梁快

摘要：“DSP原理及應用”是電子信息工程專業(yè)一門集理論性、技術性和實踐性于一體的專業(yè)課程，要求學生從實際出發(fā)解決工程問題。結合高校對工程教育目標的要求，文章首先分析了“DSP原理及應用”在電子信息工程專業(yè)課程體系中的定位及教學要求，然后從理論教學、實驗教學和設立導師制三個方面討論了“DSP原理及應用”的教學方法改革，突出了DSP理論與工程應用緊密結合的目的，并在教學效果上取得了提高素質與培養(yǎng)能力的統(tǒng)一。

關鍵詞：DSP原理及應用；工程教育；課程定位；教學改革；導師制

中圖分類號：TN911 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）07-1593-02

工程教育是以技術科學為主要學科基礎，以培養(yǎng)能將科學技術轉化為生產力的工程師為目標的專門教育[1，2]。高校作為人才培養(yǎng)的搖籃，其使命是將接受了基礎教育的大學生培養(yǎng)成符合國家發(fā)展要求、社會進步需求的人才，如何提升大學生的工程技術意識、實踐能力和就業(yè)創(chuàng)業(yè)的競爭力，已經成為高校特別是工程應用型院校學生培養(yǎng)工作及改革的重要目標。

電子信息工程專業(yè)是信息科學技術發(fā)展迅猛并極具活力的一個領域，要求本專業(yè)學生具備設計、研究、應用與開發(fā)電子設備和信息系統(tǒng)的基本工程應用能力?！癉SP原理及應用”作為一門重要的電子信息工程專業(yè)課程，要求學生能從實際出發(fā)解決工程問題，這符合當前工程教育改革的主題。因此，“DSP原理及應用”課程的理論及實驗教學改革研究，具有極為重要的現實意義。

1 課程定位與教學要求

專業(yè)是工程教育的實施主體，專業(yè)課程是工程教育的具體實施工具。從電子信息工程專業(yè)計算機類課程體系上看[3]，DSP是一款高速、可用于數字信號處理及控制的微處理器芯片。從電子信息工程信息處理類課程體系上看[4]，“DSP原理及應用”的教學定位不在于簡單地介紹一款微處理器芯片，而在于把“DSP原理及應用”作為一門將數字信號處理的基本理論和算法付諸硬件實現、工程實踐性很強的課程。電子信息工程專業(yè)的學生在掌握“DSP原理及應用”相關知識之后，可以把數字信號處理和計算機兩方面的技術結合起來解決實際應用問題。

在教學中我們應把握“DSP原理及應用”在計算機類課程體系和信息處理類課程體系的重要地位，并通過教學，要求學生理解DSP芯片的結構和原理，掌握CCS 的基本使用方法和操作過程，并利用DSP芯片解決數字信號處理實際工程問題，進一步加強學生獨立分析問題解決問題的能力及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)， 體現DSP的特點與應用。

2 基于工程教育的DSP教學方法

培養(yǎng)大學生的工程意識及能力已經成為高校學生培養(yǎng)工作的重點目標，這要求我們在“DSP原理及應用”有限的課時內，培養(yǎng)學生利用DSP芯片完成數字信號處理系統(tǒng)硬件設計和軟件編程的工程應用能力。根據我們在DSP芯片上的實際運用及開發(fā)經驗，總結出具有一定特色的理論及實驗教學方法，主要包括以下幾個方面。

2.1 突出DSP特點并實行對比教學

教學中緊緊圍繞“DSP原理及應用”在實際工程運用中針對數字信號處理這一特點，文章通過對DSP芯片的中央處理器、哈佛總線結構、存儲空間結構等硬件結構及其執(zhí)行流水線操作、并行操作等詳細說明其快速實現數字信號處理的可行性及其高速運算的能力 [5，6]。在數字信號處理中最重要的信號處理算法如離散傅里葉變換、快速傅里葉變換、數字濾波器設計等算法的核心是乘法加法運算，這與DSP芯片內中央處理器的乘法器/加法器單元可以在一個流水線狀態(tài)周期內完成一次乘法累加（MAC） 運算的功能完全一致，通過強調這一點使學生從DSP芯片結構及數字信號處理算法兩個方面來理解為什么快速傅里葉變換算法是衡量DSP芯片性能指標的一個重要方面，這使學生在學習DSP芯片硬件結構的同時，同時掌握常用數字信號處理算法的實現方法。

學習“DSP原理及應用”課程前，大多數學生學習過微型計算機原理、單片機技術、數字信號處理、C語言程序設計等課程。在“DSP原理及應用”授課過程中通過與上述課程的相關知識點進行對比教學會起到良好的教學效果。例如，在介紹DSP芯片結構之前首先分析8086微處理器的馮.諾依曼單總線結構知識點，分析其利弊，然后引入到DSP芯片的哈佛總線、多總線結構等知識點上來，說明DSP芯片與其它微處理器、單片機芯片相比在處理數字信號上的優(yōu)點。比對教學使學生比較容易理解及掌握“DSP原理及應用”的內容體系，也能充分激發(fā)學生的學習熱情。

又如，在DSP編程教學過程中，針對部分編程問題，我們通過匯編語言、C語言在DSP芯片的不同實現方法來進行對比教學，使學生了解C語言及匯編語言各自特點及其在處理數字信號處理程序的異同點，加強學生運用DSP芯片處理實際問題的能力。當然在實際教學過程中還應多種教學手段相結合，才會收到更好的教學效果。

2.2 多層次、多課程交融的DSP實驗教學體系

實際工程應用中需要DSP軟、硬件相結合，因此需要我們從系統(tǒng)角度出發(fā)來設計整個DSP的實踐環(huán)節(jié)，建立適合技能與能力培養(yǎng)的DSP基礎研究實踐平臺。

為此，我們從實踐需要把DSP具體實驗內容分為課程基本實驗環(huán)節(jié)、數字信號處理實驗專題、研究實驗和自主創(chuàng)新實驗三個層次[7]。課程基本實驗環(huán)節(jié)是DSP實踐環(huán)節(jié)的基礎、數字信號處理實驗專題是實踐環(huán)節(jié)的核心、研究實驗和自主創(chuàng)新實驗專題是基于上述實驗為基礎的重要擴展，為學生未來工程實踐打下堅實的基礎。三個層次互為補充，互相促進，缺一不可。

DSP課程的實踐教學內容改革后，應從電子信息工程專業(yè)整體角度上把握“DSP原理及應用”要領，重視學生的實踐能力。因此，DSP實驗教學必須打破以往相關課程實驗教學時單打獨斗的局面，應注重多門課程實踐教學的相互交融。例如，在系統(tǒng)級的案例分析時常常會涉及一個系統(tǒng)上出現DSP、MCU、FPGA等多種芯片，所以在DSP綜合實驗教學時可以選擇多課程實踐內容交融的實踐案例進行實踐環(huán)節(jié)的教學，培養(yǎng)學生綜合應用的工程能力。學生通過學習DSP課程實驗環(huán)節(jié)后，既從局部掌握了DSP芯片的技術要點，又從整體上建立了電子信息工程的系統(tǒng)性實踐概念。

2.3 設立導師制，多渠道培養(yǎng)學生工程應用能力

為了更好的服務學生、培養(yǎng)學生工程技術能力，促進學生全方位的發(fā)展，我校電子信息工程專業(yè)學生從大三學期開始設立導師制，學生可根據自身的實際情況，結合教師的科研情況，在教師的指導下，可自行設計具有一定拓展性的實驗項目；教師也可根據學生不同的理論與實際能力對學生分別進行培養(yǎng)，這種雙向選擇性體現了有差別的培養(yǎng)原則[8]。教師在指導學生的時候，大力支持學生根據自身興趣愛好建立不同DSP 興趣小組，鼓勵學生利用DSP、MCU、FPGA等多種硬件芯片協(xié)同開發(fā)感興趣的電子設計課題，或加入到指導老師相關課題研究項目，并指導學生參加學校組織的大學生創(chuàng)新性實驗項目并對項目的進展情況進行跟蹤，從而保證項目實施的質量。

3 結束語

近年來，我們從工程教育目標出發(fā)，不斷對我?！癉SP原理及應用”教學方法進行了改革，學生的理論素質和實際應用能力得到了較大的提高，受到了用人單位的好評。隨著DSP技術的不斷發(fā)展， “DSP原理及應用”的課程內容體系、教學實驗方法也應不斷調整及改進，這樣才能不斷培養(yǎng)出適合時代發(fā)展要求、具有扎實技術功底、具有創(chuàng)新意識能力的應用型工程技術人才。

參考文獻：

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[4] 李靜，郭汝靜，秦長海.基于研究型教學模式構建“信號信息處理”課程群教學體系[J].電腦與電信，2012（Z1）：60-62.

[5] 杜鵬. 比較教學法在“DSP原理及應用”課程中的運用[J].中國電力教育，2012（6）：75-76.

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[8] 曹陽，趙明富，黃麗雯，羅彬彬.基于應用型人才培養(yǎng)的DSP技術課程教學改革與實踐探討[J].電腦知識與技術，2011，8（4）：951-952.