在高等职业教育院校开展DSP应用技术教学的研究

2023-02-08

DSP技术是指利用通用或专用DSP处理器用于完成数字信号处理的方法与技术。DSP技术应用广泛, 只要是信息产品, 特别是“3C”领域 (通讯、计算机、消费电子产品) 都离不开数字信号处理, 离不开DSP芯片。业界对DSP技术人员的需求每年成倍增长。为了对学生进行DSP应用技能培养, 南京信息职业技术学院至2006年起开设了《DSP应用技术实训》课程, 并编写有质量的教材和实训指导书, 取得了良好效果。

1 在高职院校开展D S P应用技术教学的意义和面临的困难

根据南京信息职业技术学院“立足信息产品制造业, 加速向信息服务业和软件业发展”和“以就业为导向, 依托行业办专业, 根据岗位设课程”的办学指导思想。那么立足信息产品制造业, 从事信息产品的制造, 向信息服务业和软件业发展, 就必须将DSP应用技术教学开展好, 要将其开展好, 就必须不断根据实际情况进行相应的课程改革。因此, 开展《DSP实训》课程改革坚决的贯彻了我院的办学指导思想。

DSP技术具有很强的专业性和应用性, 是建立在其他基础课和专业课的基础上的, 与其他课程的关系紧密, 例如:高等数学、C语言、信号与线性系统、数字电路、单片机课程设计、通信技术基础、微机原理与应用等。因此, 本课程如果开设的好, 能使学生对各门课程融会贯通, 活学活用, 起到“画龙点睛”的作用。

DSP技术作为一门新技术可以提高学生的动手能力, 开拓学生的眼界, 掌握新技术, 在学习中发现问题、解决问题, 从而适应人才培养方案中提出来的提升“学生素质、能力和知识结构”的要求。同时, 将该课程的开设, 可以提高本专业毕业生的综合竞争力, 增大学生的就业机会, 提高就业档次。

但是, DSP相关课程一般都是在本科高年级或者研究生阶段开设, 在高职高专院校进行DSP技术教学还刚刚起步, 能开设DSP技术的高职高专院校寥寥无几, 针对高职高专院校DSP技术的教学研究几乎是空白。本科院校的DSP教学一般都是在学完数字信号处理理论的条件下进行的, 偏重于理论, 对实际应用并没有放在重点来考虑, 而高职院校的学生数学基础相对较差, 对相关理论部分接受有困难, 因此如何合理的安排教学内容, 是该课程能否成功的关键。

另外, 由于各个学校DSP课程由于专业不同、定位不同及选用的D S P芯片不同, 教学内容也就各不相同, 教材也多种多样, 教材的质量也参差不齐, 优秀的教材少之又少, 很难找到合适的教材。

2《DSP应用技术实训》课程的教学的改革与实践

在进行本课程的开设与改革时, 我们采用了以下的具体做法。

2.1 科学的, 周密的调研

首先, 在专业建设专家论证会上听取专家的意见。其次, 通过国内知名的DSP产品提供单位的调研, 听取他们的意见。我们走访的是TI公司在中国的第三方合作伙伴:北京合众达公司, 北京瑞泰科技公司。这两家公司在国内的DSP产品开发以及销售方面都占有很大的份额, 在业界具有很高的知名度。通过和他们的合作, 我们了解了DSP产品的发展趋势, 应用领域以及一些关键的技术问题, 为我们将这门课程开好找到了坚实的技术后盾。再次, 通过调研DSP产品的最后应用单位, 了解DSP产品在实际使用中的具体问题。我们走访了南京多家使用DSP进行产品开发的单位, 如:江苏国瑞自动化工程有限公司, 南京国电南自公司, 东南大学自动化研究所等。通过对这些单位的走访, 我们搞清了具体DSP应用厂家对DSP人才的需求, 为我们具体确定教学内容给出了指导。最后, 组织教师对调研结果进行具体的分析、讨论, 根据我校的实际情况, 确定学生在本课程中应该学会哪些技能, 掌握哪些知识。这个过程也体现了我校“根据岗位定课程”的办学思想。

2.2 有计划的进行教师培训

优秀的教师队伍是本课程改革能否成功的先决条件。因此, 在教师已经掌握DSP技术的基础上, 我们组织了有计划的教师培训工作。

我们先后组织教师参加了合众达公司每年一度在东南大学举行的DSP技术研讨会。当然, 要进行好本课程的改革不能只有一两个教师具有较高的技术水平, 我们需要的是一只优秀的教师梯队, 因此, 在条件具备后, 2006年邀请了北京瑞泰公司的首席工程师尚奎老师来我系举办了T I-DSP应用技术培训班, 共有近40位老师参加了这次培训, 培训取得了良好的效果。

2.3 合理的安排教学内容

DSP本身是一门比较难的课程, 而且学生没有数字信号理论方面的基础, 对理论知识掌握有困难, 另外受培养方案中总课时数的限制, 课时十分有限, 因此, 如果要在有限的教学时间内高质量的完成DSP课程的教学任务, 使学生掌握DSP的关键技术并具备一定的应用能力就必须根据我们学生的具体情况来选择恰当的教学内容, 制定科学、合理的教学计划。

在经过充分调研并且结合我院学生实际水平的情况下, 选择适合我院情况的教学内容, 制定了科学的、合理的教学大纲, 并在此基础上编制了授课计划。

在教学内容上选择了突出基本概念, 强化基本技能的讲授内容和实训项目, 借鉴了社会上DSP培训的内容和方式, 并对其加以整合, 划分为九个讲座, 九个实训。

在每部分时间的安排上有详有略, 例如, 在强化基本技能的基础实训上安排了8个课时, 保证学生的基本操作都能过关, 而在算法实现部分就只安排了1个课时, 因为对于我们高职院校的学生来说, 对DSP的算法只要了解就可以了。

在内容的安排上前后呼应, 环环相扣, 整个课程一气呵成, 思路清晰。我们将九个实训划分为五个部分, 即:DSP基础操作实训, 基于DSP系统的实训, 用DSP实现外部控制的实训, 利用DSP处理语音信号的实训, DSP算法的实训。每个实训都建立在前面实训的基础之上, 并在中间适时的穿插安排了九个讲座。每个实训的内部也做了周密的安排, 例如, 在实训一中, 在学生掌握了基本操作的基础上, 设置了程序编译时出现的错误, 链接时出现的错误以及运行时出现的错误, 循序渐进的使同学们学会了DSP程序调试的基本方法。

2.4 采用先进的教学手段

有了精心选择的内容, 周密的教学安排, 还需要有先进的教学手段来将其付诸实施。我们采用了以下的教学手段。

在课程的形式上, 我们参照培训班的形式采用了集中时间的实训方式, 实施一体化教学, 边讲边练, 根据出现的问题再做讲解, 起到了事半功倍的效果。

整个课程自始至终采用多媒体教学, 而且我们的多媒体教学并没有仅仅停留在PPT课件的层次上, 我们加入了多种手段, 如TI公司的宣传影片以及Flash动画, 使多媒体教学真正发挥其多媒体的优势。

采用启发式的教学方法。例如, 在实训中针对试验程序中出现A/D采样数据量过大的问题, 启发同学将不同的实训内容结合起来, 采用中断的方式来进行A/D采样。

在教学中不但注重知识的传授, 动手能力的训练, 还注重学习和研究方法的培养, 来提高学生的综合素质。例如:在定时器和A/D采样的程序以及相关寄存器的含义充分讲解的基础上, 在URAT实训中, 现将有关的技术文档交给同学们, 让他们去查找相关寄存器的设置, 理解试验程序的含义, 然后再讲解, 这种做法在学习主动的同学中取得了良好的效果。

2.5 采用先进的考核办法

考试永远只是手段, 而不是目的, 真正的目的是让同学们更好的掌握知识, 培养能力。因此, 本课程的考核方式采用最后的成绩以平时实训的成绩, 课堂笔记的记录情况, 答辩的成绩, 实训报告的成绩来综合评价。

3 结语

《DSP应用技术实训》课程在南京信息职业技术学院电子信息工程系电子信息工程技术专业03级双专科, 04级和05级开展教学, 取得了良好的效果, 得到了学生的好评, 同学们在实训报告中反映, 通过DSP实训开阔的眼界, 掌握了DSP技术的基本技能, 提高了综合素质。课程内容和教学方法也得到用人单位的认可。随着DSP技术的不断发展, 该课程的课程内容也应相应地不断调整, 教学方法也应不断改进, 这样才能培养出紧跟时代步伐的有技术、有创新能力的合格的应用性人才。

摘要：文章介绍了南京信息职业技术学院《DSP应用技术实训》课程的教学情况, 探讨了如何在高等职业教育院校开展DSP应用技术教学, 突出高职院校教学要求动手能力强, 技术实用性高的特点。并在课程设置的方法、教学内容和教学手段的选择等方面进行了深入探讨, 提出了具体的教学方案, 并在实践中加以运用, 从而完善了《DSP应用技术实训》课程的整个教学体系, 取得了较好的教学效果。

关键词：DSP技术,高职,实训