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[摘要]:从培养应用型人才的角度出发,舍弃传统的验证性实验的做法,选择目前主流的几个完整实用技术作为实验的题目,让学生在实验中掌握整个应用DSP的工作流程,通过对实验教学的改革提出建设开放性实验室的想法。
[关键词]:DSP 实验室 应用型人才
随着数字电子技术不断发展,人们对数字信号处理的要求也越来越高,传统意义上的微处理器已不能满足现代数字电子技术发展的要求,而数字信号处理器(DSP)在近20多年的发展与普及后,应用领域几乎涵盖了所有的行业:通信、信息处理、自动控制、雷达、航空航天、医疗、日常消费品等。从培养应用型人才的角度来看,传统DSP的实验教学已不适应这一要求,因此,改革传统DSP实验教学势在必行。
一、树立新观念,侧重应用与开发的实验教学
数字信号处理是一门应用数学工具和抽象思维相结合的课程,目前大多数学校都是理论结合实验进行教学,围绕该课程所开的实验课程皆为阶段性理论的验证实验,实验设备也仅是为验证某些算法和理论所使用,实验的项目相对来说比较单一和固定,实验设备的利用效率低下,其实验设备缺少研发和形成一个数字信号处理产品的能力,学生通常是为实验而做实验,往往是做了一大堆实验之后,对各个实验间的关系并不清楚,更谈不上理解各实验在今后工程技术中的应用了。由于我院实施全新的办学理念,以培养应用型人才为目标,所以,在DSP的实验教学上树立全新实验教学理念,打破实验课依附于分块理论验证的教学模式,希望通过DSP实验教学改革和实验室的建设思路,为我院在专业课实验教学和实验室的建设上走出一条培养应用型人才的新路。
1.打破一节课一个验证实验的教学模式
数字信号处理是一个由许多处理方法组成的整体,过去通常是沿用专业基础实验课的做法就是一节课的理论,一节课的验证实验,最后的结果往往是学生做完后面实验忘记了前面的实验,精力主要放在理论考试上,以至最后到找工作时一问三不知。针对这种情况,我们准备在同学具备一定的数字信号处理理论和基本DSP知识的基础上,选择目前主流DSP芯片的实验开发设备,以一个工程项目为实验课题,让同学从头至尾来完成该项目实验的所有实验过程,逐个分析其中用到数字信号处理的知识点,将原来的一课一个验证实验改为在一个工程项目中将所有用到实验集中起来进行学习,使同学对各个实验的理解不再是孤立的,而是在头脑中形成了一个有机整体。例如,我们可以做一个将一段模拟的录音转换为MP3格式的音频压缩文件然后再进行输出播放的实验,其整个实验过程就包括了A/D、数字滤波、数据的存储、压缩和解压缩算法以及D/A等多个实验,从而使学生不会出现“不识庐山真面目,只缘身在此山中”的情况。让学生既能达到验证书本理论的目的,同时又能具备工程实际应用的能力。
2.实验教学内容的保留与舍弃
DSP是一门当前发展最快的技术之一,所以及时更新讲课内容是非常有必要的,但这样往往会因为内容的增加造成与有限课时之间的矛盾,故必须有所选择进行教学。联合TI公司在中国的合作伙伴把DSP实验室建设成大学计划中的一员,这样不仅可以以优惠的价格买到先进的实验开发设备,而且每年还会得到TI公司和其合作伙伴免费新技术培训的机会和相应的技术支持,使我们的教师能够随着DSP技术的发展不断更新自己的知识结构和实验课的内容,过时的或目前很少使用的纯理论要全部舍弃不讲,在实验教学中的授课内容始终与实际上通用的理论和技术保持同步,让我们的学生一毕业就能适应当前电子信息工程技术方面的工作。
3.在实验课的教学中,注重实验方法和理论与实验关系的描述
DSP对信号的处理又是一个复杂的处理过程,同学对DSP的整体技术不太容易把握,尤其对我院的学生,在实验的描述方法上不能太数学化,尽量多讲解怎样应用现有的算法和工具,力争使他们对处理过程的整体有一个全面的掌握,使同学今后接触到数字信号处理器件后能很快地把握其整体性能。注意以点代面,用项目实验中的各个细节部分带动学生对相关的知识进行回顾,融会贯通,加深理解,对涉及到实验的相关部分也要作相应的阐述。这样不仅使学生掌握整个项目的工程设计和实践方法,同时也让他们把学过专业课理论、相关的实验知识和实际应用有机的结合起来。
二、学生可以灵活选择实验课题和毕业设计题目
DSP实验室的应具备针对图像和音频处理所有研发实验的功能,由于针对不同目的和要求,处理方法上也会有很大的不同,如语音的压缩和语音识别、图像的采集压缩和图象识别等都有一定的差异,学生不可能在一个学期的实验课中将所有的实验项目都做完,这就需要由我们的老师事先准备出一定数量的具有代表性和实用性强的实验题目,同学可以根据自己的兴趣和今后个人的发展规划进行选择,有目的进行实验教学和培养学生的实际应用能力。
对于那些在校做毕业设计的学生,实验室能够提供必要实验条件,实验设备应能够开发一些实用性和应用性较强的实验项目,允许学生根据自己在理论方面的所长和就业方向自拟毕业设计题目,让实验教学内容和学生毕业设计乃至就业产生联动的效应,这样既可提高学生学习专业的主观能动性,还能丰富DSP实验教学的内容。
三、把数字信号处理实验室建设成开放性的实验室
DSP实验室作为一种资源不应仅局限于信息与通信方向的学生使用,而是整个学院的教学资源,所以,实验室设备还应具备多种与其他各种电子设备进行通信的接口,以满足其他专业同学使用DSP的需要。这是因为DSP技术已渗透到人们生活的各个方面,许多其他专业方向的学生在利用信号处理器处理信息上有什么好的想法和新的创意都可以提出申请,由实验室老师审查后安排空闲时间进行上机实验,并提供必要的理论支持和实验上的帮助。真正做到实验室资源全院共享。我们联合其他实验室,为我院的学生搭建一个应用型的实验平台,在具备一定的条件和规模的情况下,DSP实验室应为其他专业方向的学生定期开展一些DSP最新技术与应用的讲座和演示,让各专业方向的同学都能明白DSP做到了什么,还能做什么,最大限度的开放和利用DSP实验室的资源。
总之,专业实验室的建设是一个系统工程,它是为专业实验课教学改革服务的,它也是落实学院培养目标的基础,是培养应用型人才的重要基地,也是提高教学水平和办学效益的重要组成部分,更是学院发展与建设水平的重要标志。
参考文献:
[1]沈小丰.积极开展“开展现代电子课程教学论”的研究[J].南京:电气电子教学研究,2002,24(5):32-33.
[2]徐盛等.DSP开放式教学的探索[J].上海:电气电子教学学报,2003,25(3):21-23.
[3]问建民等.加强实验室建设和管理,培养实用型人才[J].陕西:医学信息杂志,2005,18(11):1519-1520.
(作者单位:辽宁沈阳理工大学应用技术学院)
[关键词]:DSP 实验室 应用型人才
随着数字电子技术不断发展,人们对数字信号处理的要求也越来越高,传统意义上的微处理器已不能满足现代数字电子技术发展的要求,而数字信号处理器(DSP)在近20多年的发展与普及后,应用领域几乎涵盖了所有的行业:通信、信息处理、自动控制、雷达、航空航天、医疗、日常消费品等。从培养应用型人才的角度来看,传统DSP的实验教学已不适应这一要求,因此,改革传统DSP实验教学势在必行。
一、树立新观念,侧重应用与开发的实验教学
数字信号处理是一门应用数学工具和抽象思维相结合的课程,目前大多数学校都是理论结合实验进行教学,围绕该课程所开的实验课程皆为阶段性理论的验证实验,实验设备也仅是为验证某些算法和理论所使用,实验的项目相对来说比较单一和固定,实验设备的利用效率低下,其实验设备缺少研发和形成一个数字信号处理产品的能力,学生通常是为实验而做实验,往往是做了一大堆实验之后,对各个实验间的关系并不清楚,更谈不上理解各实验在今后工程技术中的应用了。由于我院实施全新的办学理念,以培养应用型人才为目标,所以,在DSP的实验教学上树立全新实验教学理念,打破实验课依附于分块理论验证的教学模式,希望通过DSP实验教学改革和实验室的建设思路,为我院在专业课实验教学和实验室的建设上走出一条培养应用型人才的新路。
1.打破一节课一个验证实验的教学模式
数字信号处理是一个由许多处理方法组成的整体,过去通常是沿用专业基础实验课的做法就是一节课的理论,一节课的验证实验,最后的结果往往是学生做完后面实验忘记了前面的实验,精力主要放在理论考试上,以至最后到找工作时一问三不知。针对这种情况,我们准备在同学具备一定的数字信号处理理论和基本DSP知识的基础上,选择目前主流DSP芯片的实验开发设备,以一个工程项目为实验课题,让同学从头至尾来完成该项目实验的所有实验过程,逐个分析其中用到数字信号处理的知识点,将原来的一课一个验证实验改为在一个工程项目中将所有用到实验集中起来进行学习,使同学对各个实验的理解不再是孤立的,而是在头脑中形成了一个有机整体。例如,我们可以做一个将一段模拟的录音转换为MP3格式的音频压缩文件然后再进行输出播放的实验,其整个实验过程就包括了A/D、数字滤波、数据的存储、压缩和解压缩算法以及D/A等多个实验,从而使学生不会出现“不识庐山真面目,只缘身在此山中”的情况。让学生既能达到验证书本理论的目的,同时又能具备工程实际应用的能力。
2.实验教学内容的保留与舍弃
DSP是一门当前发展最快的技术之一,所以及时更新讲课内容是非常有必要的,但这样往往会因为内容的增加造成与有限课时之间的矛盾,故必须有所选择进行教学。联合TI公司在中国的合作伙伴把DSP实验室建设成大学计划中的一员,这样不仅可以以优惠的价格买到先进的实验开发设备,而且每年还会得到TI公司和其合作伙伴免费新技术培训的机会和相应的技术支持,使我们的教师能够随着DSP技术的发展不断更新自己的知识结构和实验课的内容,过时的或目前很少使用的纯理论要全部舍弃不讲,在实验教学中的授课内容始终与实际上通用的理论和技术保持同步,让我们的学生一毕业就能适应当前电子信息工程技术方面的工作。
3.在实验课的教学中,注重实验方法和理论与实验关系的描述
DSP对信号的处理又是一个复杂的处理过程,同学对DSP的整体技术不太容易把握,尤其对我院的学生,在实验的描述方法上不能太数学化,尽量多讲解怎样应用现有的算法和工具,力争使他们对处理过程的整体有一个全面的掌握,使同学今后接触到数字信号处理器件后能很快地把握其整体性能。注意以点代面,用项目实验中的各个细节部分带动学生对相关的知识进行回顾,融会贯通,加深理解,对涉及到实验的相关部分也要作相应的阐述。这样不仅使学生掌握整个项目的工程设计和实践方法,同时也让他们把学过专业课理论、相关的实验知识和实际应用有机的结合起来。
二、学生可以灵活选择实验课题和毕业设计题目
DSP实验室的应具备针对图像和音频处理所有研发实验的功能,由于针对不同目的和要求,处理方法上也会有很大的不同,如语音的压缩和语音识别、图像的采集压缩和图象识别等都有一定的差异,学生不可能在一个学期的实验课中将所有的实验项目都做完,这就需要由我们的老师事先准备出一定数量的具有代表性和实用性强的实验题目,同学可以根据自己的兴趣和今后个人的发展规划进行选择,有目的进行实验教学和培养学生的实际应用能力。
对于那些在校做毕业设计的学生,实验室能够提供必要实验条件,实验设备应能够开发一些实用性和应用性较强的实验项目,允许学生根据自己在理论方面的所长和就业方向自拟毕业设计题目,让实验教学内容和学生毕业设计乃至就业产生联动的效应,这样既可提高学生学习专业的主观能动性,还能丰富DSP实验教学的内容。
三、把数字信号处理实验室建设成开放性的实验室
DSP实验室作为一种资源不应仅局限于信息与通信方向的学生使用,而是整个学院的教学资源,所以,实验室设备还应具备多种与其他各种电子设备进行通信的接口,以满足其他专业同学使用DSP的需要。这是因为DSP技术已渗透到人们生活的各个方面,许多其他专业方向的学生在利用信号处理器处理信息上有什么好的想法和新的创意都可以提出申请,由实验室老师审查后安排空闲时间进行上机实验,并提供必要的理论支持和实验上的帮助。真正做到实验室资源全院共享。我们联合其他实验室,为我院的学生搭建一个应用型的实验平台,在具备一定的条件和规模的情况下,DSP实验室应为其他专业方向的学生定期开展一些DSP最新技术与应用的讲座和演示,让各专业方向的同学都能明白DSP做到了什么,还能做什么,最大限度的开放和利用DSP实验室的资源。
总之,专业实验室的建设是一个系统工程,它是为专业实验课教学改革服务的,它也是落实学院培养目标的基础,是培养应用型人才的重要基地,也是提高教学水平和办学效益的重要组成部分,更是学院发展与建设水平的重要标志。
参考文献:
[1]沈小丰.积极开展“开展现代电子课程教学论”的研究[J].南京:电气电子教学研究,2002,24(5):32-33.
[2]徐盛等.DSP开放式教学的探索[J].上海:电气电子教学学报,2003,25(3):21-23.
[3]问建民等.加强实验室建设和管理,培养实用型人才[J].陕西:医学信息杂志,2005,18(11):1519-1520.
(作者单位:辽宁沈阳理工大学应用技术学院)