课程与教学改革研究 [DSP课程案例教学改革研究]

DSP课程案例教学改革研究

关键词：地方高校；
应用型专业；
案例式教学；
DSP 一、引言 《DSP系统开发》是一门专业性很强的应用型课程，该 课程要求学生具备卷积、相关运算、频谱分析以及滤波器设 计等基础知识，同时要求学生具有一定的硬件知识和软件编 程基础。该课程目标是培养学生成为动手能力强、宽口径的 应用型人才。地方高校的课程繁多，每门课程课时有限，难 以在有效的时间内完成课程的学习和掌握必要的知识。另外， 为了能培养出适应社会的应用型人才，我们积极响应《教育 部国家发展改革委财政部关于引导部分地方普通本科高校 向应用型转变的指导意见》，积极探索地方高校应用型课程 的教学改革。本文以工科通识类课程――DSP系统开发为例， 从教学内容和教学方法上探索课程的教学改革。

二、DSP系统开发课程特点和问题分析 《DSP系统开发》是一门理论和实际紧密结合的专业应 用型课程，它涵盖的知识面非常宽，主要包括以下内容：DSP 系统的硬件结构、指令系统、开发平台；
数字信号处理的基 本理论和算法（FFT、FIR等）；
DSP汇编语言、C\C++语言和CCS开发工具。同时要求学生了解DSP器件的发展过程及其特 点，熟悉DSP器件的基本原理，总体结构、指令系统和寻址 方式，学会DSP汇编语言程序的开发，了解TMS320系列中1至 2种芯片的使用方法，掌握利用DSP实现软硬件系统的设计， 如完成FIR滤波器、FFT算法、实时小系统的设计。学生在学 习该课程时感觉硬件结构复杂，寄存器多，理论难度大。笔 者从事DSP课程的教学十余年，在该课程的教学过程中，倍 感电子技术行业的发展之快，软件不断升级，芯片不断完善， 性价比不断提升，市场不断扩大。如何加强地方高校学生学 习DSP这样一门应用型非常强的课程，已成为一个值得思考 的问题。本院光电信息科学与工程专业开设的《DSP系统开 发》课程安排在大三下学期，总学时为40学时，其中理论28 学时，实验12学时。结合地方高校学生的实际情况，本文在 分析该课程的特点基础上，提出以案例式教学为基本单元， 以实验室教学为补充的教学改革方法，以提升学生的综合实 践和应用技能。

三、DSP系统开发课程案例教学探索 案例教学法是一种创新性教学方法，它通过引导学生进 行案例的交流和研讨式分析，以达到利用案例获取相关信息 和数据来实现问题的解决，使学生掌握课程知识和基本技能。

案例教学已经引起国内外学者的高度关注，成功地应用在很 多学科领域。DSP技术的教学分为理论教学和实践教学两部 分，目的重在培养学生的实践应用技能。在地方高校应用型转型背景下，本文提出采用以下方法实现DSP系统开发课程 的案例教学探索。1.DSP系统开发课程案例教学法的组织案 例教学法的组织过程包括：案例的搜集和整理阶段，案例的 分析和讨论阶段，案例的总结归纳。其中学生主动参与课堂 是DSP课程教学改革的一个关键环节，因此教师要将一些有 趣的DSP案例引入课程教学中，使枯燥的教学过程变得知识 趣味化。针对本学院电子信息专业的学科特点和培养目标， 结合DSP课程的教学进度和教学计划，我们通过查阅大量相 关文献资料，整理了四个典型案例，制作教学课件，具体案 例包括：存储器模块（寻址方式），FIR滤波器的DSP实现， FFT算法的DSP实现，任意波形发生器设计。我们对案例教学 的整个环节进行总结，包括知识点的归纳、编程语言的使用、 芯片内部结构的学习等。2.DSP系统开发课程的案例教学实 施本节以“案例三：FIR滤波器的DSP实现”为例，进行案例 教学过程的实施，该节内容包括以下四个知识点：FIR滤波 器的基本理论；
FIR滤波器的设计方法；
FIR滤波器的MATLAB 仿真；
FIR滤波器的DSP实现。具体的实施过程包括讲解环节、 自学环节、答疑环节。（1）讲解环节教师对学生讲解准备 的典型案例，首先进行知识点的串讲（FIR滤波器的基本理 论，FIR滤波器的设计方法，FIR滤波器的MATLAB仿真、FIR 滤波器的DSP实现），然后提出需要讨论解决的问题，如 MATLAB仿真获取的滤波器系数文件如何导入DSP的汇编程序 中，最后安排本班同学进行课后学习和分组讨论。其中光电信息科学与工程专业13级共42人，分为6组进行讨论，要求 各组学生认真准备，积极讨论。（2）自学环节学生带着教 师提出的问题和疑难知识点进行资料查询、搜索、组内讨论， 整理出问题的答案和解决办法。（3）答疑环节学生自学完 成后，教师安排课堂时间进行集中讨论，由小组长汇报结果， 提出解决问题的思路和办法，其他组提出问题，教师进行现 场辅导。小组汇报结束后，教师提炼学生存在的难点问题， 整理进行讲解和补充，启发学生思考，以获得最佳的讨论效 果。3.DSP系统开发课程的案例教学效果分析通过案例式教 学后，学生在实验室进行独立考核试验――“FIR滤波器的 DSP实验”，具体实验要求：两组完成32阶高低通FIR滤波器 的DSP实验，两组32阶带通FIR滤波器的DSP实验，一组32阶 带阻FIR滤波器的DSP实验。在实验过程中，学生能够正确阅 读和修改程序，正确设置断点、探针，获得最终的实验仿真 效果。例如，高通滤波器的仿真效果如下图所示，其中图（a） 为输入信号的频谱图，（b）为输入信号经高通滤波后的输 出信号频谱图。该实验效果说明进行案例教学后学生对知识 点的掌握更加牢固，更加灵活。

四、结束语 本文针对地方高校应用转型的需要，研究应用型课程 “DSP系统开发”的案例式教学模式。在DSP系统开发课程特 点和问题分析的基础上，笔者提出该课程的案例式教学方法。

通过典型案例的活动实施，学生提高学习的主动性，提高思考问题、解决问题的能力，提升学习兴趣，更好地适应高校 应用转型需求。

参考文献：
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