數字信號處理課程建設的思索與改革

王　穎　范懷玉　李亞芳

摘要 數字信號處理課程具有理論性強、比較抽象的自身特點。針對目前我們學校學生學習的現狀，作者提出了一些數字信號處理課程建設的思索和改革。即主要是結合理論課，增加實驗課。結合MATLAB 實驗，通過培養學生的動手能力，來提高學生對這種抽象性和理論性強的課程的興趣。

關鍵詞 數字信號處理；改革；Matlab

中圖分類號 G43 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2009）04-0063-02

0 引言

數字信號處理是一門理論性和抽象性都很強的學科，包含了很多抽象的概念和理論。很多的結論推導涉及大量的數學公式和運算。但是就目前我們學校學生的現狀來說，學生數學基礎相對薄弱，而且由于課程本身的特點決定了學生聽起課來比較困難。一堂課下來，理解和掌握的部分很不理想，長此以往，學生的學習興趣自然也不高。針對目前的這些問題，我們對我校的數字信號處理的課程建設進些了深入思索，希望通過一些積極的探索和改革措施，消除學生對數字信號處理這門課的畏懼心理，提高學生學習的興趣。

1 當前教學現狀的思索

目前我校的數學信號處理課程的開設還僅限于信息工程學院的計算機科學與技術專業的本科生。作為新開課一年的限選課程，在教材選擇、課程設置以及學生的思想認識上仍存在一定的問題。通過對實踐教學的分析，總結出以下幾點：

1）所用教材難度偏大，不太適合現在學生的學習現狀。我們學校采用的教材是高等教育出版社出版的《數字信號處理》（作者：陳厚金）。此書對數學功底要求比較高，而且可以作為研究生的參考資料，但是就目前我們學校的學生的情況選用此書作為教材，會增加學生學習的難度，從一開始就降低了學生學習的積極性。實際上，從接觸這門新開課程之初學生就從心理上產生了恐懼，懼怕學習這門課程，從開始就沒有信心學好它。這無形中增加了學生的學習負擔。

2）從計算機科學與技術專業的學生的思想認識上來看，學生普遍不夠重視。

作為醫學院校的本科學生，學習數字信號處理這門課是必要的、也是必需的，數字信號處理是一門融合了數學、計算機技術甚至是醫學相關的邊緣學科的課程。比如醫學信號處理等的綜合類的課程。但是通過對計算機科學與技術專業的學生的調查，很多學生都覺得他們所選擇的專業是計算機，將來不管是準備考研的，還是準備找工作的，只要學好計算機專業的相關課程就好，對于這種限選的邊緣學科的重視程度不夠，或者說根本就不重視。

3）作為新開課程，只有理論課，沒有實驗課，對于高度抽象的數字信號處理課程來說，學生接受起來非常困難，教學效果不理想。所以如果作為學生初次接觸抽象和理論性比較高的數字信號處理課來說，在傳授基本的理論知識的同時，輔助實驗課的操作練習，相信學生接受和學習這門課的效果會比單純的理論授課要好得多。

2 從教學實際出發，相應的因地制宜的改革措施

針對上面所分析的我校學生在學習數字信號處理課程時所面臨的具體情況和作為授課老師在授課時所發現的具體問題，我們提出了一些因地制宜的改革措施：

1）選擇難度適中的教材。不是說以前所用的教材不好，而是從整體的教學效果來講，難度大的教材令學生一開始就產生畏懼心理，所以我們擬換用相對編寫簡單一些的圖書作為教材。比如選用清華大學出版社出版的《數字信號處理及Matlab 實現（第二版）》，或者其他的與目前學生的水平相適應的、難度稍微小一些的數字信號處理書作為教材。

2）從思想上糾正學生的片面認識。作為授課老師，在我們講授這門課的開始，把學習這門課的意義以及數字信號處理和計算機專業的相關性和必然聯系要給學生們分析透徹、分析清楚。

第一，數字信號處理肯定是和計算機分不開的，可以說數字信號處理是在計算機產生后而隨之產生的學科。我們知道計算機只能處理數字信號，而數字信號處理就目前而言也要借助于計算機才能完成，因此數字信號處理與計算機專業應該說有千絲萬縷的聯系。

第二，數字信號處理在很多工程領域、計算機領域甚至醫學領域都有很廣泛的應用。作為打基礎的大學本科學習階段，拓展一下自己的知識面，了解和學習一下除了本專業的專業課程外的其它課程，或者學習與之相關、相交叉的邊緣學科也是十分有必要的。

3）保證理論課課時的同時，適當增加一定比例的Matlab實驗課，通過理論和實驗相結合的方法讓學生學好數字信號處理這門課程。我們要借鑒很多學校的數字信號處理精品課程開設的經驗，取長補短，結合自身學生的特點，加入一定比例的Matlab 實驗課，通過Matlab 的上機實驗，讓學生在自己用Matlab 編程和運行程序的同時，理解數字信號處理中的很多理論的內涵。比如數字信號處理中最基本和經典的理論——“傅里葉變換”，很多學生剛接觸理論的時候，聽得糊里糊涂，再加入實驗后，對學習該們課程應該會有很大的幫助。

3 結論

大學的本科階段設立數字信號處理這門課，不僅要讓學生們拓展自己的知識面，還要了解各種相關專業的知識，對于我們是一項具有很大挑戰的任務。同時如何讓學生對這么具有高度抽象性和理論性的課程產生興趣，真正達到我們在開設這門課之初所期望達到的效果，是一件需要我們一直不懈去研究和思索的問題。希望本文中提出的在教學中所發現的問題，以及相應的改革措施，可以給從事數字信號處理教學的老師們一些幫助，讓學生們不管在以后的繼續深造還是工作中，都能夠學以致用。

參考文獻

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