余開江

河南理工大學(xué)　河南焦作　454000

DSP實(shí)踐教學(xué)改革的研究

余開江

河南理工大學(xué)河南焦作454000

分析了目前高校DSP實(shí)踐教學(xué)中存在的問題，包括學(xué)生系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)能力不強(qiáng)，不能編寫基本功能程序，不能夠獨(dú)立解決實(shí)際問題等，探究了產(chǎn)生這些問題的原因，并提出了解決方案，包括對(duì)開發(fā)平臺(tái)、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和課程設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行改革。通過教學(xué)實(shí)踐，證明了所采取的解決方案具有良好的教學(xué)效果，能夠顯著提高學(xué)生運(yùn)用DSP開發(fā)實(shí)際系統(tǒng)的能力。

DSP；實(shí)踐能力；教學(xué)改革

DSP原理及應(yīng)用是高等學(xué)校自動(dòng)化、檢測(cè)、通信、電子信息等專業(yè)的專業(yè)必修課，其應(yīng)用范圍涉及通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)類電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。DSP已成為現(xiàn)代電子產(chǎn)品中普遍采用的智能化核心部件之一，是電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的決定因素。因此，DSP課程的教學(xué)就顯得極為重要。但由于這門課程具有內(nèi)容豐富、概念抽象、原理復(fù)雜以及實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，在實(shí)踐教學(xué)中存在著很多問題，包括學(xué)生系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)能力不強(qiáng)，不能編寫基本功能程序，不能夠獨(dú)立解決實(shí)際問題等。下面將深入剖析產(chǎn)生這些問題的原因，并針對(duì)DSP實(shí)踐教學(xué)的改革提出一些解決方案。

1　DSP教學(xué)過程中存在的問題

1.1學(xué)習(xí)興趣不足

由于理論學(xué)時(shí)只有24學(xué)時(shí)，教學(xué)時(shí)只能介紹DSP的結(jié)構(gòu)、資源及性能，DSP的硬件設(shè)計(jì)，CCS的使用，DSP的寄存器，存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)、映像及CMD文件的編寫，DSP的時(shí)鐘和系統(tǒng)控制，通用輸入/輸出多路復(fù)用器GPIO，CPU定時(shí)器，中斷系統(tǒng)。后面的有關(guān)搭建整體系統(tǒng)的資源均沒有時(shí)間介紹。由于課堂教學(xué)中僅僅講述一些概念，學(xué)生感到內(nèi)容抽象，不了解整體系統(tǒng)如何設(shè)計(jì)，很難提起學(xué)習(xí)興趣。

1.2基本功能程序不會(huì)編寫

多數(shù)學(xué)生僅僅滿足于課堂上講述的理論內(nèi)容，并沒有實(shí)際編寫基本功能程序，這樣造成學(xué)生學(xué)完DSP課程后，還不能用C語言編寫基本的功能程序。DSP芯片資源眾多，需要記憶大量的引腳信息和模塊功能。準(zhǔn)確找到適用的模塊，編寫基本的功能程序，需要學(xué)生理解DSP芯片大量的資源內(nèi)容，抽象的概念和復(fù)雜的原理。

1.3獨(dú)立解決實(shí)際問題能力不強(qiáng)

由于多數(shù)學(xué)生不能完全理解DSP芯片大量的資源內(nèi)容，抽象的概念和復(fù)雜的原理，在解決實(shí)際問題時(shí)就不知從哪下手。學(xué)生遇到實(shí)際問題時(shí)，往往從參考書、網(wǎng)絡(luò)等資源查找相應(yīng)的解決方案和現(xiàn)成的源程序，但實(shí)際問題的情況下，查到的這些解決方案和源程序不能直接用，只能實(shí)現(xiàn)一小部分功能，需要學(xué)生自己獨(dú)立思考，課下花很大工夫認(rèn)真看書，看例程，熟練之后才能獨(dú)立編寫解決實(shí)際問題的程序。大多數(shù)學(xué)生在遇到實(shí)際問題后，稍微遇到不懂的地方，就去求助于掌握較好的學(xué)生或者直接找教師，很少會(huì)自己想辦法，獨(dú)立思考解決問題，這樣學(xué)生獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力就很難得到提高。

2　產(chǎn)生問題的原因

2.1課程內(nèi)容抽象

由于理論學(xué)時(shí)只有24學(xué)時(shí)，在如此短的時(shí)間內(nèi)學(xué)生很難熟練掌握。在這么短的時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生理解DSP芯片大量的資源內(nèi)容，抽象的概念和復(fù)雜的原理也很不現(xiàn)實(shí)。學(xué)生很難聽懂課程內(nèi)容，無法理解基本原理，感覺DSP課程難學(xué)，造成了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不足。

2.2實(shí)踐教學(xué)不充分

DSP原理及應(yīng)用課程有8個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣由顚W(xué)生對(duì)理論的理解，能夠有效提高學(xué)生動(dòng)手能力。但由于DSP實(shí)驗(yàn)器材較貴，學(xué)生基本接觸不到實(shí)際的DSP開發(fā)板，老師只能給學(xué)生演示一些小實(shí)驗(yàn)，效果不是很好。課程教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)也是學(xué)生動(dòng)手能力不足的原因之一。學(xué)生普遍不能理解DSP基本原理，不能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，不能對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行深入分析和思考，以致學(xué)生連一些基本的功能程序都不會(huì)編寫。

2.3評(píng)價(jià)方法不合理

DSP原理及應(yīng)用課程采用閉卷筆試的考試方式，學(xué)生只是為了應(yīng)付考試，采用死記硬背的方式進(jìn)行考試的準(zhǔn)備，導(dǎo)致一些學(xué)生對(duì)實(shí)際問題不求甚解，不能花時(shí)間思考解決實(shí)際問題。

3　改革方案

3.1課堂教學(xué)

課堂教學(xué)需在學(xué)時(shí)有限的情況下，精心講授基本的核心內(nèi)容。DSP課程教學(xué)可以對(duì)比單片機(jī)課程，學(xué)生普遍單片機(jī)課程學(xué)得比較好，結(jié)合單片機(jī)芯片，講解DSP芯片的基本概念，基本資源，基本實(shí)例。其中重點(diǎn)改革為精選的實(shí)驗(yàn)舉例，通過手把手講授實(shí)際生活中應(yīng)用DSP開發(fā)系統(tǒng)的例子，一條語句一條語句講解程序，讓學(xué)生真正掌握DSP系統(tǒng)整體的開發(fā)思路。例如，用DSP制作的直流電機(jī)調(diào)速實(shí)例，講授每個(gè)章節(jié)需要的內(nèi)容，利用事件管理器產(chǎn)生PWM波，利用光電編碼器和事件管理器測(cè)量電機(jī)速度，利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器測(cè)量電壓和電流信號(hào)等。

3.2實(shí)踐教學(xué)

根據(jù)各專業(yè)學(xué)習(xí)內(nèi)容的不同，編制相應(yīng)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，將課堂教學(xué)中實(shí)例的內(nèi)容再次在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行介紹，實(shí)踐教學(xué)和課堂教學(xué)相結(jié)合，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，逐步熟悉DSP的理論與實(shí)踐，不斷提高動(dòng)手能力，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。要求學(xué)生自己獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)DSP應(yīng)用系統(tǒng)，利用萬用板自己設(shè)計(jì)硬件電路，制作PCB板，編制相應(yīng)軟件實(shí)現(xiàn)特定功能。為保證學(xué)生獨(dú)立完成設(shè)計(jì)，每個(gè)學(xué)生的題目不應(yīng)相同，這樣學(xué)生遇到問題，自己會(huì)想辦法解決，增強(qiáng)他們解決實(shí)際問題的能力。

在實(shí)際案例中，教師擬定了一個(gè)題目：基于DSP的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。本實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生綜合利用DSP片內(nèi)資源：模數(shù)轉(zhuǎn)換器和事件管理器進(jìn)行電機(jī)測(cè)速、PWM波占空比的調(diào)節(jié)和模數(shù)轉(zhuǎn)換等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生需要自行設(shè)計(jì)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換的信號(hào)調(diào)理電路等，完成硬件原理圖、繪制PCB板等工作。在此系統(tǒng)上，學(xué)生可以設(shè)計(jì)各種軟件，如PID控制程序、模糊控制程序以及其他控制算法。在實(shí)際的實(shí)踐教學(xué)中，學(xué)生通過設(shè)計(jì)DSP外圍硬件電路，連接到DSP的相應(yīng)引腳，大大加深了對(duì)于DSP原理的理解。通過設(shè)計(jì)各種控制算法，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)于DSP的應(yīng)用能力。通過教學(xué)實(shí)踐能夠顯著提高學(xué)生運(yùn)用DSP開發(fā)實(shí)際系統(tǒng)的能力。

3.3課程評(píng)價(jià)

改進(jìn)課程評(píng)價(jià)體系，考試采用筆試和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式。筆試主要考核學(xué)生對(duì)一些基本概念，基本原理的掌握程度。實(shí)驗(yàn)采用讓學(xué)生自己獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)DSP應(yīng)用系統(tǒng)的方式，使學(xué)生更加注重獨(dú)立解決實(shí)際問題的能力，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力。

4　結(jié)束語

本文論述了在DSP課程實(shí)踐教學(xué)中，如何提高學(xué)生的動(dòng)手能力?，F(xiàn)有的教學(xué)模式很難激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)DSP課程的興趣，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，采用以上對(duì)DSP課程實(shí)踐教學(xué)的改革實(shí)踐，可以達(dá)到提高學(xué)生動(dòng)手能力的目的。

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Research on the Reform of Practice for DSP Teaching

Yu Kaijiang
Henan Polytechnic University， Jiaozuo， 454000， China

In this paper， the problems in the practice for DSP teaching in universities are analyzed.The problems include weakness for design of a system， and programming to realize basic functions， and solving practical problems independently. The reasons of these problems are investigated. Solutions for the problems are proposed. These solutions include reform on development platforms， experiments， and course design. It is proved with teaching practices that the proposed solutions are effective and can improve the ability of students using DSP to develop practical systems.

DSP； practical ability； teaching reform

2014-11-23

余開江，博士，講師。

河南理工大學(xué)博士基金。