專業(yè)課程的考核形式通常是以理論考試為主,形式相對單一,考題側(cè)重于記憶,例如分析指令執(zhí)行的結(jié)果、回答芯片內(nèi)部某個結(jié)構(gòu)模塊的作用、編寫一段簡單的程序,有的學(xué)生考試成績比較高,但卻不會熟練調(diào)試一個程序,高分低能的現(xiàn)象由此出現(xiàn)?！禩MS320C54x DSP結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用》課程的考核主要是對課程理論知識、軟硬件分析能力、編程能力、軟硬件調(diào)試能力的考核。因此, DSP課程的考核方式的改革必然要促使教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式的改變?？己说姆绞椒椒ê涂己说膬?nèi)容將直接影響教學(xué)過程的實(shí)施,關(guān)系到教師如何教和學(xué)生如何學(xué)。比如在平時課題練習(xí)時就要加強(qiáng)對學(xué)生進(jìn)行考核, 考核時可以以小組為單位,根據(jù)小組內(nèi)成員分工的不同,對每位成員的考核的內(nèi)容有所側(cè)重,考核內(nèi)容可包括原理圖分析、原理圖繪制、CCS軟件使用、現(xiàn)場調(diào)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果等,教師根據(jù)課題完成的先后順序,學(xué)生回答的準(zhǔn)確性和操作的熟練程度給每位學(xué)生現(xiàn)場評分。通過一次次課題考核可增強(qiáng)學(xué)生被考核的意識,增加學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力,培養(yǎng)學(xué)生在壓力下學(xué)習(xí)并解決問題的能力,進(jìn)而提高自身的實(shí)踐和應(yīng)用能力。在課程考核體系中,考核可包括三個方面:理論知識的考核,考核可采取開卷的形式,占總成績的30%,理論知識的考核可采用“試題庫”的形式,由多位任課教師根據(jù)教學(xué)大綱集體編制出“DSP試題庫”,實(shí)現(xiàn)教考分離;平時課題完成情況的考核,占總成績的50%;課后作業(yè)、課題研究時表現(xiàn)積極性的考核,占總成績的20%。最終的考核成績將綜合反映出該學(xué)生掌握DSP技術(shù)的效果。

DSP技術(shù)的發(fā)展日新月異,教師教授學(xué)生的過程同樣也是自己發(fā)現(xiàn)新問題,解決新問題的過程。教學(xué)的方式方法也在教師教授的過程中得以改進(jìn),以進(jìn)一步適應(yīng)高職高專學(xué)生的學(xué)習(xí)心理,從而提高學(xué)生對DSP課程的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,最終提高教學(xué)效果。

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