DSP應用技術課程的教學模式探究

翟麗杰

（渭南師范學院數(shù)理學院，陜西渭南 714099）

數(shù)字信號處理器（Digital Signal Processor,DSP）是針對數(shù)字信號處理的需要而設計的一種可編程的處理器，是現(xiàn)代電子技術、計算機技術和信號處理技術及集成芯片制造技術相結合的產(chǎn)物[1]。DSP在電子信息、通信、軟件無線電、信息家電、儀器儀表等科技領域獲得了良好的應用效果。隨著人才市場對DSP相關人才日益增長的需求，要求學生掌握DSP開發(fā)的相關技術，如何提高學生學習興趣，提高開發(fā)能力，本文從教學模式探究出發(fā)找到解決這個問題的一種方法。本文主要是對TI公司的DSP芯片及其開發(fā)環(huán)境CCS進行了教學探究與探索。

1 DSP應用技術課程簡介

DSP應用技術與信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理三者構成了信號處理課群，DSP應用技術重點在于用DSP芯片實現(xiàn)數(shù)字信號處理的方法。

DSP課程是一門理論性和實踐性較強的課程，所涉及的知識面廣，綜合性強，學生要先修數(shù)字信號處理，了解和掌握其理論知識和相關算法，而且要學習單片機原理與接口技術、數(shù)字電路和計算機原理方面的知識等，在學習中往往感覺抽象，難以理解和掌握[2]。另外課本里學習內(nèi)容只有通過實驗等實踐環(huán)節(jié)才能加深理解和掌握，最終用到DSP系統(tǒng)設計中。還有DSP技術更新快，要隨時關注新的芯片及新的技術在授課過程中及時給學生補充。

本課程是我校電子信息和電氣工程專業(yè)本科生的專業(yè)選修課，一般在大四上學期開設。要求學生了解DSP在數(shù)字信號處理系統(tǒng)中的核心作用，掌握DSP的基本工作原理和基本編程方法，了解DSP系統(tǒng)的基本開發(fā)過程及其典型應用。本課程通過授課、練習、實驗使學生掌握數(shù)字信號處理器的基本原理和應用，以美國TI公司的TM320X281X系列為例，是32位的高性能微控制器，具有強大的控制和信號處理能力，著重介紹DSP的硬件結構、基本工作原理、片內(nèi)資源應用開發(fā)及相關寄存器的配置、各個外設功能單元，最后介紹其典型應用，比如用DSP編程實現(xiàn)FIR濾波器、對模擬信號進行實時采集信號處理等[3]。

2 DSP應用技術課程教學模式探究

本校教學計劃中該課程安排了36學時理論學時和12學時的實驗學時。學時相對較少，因此教師要在教學內(nèi)容的選擇方面下功夫，優(yōu)化授課內(nèi)容，簡化基礎理論，突出重點和難點。

理論教學方面在課程理論教學中，針對教學難點和重點提出問題，進行定期和不定期的課堂討論，使學生積極參與課堂討論，通過課堂討論引導學生積極思考，培養(yǎng)探究、創(chuàng)新的意識和學習習慣，同時加深學生對所學知識的理解，做到課堂氣氛融洽。學生參與課堂教學的積極性，參與課堂教學的廣度和深度，直接影響教學質量，沒有學生的主動參與，就沒有成功的課堂教學。

主要采用的方法有比較對比法教學，把DSP與單片機、ARM等技術異同點歸納總結出來，學生自己學習理解相同點，教師重點講解不同點，這樣學生能從不同角度、不同層次更加深入的了解和掌握這些知識點。

理論教學與仿真教學有機的結合。積極地利用MATLAB、CCS等軟件對算法及開發(fā)方法進行教學演示。例如在講解IIR濾波器的設計時，首先引導學生對IIR濾波器的數(shù)學模型及信號處理電路和軟件編程等相關問題討論，并對每個環(huán)節(jié)進行仿真跟蹤，及時反饋，極大的激發(fā)學生的學習興趣，另外對DSP應用技術的相關概念的理解比較好，對開發(fā)的過程有一定的認識，可謂一箭三雕。

理論教學與實驗教學適時結合。與該課程配套的實驗教學，學校購買了相匹配的實驗平臺，該平臺采用模塊化設計，包括D/A、A/D、串口通信、電機驅動、語音、圖像處理獨立模塊，不僅可以進行驗證實驗，還可以進行豐富的設計綜合實驗。進行以學生為中心的實驗教學，與理論教學適時結合，讓學生參與設計實驗、分析實驗，其開發(fā)能力及獨立思考和創(chuàng)新能力都有顯著提高。在實驗的教學過程中除了常規(guī)的基礎實驗和拓展實驗外，積極動員學生參加校級、院級項目及校企項目，特別是參加全國及省級DSP電子競賽的活動，更好地把項目實踐教學與理論教學結合起來。

微課、MOOC、翻轉課堂現(xiàn)代化教學模式的引入。微課是按照教學實踐要求，以視頻為主要呈現(xiàn)方式，反映教師針對某個知識點或教學環(huán)節(jié)而展開教與學活動的各種教學資源的有機結合體。微課具有主題突出、類型多樣情景真實、交互性強、便攜性，重復性觀看特點，可以很好地作為翻轉課堂課前的支撐和載體。翻轉課堂中教師的講授時間減少，而學生的學習活動增加，學生成了課堂的主角，教師成為學習的促進者和指導者。這里以實驗微課教學為例。實驗教學微課資源主要由具體每個實驗微課、多媒體課件及實驗源程序等組成，可以通過網(wǎng)絡化教學平臺和學生學習微課群進行共享。

圖1 實驗微課翻轉課堂教學模型圖

以微課、MOOC支持的翻轉課堂教學開辟了一條以移動學習對接翻轉課堂的實踐之路。自主學習階段學生不限制在教室或者電腦前學習，學生完全可以自主安排學習的步調。翻轉課堂充分體現(xiàn)了“以學生為主體、教師為主導”的教學理念。

3 結語

本文通過對幾種教學模式的探究，引導學生構建“提出問題——學習研究——分析問題一解決問題”的知識學習的過程。DSP應用技術課程集專業(yè)性和應用性于一體，其課程內(nèi)容和教學方法也需要根據(jù)實際情況進行改革創(chuàng)新，這對于培養(yǎng)出與時俱進、專業(yè)理論知識與實踐水平過硬、創(chuàng)造性思維能力強的的復合型人才有很大裨益。