“DSP应用技术”教材建设改革研究(精)

1、“DSP应用技术”教材建设改革研究摘 要：“ DSP 应用技术”教材建设的重点，应从改革教学手段、教学内容和 教学方法入手，理论联系实践，培养学生的动手实践能力与创新能力。本文针 对性地做出了理论和实践教材的建设原则、思路、改革措施与方法的探索性研 究。关键词：DSP 理论与实践；教材建设；教学改革一引言DSP （Digital Signal Processor，数字信号处理器）应用技术在近十年发展异常迅速，人才市场对 DSP 技术相关人才需求的也越来越大，这促使了学生 们对该门课程越来越感兴趣，而一本好的教材是体现教学手段、教学内容和教 学方法的最佳载体，是学生与老师进行教学交流的最优平台，

2、也是全面进行素 质教育、培养高级技术应用型人才的重要保证。但如今DSP 技术的相关教材种类五花八门，质量参差不齐，相当多的书籍要么只是泛泛而谈，不深入讲解编 程编译方法，要么就是大段阐述数字信号处理的理论知识，而没有鲜活的工程 实例。为契合我们四川理工学院以工科为主的办学主旨，为了能够更好地适应 课堂教学的需求，培养出更多更优秀的掌握 DSP 技术的人才，让其成为合格的 DSP 工程师，研究和探索“ DSPM用技术”教材建设的思路、改革措施与方法， 就具有重要的现实意义。二.DSP 课程教学现状和教材的特点1、 课程教学现状。DSP 技术的相关课程的开设在众多院校都只有十年左右 的时间。开设的

3、课程通常受总课时、学分以及传统教学模式的限制，普遍存在 课时量过少、重理论、轻实践的诸多弊端。同时，由于各高校开设的专业不同，在教学大纲、教材的要求方面差别较大，这就导致教学效果的千差万别。2、 DSP 教材的特点。DSP 技术是工程性和实践性都很强的综合性课程，由 于该课程具有学时少、内容多、知识面广等特点，学生们只有通过实验、课程 设计或科研项目等实践环节才能对课本里的知识加深理解和掌握，最终将所学 知识运用到系统设计和调试中。但市面上相关的教材给人感觉都不能完全解决 以上的困扰，如同高西全之数字信号处理，谢嘉奎之电子线路这样的经典教材，在 DSP 技术的相关书籍中难以寻觅，所以教师很难找

4、到一本适合自身讲解 和专业建设的教材1。三教材建设的原则1 .可读性：教材内容的可读性是教材的最基本的要求，也是对创新型优质 教材的基本要求。可读性是指，教材内容详略得当、逻辑清晰、主次分明、循 序渐进、格式规范、语言流畅、图表自明2。同时在教材中采用大量的图表与 文字等多种表现方式相结合，可以让读者对教材内容的理解更为透彻，图表的 特点就在于它比较直观明了，且综合比照性较强，比单纯的文字更能简单、快 速、清晰地反映各个知识点之间的关系和事物的发展变化过程。例如，在滤波 器的设计章节中，为了较为灵活的展现滤波器设计的方法和思路，所有的设计 实例都在仿真软件 CCSk 进行图形仿真，在于通过一系

5、列的观察和对比仿真 图，就能把较为复杂的数字滤波器的设计变成了简单的，易于实现的问题，同 时也就增加了教材的可读性。2理论联系实践：“实践是检验真理的唯一标准”，实例和习题是理论过 渡到实际应用的桥梁。通常，理论讲述比较抽象、枯燥，而实例则能比较具体 的对理论的应用作出描述，特别是那些针对性强的实例会更加有利于读者理解 和掌握教材所阐述的基本理论，对实例，我们要求解题思路简明、深析理论、 算法正确、贴近应用、程序能顺利运行，仿真图形的形象明确，对要点和结论 均能给出一定的分析讨论2。所以我们在任务完成的过程中，要以学生为中 心，让学生带着问题学习，教师再其中只起指导的作用，在于就能有效地提高

6、学生学习的积极性和主动性，更有利于培养学生积极的学习态度， 锻炼学生思 考问题、 实际解决问题的能力。 习题要与实例相照应，要有启发性和开放性， 先易后难，灵活多样。DSP 技术课程习题的最大特点就在于它的开放性，习题 答案有着多种可能性，是需要我们查阅众多资料才能对其形成完整的认识，这 对学生自我吸纳信息能力的培养很有帮助。以下述案例的设计要求为例，使用 C54x 汇编语言设计一段程序，能够完成对数据存储空间变量的分配，对任意 4位数依次输出个位，十位，百位，千位。这个习题就只有设计的目的要求，设 计风格、思路、方案由学生自己决定。总之，实例和习题的设计，就是要有针 对性的激起学生的学习兴趣

7、，强化理论和实践之间相辅相成，彼此推动的关 系。四教材建设的思路DSP 应用技术作为一门专业课程，要求学生要有较强的动手能力，能 从实际出发解决工程问题。应用型的工科人才在毕业后主要是从事生产第一线 的实际工程类工作，因此我们在制订人才培养方案、教学计划、编写教材讲义 和实施教育教学的过程中必须坚持“学以致用”的原则 3。理论教学方面，针对不同专业，应用所编写的教学课件，将理论、芯片硬 件结构与程序控制等结合起来，加深学生的理解掌握。注重介绍与其他相关课 程的联系，突出本课程的教学地位，引入一些新的技术和新的DSP 应用实例，在适应其更新发展的同时，培养学生学习新知识，分析新方法，掌握新技术的

8、 能力，以应对当前日新月异的技术发展。实验教学方面，应用所编写的实验指导书，培养学生掌握基本的实验方法 和实验技能。这与传统验证型实验相区别的是：学生必须要按步骤，自主、独 立的完成实验的每个环节，从 DSP 仿真软件的学习入手，让学生逐渐掌握软件开 发的流程，加深对 DSP 内部硬件结构的进一步理解，并通过实验的实际参与，让学 生对如何分步骤完成 DSP 系统设计的实现以及软硬件的联合调试有较为真切地 了解,体会 DSP 芯片在实现数字信号处理运算上的优势。五教材建设的改革措施与方法1 先修知识点的复习。DSP 技术所涵盖的知识面非常宽泛，以微机原理、 数字信号处理、数字电路等课程作为前期教

9、学基础，要求学生在熟悉数字信号处 理、硬件设计的基本理论和算法的基础上,还要比较熟练的使用 C/C+语言、汇 编语言等相关的工具进行软件设计和算法的开发。所以，DSPg在修完以上基础课程后再开课，虽然间隔的时间不长，但很多学生对基础知识已经模糊，因此，在我们的教材的开始部分进行有针对性的复习，是非常有必要的。2 采用比较式的教材编写方法。考虑到单片机与 DSP 器件有很多相似的地 方，因此，在教材编写的过程中应当注意两者的联系与区别。选修过单片机课 程的学生对单片机的体系结构与软硬件设计都有一定的认识和感知，在学习DSP 寸也许会不自觉地将两者进行比较理解，能比较快速地接受和进入新课程的学习。

10、例如中断系 统，单片机和 DSP 在很多基本概念、原理和使用方法上都非常相似，又如中断 向量、中断标志、中断优先级及中断屏敝等。在单片机中断系统学习的基础 上，学生对 DSP 的中断系统的理解就更容易4。3 采用归纳式的教材编写方法。DSP 芯片种类复杂，知识点多，学生常常 感到无从下手，而规律性的知识学生掌握起来比较容易。因此，我们在教材编 写过程中，采用归纳法对课程进行编排，比如，常见的DSP 有 TI、ADMotorola、NEC 等厂商的，要归纳各的特点，即便是 TI 的芯片，也有 TMS320C2000TMS32OC3O0O S32OC5OO0 TMS320C600 等，归纳各自的优

11、势和 应用领域。这样学生在学习中，就不会感到杂乱无章，没有头绪。4在例题，习题和实验题目的设计上，采用学生分组讨论的指标型设计。 我们运用针对实例的任务驱动法教学模式5，摆脱以往以教师为中心，学生被 动接受知识的传统教学模式。例如，对于 DSP 片内外设的应用设计，把学生分 成若干小组进行讨论，出一个具体示例在实际的问题中进行教学，更能激发学 生强烈的好奇心与求知欲，能够更好的调动学生学习的主动性，同时也能够更 好的增强他们的团队合作意识。5.弱化难点，突出应用能力。汇编语言的学习是DSPS学的一个难点，它的指令系统比单片机要多得多，即使是同一家公司，不同的DSP 之间的指令也是不尽相同的，如

12、果像单片机教材那样对指令进行逐条的解释，不但会使学生 产生畏难心理，而且很难达到预期的教学目的。所以，教材在这一部分就只重 点介绍简单常用的指令，其他的指令不要求立即掌握，而是在需要的时候再去 查找指令手册。在实际过程中经过反复查找，让学生更好的掌握一些常用指 令。六. 教学手段的改革方法采用多媒体辅助教学的手段，使一些程序编写的过程更加直观形象，并与 传统的黑板板书相结合，培养学生牢固掌握基本概念、基本理论和基本技术， 培养学生自学能力。在理论课堂中，增加演示性项目。虽然DSP 有专门的实验课，但通常情况下是将实验和理论分为两个环节排课，联系不太紧密，为了更 好的增强学生对理论学习内容的印象

13、，需要设计一些具备演示性的实验在理论 课上进行展示，最好是一些 DSP 在常见电子产品中的具体实现：比如，事先准 备一个基于 DSP的电子产品，演示说明 DSP 的应用，甚至可以要求学生根据需 要来修改程序，从而加深学生的印象6。七. 结论“ DSP 应用技术”是一门工程性和实践性都很强的专业课程，传统教材普 遍存在重理论、轻实践，针对性不强等问题，为改善教学效果，激发学生学习 的热情与信心，培养有技术、有创新能力的应用型人才，本文做出了理论和实 践教材的建设原则、思路、改革措施与方法的探索性研究，并编写完成了DSP课程教学规范和实验教学大纲，形成了 DSP 多媒体教学课件和实验指导书。经过不同专业的教学实践证明，该教材建设的改革取得了很好的效果。 参考文献：1 万懿“数字信号处理器应用技术”在数学中的理论与实践J.天津市经理学院学报,2009, (1): 51- 52.2 赵鸿图.编写创新型数字信号处理教材的原则探析J.科技信息，2008, (29)：