余開江

河南理工大學(xué)　河南焦作　454000

DSP實踐教學(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實踐教學(xué)中存在的問題，包括學(xué)生系統(tǒng)整體設(shè)計能力不強，不能編寫基本功能程序，不能夠獨立解決實際問題等，探究了產(chǎn)生這些問題的原因，并提出了解決方案，包括對開發(fā)平臺、實驗項目和課程設(shè)計等方面進行改革。通過教學(xué)實踐，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)生運用DSP開發(fā)實際系統(tǒng)的能力。

DSP；實踐能力；教學(xué)改革

DSP原理及應(yīng)用是高等學(xué)校自動化、檢測、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、計算機、消費類電子產(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)雜以及實踐性強的特點，在實踐教學(xué)中存在著很多問題，包括學(xué)生系統(tǒng)整體設(shè)計能力不強，不能編寫基本功能程序，不能夠獨立解決實際問題等。下面將深入剖析產(chǎn)生這些問題的原因，并針對DSP實踐教學(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)時只有24學(xué)時，教學(xué)時只能介紹DSP的結(jié)構(gòu)、資源及性能，DSP的硬件設(shè)計，CCS的使用，DSP的寄存器，存儲器的結(jié)構(gòu)、映像及CMD文件的編寫，DSP的時鐘和系統(tǒng)控制，通用輸入/輸出多路復(fù)用器GPIO，CPU定時器，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，很難提起學(xué)習(xí)興趣。

1.2基本功能程序不會編寫

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獨立解決實際問題能力不強

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，在解決實際問題時就不知從哪下手。學(xué)生遇到實際問題時，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，只能實現(xiàn)一小部分功能，需要學(xué)生自己獨立思考，課下花很大工夫認真看書，看例程，熟練之后才能獨立編寫解決實際問題的程序。大多數(shù)學(xué)生在遇到實際問題后，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，很少會自己想辦法，獨立思考解決問題，這樣學(xué)生獨立解決實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)時只有24學(xué)時，在如此短的時間內(nèi)學(xué)生很難熟練掌握。在這么短的時間內(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。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實踐教學(xué)不充分

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

2.3評價方法不合理

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行考試的準備，導(dǎo)致一些學(xué)生對實際問題不求甚解，不能花時間思考解決實際問題。

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)可以對比單片機課程，學(xué)生普遍單片機課程學(xué)得比較好，結(jié)合單片機芯片，講解DSP芯片的基本概念，基本資源，基本實例。其中重點改革為精選的實驗舉例，通過手把手講授實際生活中應(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制作的直流電機調(diào)速實例，講授每個章節(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量電機速度，利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器測量電壓和電流信號等。

3.2實踐教學(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)的實驗指導(dǎo)書，將課堂教學(xué)中實例的內(nèi)容再次在實驗室進行介紹，實踐教學(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的理論與實踐，不斷提高動手能力，增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。要求學(xué)生自己獨立設(shè)計一個DSP應(yīng)用系統(tǒng)，利用萬用板自己設(shè)計硬件電路，制作PCB板，編制相應(yīng)軟件實現(xiàn)特定功能。為保證學(xué)生獨立完成設(shè)計，每個學(xué)生的題目不應(yīng)相同，這樣學(xué)生遇到問題，自己會想辦法解決，增強他們解決實際問題的能力。

在實際案例中，教師擬定了一個題目：基于DSP的直流電機調(diào)速系統(tǒng)。本實驗要求學(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行電機測速、PWM波占空比的調(diào)節(jié)和模數(shù)轉(zhuǎn)換等實驗內(nèi)容。學(xué)生需要自行設(shè)計電機的驅(qū)動電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換的信號調(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。在實際的實踐教學(xué)中，學(xué)生通過設(shè)計DSP外圍硬件電路，連接到DSP的相應(yīng)引腳，大大加深了對于DSP原理的理解。通過設(shè)計各種控制算法，增強了學(xué)生對于DSP的應(yīng)用能力。通過教學(xué)實踐能夠顯著提高學(xué)生運用DSP開發(fā)實際系統(tǒng)的能力。

3.3課程評價

改進課程評價體系，考試采用筆試和實驗相結(jié)合的方式。筆試主要考核學(xué)生對一些基本概念，基本原理的掌握程度。實驗采用讓學(xué)生自己獨立設(shè)計一個DSP應(yīng)用系統(tǒng)的方式，使學(xué)生更加注重獨立解決實際問題的能力，增強學(xué)生的動手能力。

4　結(jié)束語

本文論述了在DSP課程實踐教學(xué)中，如何提高學(xué)生的動手能力?，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)生的實踐能力，采用以上對DSP課程實踐教學(xué)的改革實踐，可以達到提高學(xué)生動手能力的目的。

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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。