“數(shù)字信號(hào)處理”課程體系研究改革與實(shí)踐

徐婷 通旭明 李玲

【摘要】《數(shù)字信號(hào)處理》課程在通信工程專業(yè)課程中是一門基礎(chǔ)課，具有抽象、難理解等特點(diǎn)。針對(duì)高校學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，現(xiàn)對(duì)數(shù)字信號(hào)處理課程從教學(xué)手段和方法、實(shí)踐教學(xué)方面做出改革研究，更加注重學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和整體理論知識(shí)體系的掌握。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字信號(hào)處理 教學(xué)手段 實(shí)踐教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G642.4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）51-0060-01

《數(shù)字信號(hào)處理》這門課程是通信工程專業(yè)的一門專業(yè)必修基礎(chǔ)課，以高等數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)過程等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程為基礎(chǔ)，理論性特別強(qiáng)，知識(shí)點(diǎn)抽象不易理解，難度大，涉及的學(xué)科眾多，對(duì)學(xué)生有嚴(yán)格的扎實(shí)的基礎(chǔ)要求。在實(shí)際教學(xué)過程中，學(xué)生普遍反應(yīng)太難很難接受，對(duì)其中的理論推導(dǎo)等知識(shí)難以理解，這門課程的課堂效果較差，學(xué)生對(duì)這門課失去興趣，積極性和主動(dòng)性很難調(diào)動(dòng)，導(dǎo)致整個(gè)教學(xué)課堂的氣氛死氣沉沉，沒有達(dá)到實(shí)際的成效。

1.課程目標(biāo)

《數(shù)字信號(hào)處理》課程在高校開課的主要目的是要讓學(xué)生系統(tǒng)的理解掌握數(shù)字信號(hào)處理的基本理論內(nèi)容，基本信號(hào)處理分析方法和實(shí)現(xiàn)的手段，在理論原理的基礎(chǔ)上，建立數(shù)字信號(hào)處理的數(shù)學(xué)模型和多種算法分析，以此達(dá)到理論與動(dòng)手實(shí)踐能力相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力。

2.課程體系改革

針對(duì)以上教學(xué)過程中出現(xiàn)的種種問題，本文對(duì)《數(shù)字信號(hào)處理》課程的教學(xué)手段、實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用、課程評(píng)價(jià)體系模式等幾方面做出了系統(tǒng)改革，并在實(shí)際課堂中進(jìn)行實(shí)踐，取得了良好的效果。

2.1教學(xué)手段改革研究

目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于數(shù)字信號(hào)處理的教材大部分都是從理論著手，大篇幅的講述理論體系，內(nèi)容多難度大，導(dǎo)致學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)無法學(xué)習(xí)到精華和分析的思想，傳統(tǒng)的教學(xué)手段及方法已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前的教學(xué)形勢(shì)，現(xiàn)在的數(shù)字信號(hào)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入新的階段，在信息化高度發(fā)展的時(shí)代，數(shù)字信號(hào)處理的位置越來越重要，生活日常都離不開數(shù)字信號(hào)的處理，需要亟待改善教學(xué)手段和方法，使學(xué)生更輕松容易的學(xué)懂、學(xué)會(huì)這門課程。

（1）課程涉及到公式、定理、推導(dǎo)特別多，單純的依靠教師上課講解和推導(dǎo)不能調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，需要借助形象化的教學(xué)手段，包括多媒體教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)藍(lán)墨云班等現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)資源，也可以選擇利用falsh動(dòng)畫演示讓學(xué)生明白連續(xù)時(shí)間信號(hào)抽樣，傅立葉變化的原理和過程，將抽象的概念、定理轉(zhuǎn)化成容易理解的內(nèi)容，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣增加，動(dòng)力提升，教學(xué)效果和課堂反應(yīng)也得到較大改善。

（2）實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。組織學(xué)生主動(dòng)的參與課堂互動(dòng)，積極回應(yīng)課堂問答，熟悉教學(xué)內(nèi)容。課前讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)，作為一名教師為大家講解內(nèi)容，通過學(xué)生的講述，其他學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提出疑惑，共同完成知識(shí)點(diǎn)的理解與鞏固，這樣的學(xué)習(xí)方式更適合學(xué)生，扎實(shí)的掌握知識(shí)，學(xué)生參與的積極性很強(qiáng)烈，全員都在思考。

（3）課堂設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。數(shù)字信號(hào)處理這門課程中知識(shí)點(diǎn)多、雜，需要教師梳理知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納安排，在課程教學(xué)過程中，讓學(xué)生對(duì)歸納的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，提出改進(jìn)意見，加深印象。

2.2實(shí)踐教學(xué)改革研究

實(shí)踐教學(xué)是建立在理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)、獨(dú)自分析和解決問題的能力。在新時(shí)代的理工科教學(xué)模式下，加快推進(jìn)實(shí)踐教學(xué)多樣化，培養(yǎng)有知識(shí)、有素質(zhì)、有創(chuàng)新動(dòng)手實(shí)踐能力的學(xué)生。

實(shí)踐教學(xué)的基本教學(xué)模式是實(shí)驗(yàn)課，主要是以上機(jī)練習(xí)為主，基本實(shí)驗(yàn)課幫助學(xué)生熟悉理論基礎(chǔ)知識(shí)，進(jìn)行簡(jiǎn)單驗(yàn)證和設(shè)計(jì)。除此之外，實(shí)踐教學(xué)改革是依據(jù)MATLAB軟件仿真實(shí)驗(yàn)的。數(shù)字信號(hào)處理中關(guān)于算法的實(shí)現(xiàn)和濾波器的設(shè)計(jì)都用到了MATLAB，因此需要對(duì)軟件進(jìn)行選擇性學(xué)習(xí)，在實(shí)踐教學(xué)之前完成軟件預(yù)備工作。

數(shù)字信號(hào)處理課程的實(shí)踐教學(xué)分為三個(gè)層次的教學(xué)方案：基礎(chǔ)驗(yàn)證型、提高能力型和研究鉆研型。三層次的方案針對(duì)不同層次的學(xué)生分批完成，既可以考慮到所有學(xué)生，又可以實(shí)現(xiàn)分層教學(xué)，有針對(duì)性的提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。實(shí)踐教學(xué)后，要求學(xué)生利用課下時(shí)間，將自己收獲的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來，獨(dú)立完成撰寫報(bào)告，并在同學(xué)之間交流學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)不同層次學(xué)生之間的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)交流。

3.總結(jié)

《數(shù)字信號(hào)處理》課程在通信工程專業(yè)培養(yǎng)教學(xué)方案中起著承上啟下的作用，對(duì)課程的教學(xué)手段和方法以及實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革研究，并且在實(shí)際教學(xué)課堂中進(jìn)行改革試驗(yàn)，取得良好的效果。改革研究的目的是要提高學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，對(duì)課程產(chǎn)生濃厚的興趣，在有限的學(xué)習(xí)時(shí)間內(nèi)獲取更多有用的知識(shí)和應(yīng)用能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]余穎，肖靜.數(shù)字信號(hào)處理課程教學(xué)改革的探索和實(shí)踐[J].東華理工大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2011（30）：294-296.

[2]翟懿奎，馬慧.數(shù)字信號(hào)處理課程教學(xué)改革研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2017（1）：70-73.