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DSP课程的改革的探索性研究

发布时间:2016-11-20  点击量:

【摘要】针对应用型创新性人才的培养目标,在有限的教学时数内高质量地完成DSP课程大量内容的教学任务,使该课程与实际应用相结合,使学生掌握用理论分析处理实际信号、设计实际系统的方法,本教学改革的关键在于教学内容的重新组合、提高学生的创新能力、实验教学内容的改进和形成性考核方式的改革,强调了以学生为学习主体,提高学生的动手能力,使培养的学生更符合高素质应用型人才的要求。 
  【关键词】DSP 课程改革 创新性人才 
  【基金项目】本文章由佳木斯大学教育科学研究项目JKA2013?鄄045资助。 
  【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)08-0228-01 
  《DSP 技术及应用》是一门综合性和工程性很强的重要的专业课,涉及的知识面广,课程内容综合性强。教学内容较多,包括DSP(数字信号处理)芯片结构、DSP指令系统、DSP软件编程、软件开发环境。在本科生中开设DSP技术及应用课程, 能培养学生掌握DSP的硬件结构、各部件工作原理,掌握DSP的指令系统、程序设计,能独立设计简单的应用系统,为学生以后从事相关的工作,奠定宽阔的基础。通过本课程的学习使学生掌握数字信号处理的基本方法,学会运用DSP芯片处理数据,并掌握一定的编程能力,在实验的基础上学会运用编译软件对程序进行调试。为在今后从事数字信号处理应用与研究打下良好的基础。 
  目前主要采用传统的教学方法,以课堂讲授为主,采用“填鸭式”教学方法。尽管多媒体技术的应用对教学起到了很大的积极作用,但课件的内容还是较多文字。实验课主要结合实验箱来巩固和熟悉课堂上所学的知识点,因此,这种教学方法会带来一系列问题。 
  目前对DSP技术及应用课程的教学改革研究已经成为国内高校课程改革的热点。在教学内容的组织上,雷可君[1]提出由面向单门学科向面向多门学科转变,从 DSP 涉及的多门学科中精选教材,扩充教学内容。选择以戴明桢和周建江编著的《DSP 结构、原理及应用》为学习芯片基础知识的入门教材。然后,以FIR滤波器的 DSP 实现、噪声抵消和系统辨识的编程实例、芯片的通用外围电路、QPSK调制解调的 DSP 实现[2]等作为设计性实验的案例教学内容,启发学生开展创新性实践。窦高奇等[3]针对该课程的教学现状和课程特点,从理论教学和实验教学两个方面对该课程进行了改革,突出通信理论与实际应用的结合,达到了理论教学与实践教学紧密结合的目的。在教学效果上取得培养能力与提高素质的统一。熊承义[4]首先分析了DSP技术课程的体系结构与教学要求,然后从理论教学与实践教学两个环节,就本科DSP技术课程的教学方法进行了探索。张宇[5]针对传统的以讲授为主的教学方法和笔试的考核方法不利于学生的学习和知识的掌握,从教学内容和教学方法两方面探讨了《DSP 技术及应用》课程的教学改革模式。教学实践证明,这种教学模式有效地培养了学生工程实践能力。 
  佳木斯大学生物医学工程专业从2005年开始面向本科学生开设DSP技术及应用课程。该课程由理论和实验两部分组成,其中理论课时由原来的48学时改为36学时,实验课时由原来的20课时改为16学时。因此,面临的问题是课时少,导致教学任务重的问题。在安排教学内容时,还要教学内容的安排应能反映知识学习与能力培养的有机结合。在多年的教学过程中,摸索了如下的教学改革方法: 
  1.精炼课程内容和精心设计授课计划。 
  随着国家提倡培养大学生创新能力的培养,DSP技术及其应用课程作为生物医学工程专业的专业基础课,其内容也必须及时更新,跟踪热点研究问题,建设新的课程体系和教材体系,体现专业教育、素质教育和创新创业教育并重的培养模式。 
  2.提高学生的创新精神能力。 
  根据本科人才培养方案的要求,积极探索先进的教学方法,采用了“启发式、引导式和讨论式”等多种多样的教学方式,结合教学内容,采用不同的教学方式,开展如实验小组合作、课后资料查找等活动。这些灵活运用多种教学方法,可以有效地调动学生的能动性,促进学生积极思考,激发学生的创新精神。 
  3.实验教学内容的改进。 
  实验课上的基础实验有:常用指令实验、定时器实验、外部RAM存储实验、I/O口实验、串口与PC机通讯实验、A/D转换和D/A转换实验、快速傅立叶变换(FFT)算法实验、任意波形发生器实验等。实验是在DSP实验箱上进行的,大多是验证性实验。这样,学生的编程积极性不高。为了更好地将理论与实践相结合,进一步加强对学生动手能力、创新能力的培养,提高学生实际解决问题的能力。采用的实验教学改革是,在完成基本实验后,不断改进实验教学内容,提高综合设计性、自主创新性实验项目的比例,目前,已经初步形成“教学—创新实验”的教学新模式,使实验教学真正取得实践性的效果,为培养学生的创新精神和实践动手能力提供良好的条件和环境。 
  4.形成性考核方式的改革。 
  它是对学生学习过程的全面测评,进行课程学习成果的阶段性考核,是课程考核的重要组成部分。最后答卷是60分,阶段性考核占40分,包括上课出勤、平时作业、实验的完成情况、综合性实验设计在课程考核中的比重。任课教员在课程结束后及时作课程总结,分析得失,吸取经验,进一步改进教学。这体现了素质教育的要求和特点,在确定考核成绩时对那些创造性解答问题,分析问题,研究解决问题的学生应有一个奖励,以鼓励学生的主动性,创造性,激发学生的学习潜能,提高学习积极性。 
  针对应用型创新性人才的培养目标,在有限的教学时数内高质量地完成DSP课程大量内容的教学任务,使该课程与实际应用相结合,使学生掌握用理论分析处理实际信号、设计实际系统的方法,本教学改革的完成了在于教学内容的重新组合、提高学生的创新能力、实验教学内容的改进和形成性考核方式的改革,强调了以学生为学习主体,提高学生的动手能力,使培养的学生更符合高素质应用型人才的要求。这些改革措施在实际的教学应用中,取得了较好的教学成果。在电子设计大赛上应用 DSP 技术已成为趋势,所以还为国家级、省级电子设计大赛和“挑战杯”等赛事培养了人才。通过该课程的学习,激发相当部分学生学习 DSP 的兴趣,不仅为全国电子设计大赛做好准备,更是提高学生的创新能力,熟练应用 DSP 的能力。 
  参考文献: 
  [1]雷可君. 电子信息类应用型专业教学内容改革实践[J].高等理科教育,2012,101(1):153-155 
  [2]王金龙,沈良,任国春等.无线通信系统的 DSP 实现[M]. 北京: 人民邮电出版社,2002 
  [3]熊承义.“DSP技术”本科课程教学改革与探索[J].高等理科教育,2008,6:94-96 
  [4]窦高奇.“DSP及其在通信中的应用”课程教学方法探索[J].中国电力教育, 2012, 4: 74-75 
  [5]张宇,张雷.《DSP技术及应用》课程教学改革探索[J].南阳师范学院学报,2012,12(11):95-97


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