1、“DSP應(yīng)用技術(shù)”教材建設(shè)改革研究摘 要：“ DSP 應(yīng)用技術(shù)”教材建設(shè)的重點(diǎn)，應(yīng)從改革教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容和 教學(xué)方法入手，理論聯(lián)系實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力。本文針 對(duì)性地做出了理論和實(shí)踐教材的建設(shè)原則、思路、改革措施與方法的探索性研 究。關(guān)鍵詞：DSP 理論與實(shí)踐；教材建設(shè)；教學(xué)改革一引言DSP （Digital Signal Processor，數(shù)字信號(hào)處理器）應(yīng)用技術(shù)在近十年發(fā)展異常迅速，人才市場(chǎng)對(duì) DSP 技術(shù)相關(guān)人才需求的也越來(lái)越大，這促使了學(xué)生 們對(duì)該門課程越來(lái)越感興趣，而一本好的教材是體現(xiàn)教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容和教 學(xué)方法的最佳載體，是學(xué)生與老師進(jìn)行教學(xué)交流的最優(yōu)平臺(tái)，

2、也是全面進(jìn)行素 質(zhì)教育、培養(yǎng)高級(jí)技術(shù)應(yīng)用型人才的重要保證。但如今DSP 技術(shù)的相關(guān)教材種類五花八門，質(zhì)量參差不齊，相當(dāng)多的書籍要么只是泛泛而談，不深入講解編 程編譯方法，要么就是大段闡述數(shù)字信號(hào)處理的理論知識(shí)，而沒(méi)有鮮活的工程 實(shí)例。為契合我們四川理工學(xué)院以工科為主的辦學(xué)主旨，為了能夠更好地適應(yīng) 課堂教學(xué)的需求，培養(yǎng)出更多更優(yōu)秀的掌握 DSP 技術(shù)的人才，讓其成為合格的 DSP 工程師，研究和探索“ DSPM用技術(shù)”教材建設(shè)的思路、改革措施與方法， 就具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。二.DSP 課程教學(xué)現(xiàn)狀和教材的特點(diǎn)1、 課程教學(xué)現(xiàn)狀。DSP 技術(shù)的相關(guān)課程的開設(shè)在眾多院校都只有十年左右 的時(shí)間。開設(shè)的

3、課程通常受總課時(shí)、學(xué)分以及傳統(tǒng)教學(xué)模式的限制，普遍存在 課時(shí)量過(guò)少、重理論、輕實(shí)踐的諸多弊端。同時(shí)，由于各高校開設(shè)的專業(yè)不同，在教學(xué)大綱、教材的要求方面差別較大，這就導(dǎo)致教學(xué)效果的千差萬(wàn)別。2、 DSP 教材的特點(diǎn)。DSP 技術(shù)是工程性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的綜合性課程，由 于該課程具有學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多、知識(shí)面廣等特點(diǎn)，學(xué)生們只有通過(guò)實(shí)驗(yàn)、課程 設(shè)計(jì)或科研項(xiàng)目等實(shí)踐環(huán)節(jié)才能對(duì)課本里的知識(shí)加深理解和掌握，最終將所學(xué) 知識(shí)運(yùn)用到系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試中。但市面上相關(guān)的教材給人感覺(jué)都不能完全解決 以上的困擾，如同高西全之?dāng)?shù)字信號(hào)處理，謝嘉奎之電子線路這樣的經(jīng)典教材，在 DSP 技術(shù)的相關(guān)書籍中難以尋覓，所以教師很難找

4、到一本適合自身講解 和專業(yè)建設(shè)的教材1。三教材建設(shè)的原則1 .可讀性：教材內(nèi)容的可讀性是教材的最基本的要求，也是對(duì)創(chuàng)新型優(yōu)質(zhì) 教材的基本要求?？勺x性是指，教材內(nèi)容詳略得當(dāng)、邏輯清晰、主次分明、循 序漸進(jìn)、格式規(guī)范、語(yǔ)言流暢、圖表自明2。同時(shí)在教材中采用大量的圖表與 文字等多種表現(xiàn)方式相結(jié)合，可以讓讀者對(duì)教材內(nèi)容的理解更為透徹，圖表的 特點(diǎn)就在于它比較直觀明了，且綜合比照性較強(qiáng)，比單純的文字更能簡(jiǎn)單、快 速、清晰地反映各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系和事物的發(fā)展變化過(guò)程。例如，在濾波 器的設(shè)計(jì)章節(jié)中，為了較為靈活的展現(xiàn)濾波器設(shè)計(jì)的方法和思路，所有的設(shè)計(jì) 實(shí)例都在仿真軟件 CCSk 進(jìn)行圖形仿真，在于通過(guò)一系

5、列的觀察和對(duì)比仿真 圖，就能把較為復(fù)雜的數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)變成了簡(jiǎn)單的，易于實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題，同 時(shí)也就增加了教材的可讀性。2理論聯(lián)系實(shí)踐：“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，實(shí)例和習(xí)題是理論過(guò) 渡到實(shí)際應(yīng)用的橋梁。通常，理論講述比較抽象、枯燥，而實(shí)例則能比較具體 的對(duì)理論的應(yīng)用作出描述，特別是那些針對(duì)性強(qiáng)的實(shí)例會(huì)更加有利于讀者理解 和掌握教材所闡述的基本理論，對(duì)實(shí)例，我們要求解題思路簡(jiǎn)明、深析理論、 算法正確、貼近應(yīng)用、程序能順利運(yùn)行，仿真圖形的形象明確，對(duì)要點(diǎn)和結(jié)論 均能給出一定的分析討論2。所以我們?cè)谌蝿?wù)完成的過(guò)程中，要以學(xué)生為中 心，讓學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)，教師再其中只起指導(dǎo)的作用，在于就能有效地提高

6、學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，更有利于培養(yǎng)學(xué)生積極的學(xué)習(xí)態(tài)度， 鍛煉學(xué)生思 考問(wèn)題、 實(shí)際解決問(wèn)題的能力。 習(xí)題要與實(shí)例相照應(yīng)，要有啟發(fā)性和開放性， 先易后難，靈活多樣。DSP 技術(shù)課程習(xí)題的最大特點(diǎn)就在于它的開放性，習(xí)題 答案有著多種可能性，是需要我們查閱眾多資料才能對(duì)其形成完整的認(rèn)識(shí)，這 對(duì)學(xué)生自我吸納信息能力的培養(yǎng)很有幫助。以下述案例的設(shè)計(jì)要求為例，使用 C54x 匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)一段程序，能夠完成對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間變量的分配，對(duì)任意 4位數(shù)依次輸出個(gè)位，十位，百位，千位。這個(gè)習(xí)題就只有設(shè)計(jì)的目的要求，設(shè) 計(jì)風(fēng)格、思路、方案由學(xué)生自己決定?？傊瑢?shí)例和習(xí)題的設(shè)計(jì)，就是要有針 對(duì)性的激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

7、，強(qiáng)化理論和實(shí)踐之間相輔相成，彼此推動(dòng)的關(guān) 系。四教材建設(shè)的思路DSP 應(yīng)用技術(shù)作為一門專業(yè)課程，要求學(xué)生要有較強(qiáng)的動(dòng)手能力，能 從實(shí)際出發(fā)解決工程問(wèn)題。應(yīng)用型的工科人才在畢業(yè)后主要是從事生產(chǎn)第一線 的實(shí)際工程類工作，因此我們?cè)谥朴喨瞬排囵B(yǎng)方案、教學(xué)計(jì)劃、編寫教材講義 和實(shí)施教育教學(xué)的過(guò)程中必須堅(jiān)持“學(xué)以致用”的原則 3。理論教學(xué)方面，針對(duì)不同專業(yè)，應(yīng)用所編寫的教學(xué)課件，將理論、芯片硬 件結(jié)構(gòu)與程序控制等結(jié)合起來(lái)，加深學(xué)生的理解掌握。注重介紹與其他相關(guān)課 程的聯(lián)系，突出本課程的教學(xué)地位，引入一些新的技術(shù)和新的DSP 應(yīng)用實(shí)例，在適應(yīng)其更新發(fā)展的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)，分析新方法，掌握新技術(shù)的

8、 能力，以應(yīng)對(duì)當(dāng)前日新月異的技術(shù)發(fā)展。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，應(yīng)用所編寫的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，培養(yǎng)學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)方法 和實(shí)驗(yàn)技能。這與傳統(tǒng)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)相區(qū)別的是：學(xué)生必須要按步驟，自主、獨(dú) 立的完成實(shí)驗(yàn)的每個(gè)環(huán)節(jié)，從 DSP 仿真軟件的學(xué)習(xí)入手，讓學(xué)生逐漸掌握軟件開 發(fā)的流程，加深對(duì) DSP 內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步理解，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際參與，讓學(xué) 生對(duì)如何分步驟完成 DSP 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)以及軟硬件的聯(lián)合調(diào)試有較為真切地 了解,體會(huì) DSP 芯片在實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理運(yùn)算上的優(yōu)勢(shì)。五教材建設(shè)的改革措施與方法1 先修知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)。DSP 技術(shù)所涵蓋的知識(shí)面非常寬泛，以微機(jī)原理、 數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字電路等課程作為前期教

9、學(xué)基礎(chǔ)，要求學(xué)生在熟悉數(shù)字信號(hào)處 理、硬件設(shè)計(jì)的基本理論和算法的基礎(chǔ)上,還要比較熟練的使用 C/C+語(yǔ)言、匯 編語(yǔ)言等相關(guān)的工具進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)和算法的開發(fā)。所以，DSPg在修完以上基礎(chǔ)課程后再開課，雖然間隔的時(shí)間不長(zhǎng)，但很多學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)已經(jīng)模糊，因此，在我們的教材的開始部分進(jìn)行有針對(duì)性的復(fù)習(xí)，是非常有必要的。2 采用比較式的教材編寫方法。考慮到單片機(jī)與 DSP 器件有很多相似的地 方，因此，在教材編寫的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意兩者的聯(lián)系與區(qū)別。選修過(guò)單片機(jī)課 程的學(xué)生對(duì)單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)與軟硬件設(shè)計(jì)都有一定的認(rèn)識(shí)和感知，在學(xué)習(xí)DSP 寸也許會(huì)不自覺(jué)地將兩者進(jìn)行比較理解，能比較快速地接受和進(jìn)入新課程的學(xué)習(xí)。

10、例如中斷系 統(tǒng)，單片機(jī)和 DSP 在很多基本概念、原理和使用方法上都非常相似，又如中斷 向量、中斷標(biāo)志、中斷優(yōu)先級(jí)及中斷屏敝等。在單片機(jī)中斷系統(tǒng)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ) 上，學(xué)生對(duì) DSP 的中斷系統(tǒng)的理解就更容易4。3 采用歸納式的教材編寫方法。DSP 芯片種類復(fù)雜，知識(shí)點(diǎn)多，學(xué)生常常 感到無(wú)從下手，而規(guī)律性的知識(shí)學(xué)生掌握起來(lái)比較容易。因此，我們?cè)诮滩木?寫過(guò)程中，采用歸納法對(duì)課程進(jìn)行編排，比如，常見的DSP 有 TI、ADMotorola、NEC 等廠商的，要?dú)w納各的特點(diǎn)，即便是 TI 的芯片，也有 TMS320C2000TMS32OC3O0O S32OC5OO0 TMS320C600 等，歸納各自的優(yōu)

11、勢(shì)和 應(yīng)用領(lǐng)域。這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)中，就不會(huì)感到雜亂無(wú)章，沒(méi)有頭緒。4在例題，習(xí)題和實(shí)驗(yàn)題目的設(shè)計(jì)上，采用學(xué)生分組討論的指標(biāo)型設(shè)計(jì)。 我們運(yùn)用針對(duì)實(shí)例的任務(wù)驅(qū)動(dòng)法教學(xué)模式5，擺脫以往以教師為中心，學(xué)生被 動(dòng)接受知識(shí)的傳統(tǒng)教學(xué)模式。例如，對(duì)于 DSP 片內(nèi)外設(shè)的應(yīng)用設(shè)計(jì)，把學(xué)生分 成若干小組進(jìn)行討論，出一個(gè)具體示例在實(shí)際的問(wèn)題中進(jìn)行教學(xué)，更能激發(fā)學(xué) 生強(qiáng)烈的好奇心與求知欲，能夠更好的調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，同時(shí)也能夠更 好的增強(qiáng)他們的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。5.弱化難點(diǎn)，突出應(yīng)用能力。匯編語(yǔ)言的學(xué)習(xí)是DSPS學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)，它的指令系統(tǒng)比單片機(jī)要多得多，即使是同一家公司，不同的DSP 之間的指令也是不盡相同的，如

12、果像單片機(jī)教材那樣對(duì)指令進(jìn)行逐條的解釋，不但會(huì)使學(xué)生 產(chǎn)生畏難心理，而且很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。所以，教材在這一部分就只重 點(diǎn)介紹簡(jiǎn)單常用的指令，其他的指令不要求立即掌握，而是在需要的時(shí)候再去 查找指令手冊(cè)。在實(shí)際過(guò)程中經(jīng)過(guò)反復(fù)查找，讓學(xué)生更好的掌握一些常用指 令。六. 教學(xué)手段的改革方法采用多媒體輔助教學(xué)的手段，使一些程序編寫的過(guò)程更加直觀形象，并與 傳統(tǒng)的黑板板書相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生牢固掌握基本概念、基本理論和基本技術(shù)， 培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力。在理論課堂中，增加演示性項(xiàng)目。雖然DSP 有專門的實(shí)驗(yàn)課，但通常情況下是將實(shí)驗(yàn)和理論分為兩個(gè)環(huán)節(jié)排課，聯(lián)系不太緊密，為了更 好的增強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論學(xué)習(xí)內(nèi)容的印象

13、，需要設(shè)計(jì)一些具備演示性的實(shí)驗(yàn)在理論 課上進(jìn)行展示，最好是一些 DSP 在常見電子產(chǎn)品中的具體實(shí)現(xiàn)：比如，事先準(zhǔn) 備一個(gè)基于 DSP的電子產(chǎn)品，演示說(shuō)明 DSP 的應(yīng)用，甚至可以要求學(xué)生根據(jù)需 要來(lái)修改程序，從而加深學(xué)生的印象6。七. 結(jié)論“ DSP 應(yīng)用技術(shù)”是一門工程性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的專業(yè)課程，傳統(tǒng)教材普 遍存在重理論、輕實(shí)踐，針對(duì)性不強(qiáng)等問(wèn)題，為改善教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí) 的熱情與信心，培養(yǎng)有技術(shù)、有創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才，本文做出了理論和實(shí) 踐教材的建設(shè)原則、思路、改革措施與方法的探索性研究，并編寫完成了DSP課程教學(xué)規(guī)范和實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱，形成了 DSP 多媒體教學(xué)課件和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。經(jīng)過(guò)不同專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐證明，該教材建設(shè)的改革取得了很好的效果。 參考文獻(xiàn)：1 萬(wàn)懿“數(shù)字信號(hào)處理器應(yīng)用技術(shù)”在數(shù)學(xué)中的理論與實(shí)踐J.天津市經(jīng)理學(xué)院學(xué)報(bào),2009, (1): 51- 52.2 趙鴻圖.編寫創(chuàng)新型數(shù)字信號(hào)處理教材的原則探析J.科技信息，2008, (29)：