基于應(yīng)用型本科院校信號處理類課程建設(shè)模式的改革與探索

邢應(yīng)壽

摘要：該文以地方本科院校為基準，對以應(yīng)用型為主的教學(xué)模式進行闡述，探討了信號處理類課程的教學(xué)研究與改革，提出了該類課程要以理論與實踐相結(jié)合，通過實驗和綜合性課程設(shè)計來加強學(xué)生對理論的理解，最終形成理論付諸實踐、實踐印證理論的新型教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：信號處理；課程教學(xué)；改革與探索

信號處理類課程是電子信息類專業(yè)中一門最大面廣的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，多年來，該課程教學(xué)一直采用黑板式或者多媒體式的教學(xué)方式，課程內(nèi)容多灌以相似的數(shù)學(xué)分析模式和抽象的概念，最終學(xué)生僅依靠做大量習(xí)題來理解和鞏固教學(xué)內(nèi)容，嚴重限制了學(xué)生創(chuàng)新和實踐能力的培養(yǎng)，無法真正理解所學(xué)結(jié)果的實際應(yīng)用。當(dāng)然，這更違背了應(yīng)用型本科院校教學(xué)目的的初衷。因此，信號處理類課程迫切需要進行教學(xué)模式和教學(xué)手段的改革。本文研究了信號處理類課程的內(nèi)涵，提出了該課程改革的一系列措施，希望能對該類課程教學(xué)模式的改革和研究起到一個拋磚引玉的作用。

1.互動的理論實踐結(jié)合的課程教學(xué)模式

信號處理類課程是電子類、測控類和機械類專業(yè)學(xué)生的重要專業(yè)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課，內(nèi)容包括模擬和數(shù)字信號的采集、信號在時域和頻域上的分析方法、數(shù)字濾波等一系列的數(shù)學(xué)分析算法等內(nèi)容。從理論層面來看，課程設(shè)計奧深的數(shù)學(xué)分析和算法理論，內(nèi)容比較抽象且難懂；從應(yīng)用層面來看，則要涉及如何把信號的處理理論與實踐應(yīng)用相結(jié)合的應(yīng)用問題。

根據(jù)課程教學(xué)中加強教與學(xué)互動和學(xué)生主動實踐的教學(xué)指導(dǎo)思想，把理論和實踐應(yīng)用的教學(xué)理論貫穿于課程教學(xué)的各個階段。提出理論教學(xué)一內(nèi)容討論一理論應(yīng)用一動手實踐的新型課程教學(xué)模式。具體內(nèi)容如下：

第一，采用啟發(fā)式的教授方式，促進學(xué)生積極思考，合理進行師生互動。同時應(yīng)用實際的信號處理案例，在理論教學(xué)中進行專題式討論教學(xué)。

第二，協(xié)作學(xué)習(xí)和自主展示，合適的協(xié)作學(xué)習(xí)模式對學(xué)生完成課程知識的理解和把握是非常必要的。課程中安排多個專題講座和實踐課題，每個課題由3--5名學(xué)生協(xié)作完成，學(xué)生會自由根據(jù)分工去查閱相關(guān)資料和信號處理技術(shù)及儀器的開發(fā)和應(yīng)用。

第三，踐行“老師式的學(xué)生”課堂教學(xué)模式，傳統(tǒng)的教學(xué)模式完全依照課本知識為基點，授課老師從經(jīng)驗出發(fā)，在這種設(shè)計理念下，課堂教學(xué)只能按照預(yù)定的模式和方法按部就班地進行，毫無生機可言，師生的創(chuàng)造力都得不到有效的挖掘。相反，讓學(xué)生代替老師進行課堂講解，老師進行評閱補充的教學(xué)模式會在很大程度上打破以往那種死舊的、墨守成規(guī)的教學(xué)方法，這樣的教學(xué)設(shè)計能發(fā)揮學(xué)生對原有知識儲備的極大調(diào)動和激發(fā)對新知識的求知欲望。

2.多種實踐方法交叉使用，合理規(guī)劃實踐項目

以“信號與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號處理”兩門課程為例，按照我校現(xiàn)行教學(xué)計劃，該兩門課程理論教學(xué)為68學(xué)時和48學(xué)時，實驗教學(xué)均為16學(xué)時?，F(xiàn)有大部分“信號與系統(tǒng)”教材中，連續(xù)信號與離散信號的時域分析、頻域分析以及各種變換均有涉及且不分繁簡。這就要求教師在教學(xué)過程中進行合理取舍，將離散信號的分析與處理壓縮到“數(shù)字信號處理”課程中進行研究，把壓縮的學(xué)時時間放到兩門課程的實驗教學(xué)環(huán)節(jié)上來，用以強化所學(xué)的理論知識。

在信號處理類一系列課程教學(xué)中，首先要利用Matlab軟件仿真時域信號及頻域信號的變換及信號分析，利用System View軟件搭建信號處理的理論框架。其次采用TMS320系列DSP實驗系統(tǒng)及1C12SOPC實驗系統(tǒng)開展軟硬件相互結(jié)合、橫跨DSP及EDA兩種實踐理論的實驗教學(xué)。實踐項目的劃分力爭由小及大、由簡入難，從而在有限的實驗實踐教學(xué)中提高學(xué)生的動手和創(chuàng)新能力。

3.設(shè)置多層次、多模塊化的課程內(nèi)容

由于信號處理課程內(nèi)容的獨特性，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不適合于信號類課程的教學(xué)。運用多層次、模塊化的課程設(shè)置方法，可以把信號類課程劃分成若干個模塊，一旦一個新的理論或新的實踐知識產(chǎn)生，就可以及時添加到相應(yīng)的動態(tài)模塊中，確保信號類課程對學(xué)生知識體系、知識機構(gòu)和技術(shù)結(jié)構(gòu)的培養(yǎng)，以適應(yīng)社會發(fā)展的需求。同時，還可以加強學(xué)生對理論知識和實踐技術(shù)的有力銜接。

4.結(jié)束語

教學(xué)工作是學(xué)校的主旋律，教學(xué)工作質(zhì)量的提高永遠是學(xué)校工作的重中之重。為了提高信號處理類課程的教學(xué)工作水平，本文提出了一系列該課程改革的措施和探究方法，該措施和研究方法寄托于該類課程的教學(xué)大綱和教學(xué)目的，可根據(jù)具體教學(xué)模塊設(shè)施各異的教學(xué)方法，改變傳統(tǒng)的過去以做大量習(xí)題來理解課程內(nèi)容的數(shù)學(xué)式教學(xué)模式，使枯燥化和抽象化的教學(xué)方案變得生動而具體；使學(xué)生對該類課程由理論想象變成具體化、生動化，并在具體實踐的基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新，達到提高教學(xué)效果的目的。