王奇 王明偉

[內容摘要]實踐環(huán)節(jié)是培養(yǎng)高素質電子信息專業(yè)人才的重要環(huán)節(jié)之一。本文在對DSP實踐教學現(xiàn)狀進行分析的基礎上，從DSP實踐教學內容、教學方法、教學形式等幾個方面進行了探討，并提出了相應的方法和措施。

[關鍵詞]DSP應用技術；實踐教學；教學模式

隨著電子技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的模擬信號處理技術正由全新的數(shù)字信號處理（Digital Signal Processing,DSP）技術所取代。DSP處理器作為完成實時數(shù)字信號處理任務的首選器件而日益顯示出其重要性，越來越多的高性能電子產品需要借助于DSP技術快速實時地完成數(shù)字信號處理任務。而今，社會對DSP技術軟硬件設計人才和應用開發(fā)人才的需求不斷增加，DSP人才的供需之間存在很大的缺口。目前國內高校已廣泛開展了DSP應用技術課程，如何提高教學效果，培養(yǎng)學生的綜合應用能力，一直是大家探討的課題。下面結合本人的教學實踐介紹本校在DSP應用技術人才培養(yǎng)方面所做的嘗試。

一、DSP應用技術教學的開展情況

1.課程的開設

DSP技術的應用人才需要熟練掌握兩方面的知識：一是數(shù)字信號處理的基本理論；二是DSP器件的應用知識和技能。南京郵電大學在多年的辦學過程中，在通信與信息處理領域形成了鮮明的特色。學校注重《數(shù)字信號處理》理論課的課程建設，取得了豐碩的教學成果：《數(shù)字信號處理》被評為省優(yōu)秀課程，數(shù)字信號處理類課程群被評為省優(yōu)秀課程群。在重視理論教學的基礎上，學校從社會需求出發(fā)，早在2000年就在研究生教學中開設了《DSP處理器實驗》課程。隨后，通信學院面向本科生開設了《數(shù)字信號處理器原理與應用》課程，系統(tǒng)介紹了TI公司TMS320C5000中檔系列產品的基本工作原理和應用方法。2007年學校把DSP應用技術列入本科生的實踐性教學環(huán)節(jié)，開設了《DSP課程設計》，旨在培養(yǎng)學生實際應用數(shù)字信號處理基本原理的能力。

2.教學反饋和教學效果

《數(shù)字信號處理器原理與應用》開課后的前幾個學期，學生選課不踴躍，每學期選課人數(shù)只有20人左右。另外，由于課時所限，授課內容與實際應用有脫節(jié)現(xiàn)象，尤其是實驗課的課時少，學生聽過課后很難建立起應用的概念。

《DSP課程設計》開課后，我們發(fā)現(xiàn)最大的問題是學生的基礎參差不齊，大部分學生因缺少DSP處理器原理和應用的基本知識而感到學得吃力，也有些學生雖學習過《數(shù)字信號處理》課程，但沒有學習過《數(shù)字信號處理器原理與應用》或單片機類的課程，硬件知識較為缺乏。

另外學生們選課的目的也不盡相同，有的學生對DSP應用感興趣，并有一定的基礎，希望進一步提高應用能力；有的學生硬件基礎較好，想通過課程設計掌握DSP的入門知識。

類似的情況也出現(xiàn)在研究生的DSP實驗教學中。雖然是研究生，但是由于學生的本科專業(yè)背景不盡相同，因此學習基礎和學習目的也差別很大。我們對學生的情況進行了分析，發(fā)現(xiàn)選修《數(shù)字信號處理實驗》的學生大致有三種情況：第一種情況是介入了導師的研究課題，需要使用DSP進行項目研究或開發(fā)，學生對DSP處理器比較熟悉，但他們使用的大多是高端的DSP產品，如 TI的C6000系列、ADI的BLACKFIN系列等，而實驗所用的TI C5000系列實驗平臺對于他們來說直接的幫助不大。第二種情況是研究方向不涉及DSP應用，這批學生中有一部分學生本科階段學習過DSP課程，通過實驗課的學習，對DSP系統(tǒng)的組成、開發(fā)方法、DSP片內軟硬件資源的使用等知識會有不同程度的收獲；而另一部分學生沒有學習過DSP課程，學習起來較困難，再加上認為自己讀研期間不會用到，因而缺乏興趣。第三種情況是學生對DSP很感興趣，樂于嘗試。

由以上分析可見，選修DSP課程的學生的知識結構和需求是不同的。因此，針對不同層次和需求的學生，如果采用統(tǒng)一的模式進行教學就不能滿足學生的實際需求。

二、教學實踐中暴露出的問題

⒈課程實踐教學體系缺乏完整性。在我們的培養(yǎng)方案中，沒有建立起一種以理論為指導、以課程實驗為奠基，在創(chuàng)新性活動中與產業(yè)應用相結合的實踐教學體系。

2.原有教學模式存在以下缺點和不足：一是課堂教學與實際應用沒有很好地結合，學生缺乏學習興趣；二是實驗教學模式單一，教師不能針對學生的個體差異，采用靈活的教學方法；三是實驗教學內容不夠豐富；四是在以DSP應用為內容的課外科技活動開展方面是個空白，學生缺少進一步提高的學習條件和環(huán)境。

3.實驗平臺品種單一和數(shù)量不足。實驗課使用的實驗平臺有：TI公司TMS320C5402DSK板10套，ADI公司的ADSP-2191EZ-KIT Lite評估板17套，瑞泰公司的ICETEK-VC5509-A實驗箱40套。實驗平臺的配置不夠豐富，不利于進一步開展豐富的實踐教學活動。

三、教學改革的開展情況

1.完善DSP應用技術的實踐教學體系

①改進《DSP處理器原理與應用》課程的教學方法，加強實驗環(huán)節(jié)，變教師講解原理為主為學生動手操作為主，讓學生在實踐中學習DSP的工作原理。②加強以DSP技術應用為內容的實踐性環(huán)節(jié)的課程建設。在軟件課程設計環(huán)節(jié)中增加DSP模塊，培養(yǎng)學生熟練掌握DSP開發(fā)軟件的使用、簡單的信號處理算法的程序實現(xiàn)及DSP準操作系統(tǒng)BIOS技術的應用等技能。對于軟件設計成績優(yōu)秀的學生，引導他們進入課程設計II環(huán)節(jié)繼續(xù)學習。在這一環(huán)節(jié)中，學生可系統(tǒng)地掌握DSP接口技術和基于DSP處理器的實時信號處理的基本方法，培養(yǎng)學生基本的工程素質。③開設DSP應用技術的開放性實驗。通過開放實驗提高學生DSP技術的應用能力，引導學生用DSP技術解決通信中的實際問題，如調制/解調、語音壓縮、圖象處理等。④結合畢業(yè)設計和各類設計競賽鼓勵學生把DSP技術應用在科研和技術開發(fā)中，提高學生應用專門技術解決科研中實際問題的能力。

2.豐富實驗教學內容，貫徹分層次教學理念

從以往的教學經驗來看，統(tǒng)一的教學要求不能滿足不同基礎的學生的需求，尤其是在軟件設計和課程設計這樣的實踐性環(huán)節(jié)上，學生間能力的差異就更加明顯。為了解決這個問題，我們結合學生的興趣和基礎，將教學目標劃分為不同層次，根據(jù)不同層次的培養(yǎng)目標制定相應的教學計劃。在實驗內容的設置上，充分考慮到學生的興趣和特長，從軟件、硬件設計和系統(tǒng)設計三個方面安排實驗教學內容，實驗內容的設置由淺入深、由基礎到綜合，注重對學生實踐動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

還根據(jù)教學內容的不同，采用不同的教學方法。在DSP基礎應用方面，重點引導學生掌握DSP處理器的基本原理、常用片內資源的應用方法。對于DSP算法設計，則要引導學生掌握從模擬信號的數(shù)字化，到DSP的數(shù)據(jù)采集方法，再到數(shù)字信號的處理，最后到將處理后的數(shù)字信號還原為模擬信號的完整的信號處理過程。對于DSP應用系統(tǒng)的設計，不但要引導學生掌握DSP的接口技術還要引導學生掌握DSP硬件系統(tǒng)設計的方法和技巧。

為了更好地貫徹分層次教學的理念，我們在實驗條件上加大投入，購置了ICETEK-OMAP3530-MINI 25套，ICETEK-XDS100-KIT學習板40套，使我們的實驗設備能滿足不同的教學要求。

3.改革教學方式和評價標準，鼓勵創(chuàng)新

培養(yǎng)DSP技術應用人才，除了要注重提高學生數(shù)字信號處理理論水平之外，還要注重培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、定義問題、解決問題的能力。在教學活動中，我們把基本方法的傳授作為教學重點，加強對學生的引導。在對學生的評價上更注重鼓勵學生的獨創(chuàng)行為，如果學生有自己的新點子，即使做得還不夠完美，也會得到很好的成績。

DSP應用技術涉及多個學科門類，理論性強，應用面廣。隨著技術的發(fā)展，功能更強大的DSP芯片不斷涌現(xiàn)，DSP應用技術課程的教學內容、教學方法和教學形式也應不斷改進，這樣才能培養(yǎng)出滿足社會需求的，有技術、有創(chuàng)新能力的合格的應用性人才。

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（責任編輯：趙永玲）