“數(shù)字信號處理”課程體系研究改革與實踐

徐婷 通旭明 李玲

【摘要】《數(shù)字信號處理》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。針對高校學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，現(xiàn)對數(shù)字信號處理課程從教學(xué)手段和方法、實踐教學(xué)方面做出改革研究，更加注重學(xué)生的實踐動手能力和整體理論知識體系的掌握。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字信號處理 教學(xué)手段 實踐教學(xué)

【中圖分類號】G642.4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）51-0060-01

《數(shù)字信號處理》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、隨機過程等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程為基礎(chǔ)，理論性特別強，知識點抽象不易理解，難度大，涉及的學(xué)科眾多，對學(xué)生有嚴格的扎實的基礎(chǔ)要求。在實際教學(xué)過程中，學(xué)生普遍反應(yīng)太難很難接受，對其中的理論推導(dǎo)等知識難以理解，這門課程的課堂效果較差，學(xué)生對這門課失去興趣，積極性和主動性很難調(diào)動，導(dǎo)致整個教學(xué)課堂的氣氛死氣沉沉，沒有達到實際的成效。

1.課程目標

《數(shù)字信號處理》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)字信號處理的基本理論內(nèi)容，基本信號處理分析方法和實現(xiàn)的手段，在理論原理的基礎(chǔ)上，建立數(shù)字信號處理的數(shù)學(xué)模型和多種算法分析，以此達到理論與動手實踐能力相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力。

2.課程體系改革

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

2.1教學(xué)手段改革研究

目前國內(nèi)外關(guān)于數(shù)字信號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)當前的教學(xué)形勢，現(xiàn)在的數(shù)字信號發(fā)展已經(jīng)進入新的階段，在信息化高度發(fā)展的時代，數(shù)字信號處理的位置越來越重要，生活日常都離不開數(shù)字信號的處理，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)藍墨云班等現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)資源，也可以選擇利用falsh動畫演示讓學(xué)生明白連續(xù)時間信號抽樣，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，動力提升，教學(xué)效果和課堂反應(yīng)也得到較大改善。

（2）實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。組織學(xué)生主動的參與課堂互動，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，共同完成知識點的理解與鞏固，這樣的學(xué)習(xí)方式更適合學(xué)生，扎實的掌握知識，學(xué)生參與的積極性很強烈，全員都在思考。

（3）課堂設(shè)計環(huán)節(jié)。數(shù)字信號處理這門課程中知識點多、雜，需要教師梳理知識點進行歸納安排，在課程教學(xué)過程中，讓學(xué)生對歸納的知識點進行點評，提出改進意見，加深印象。

2.2實踐教學(xué)改革研究

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

實踐教學(xué)的基本教學(xué)模式是實驗課，主要是以上機練習(xí)為主，基本實驗課幫助學(xué)生熟悉理論基礎(chǔ)知識，進行簡單驗證和設(shè)計。除此之外，實踐教學(xué)改革是依據(jù)MATLAB軟件仿真實驗的。數(shù)字信號處理中關(guān)于算法的實現(xiàn)和濾波器的設(shè)計都用到了MATLAB，因此需要對軟件進行選擇性學(xué)習(xí)，在實踐教學(xué)之前完成軟件預(yù)備工作。

數(shù)字信號處理課程的實踐教學(xué)分為三個層次的教學(xué)方案：基礎(chǔ)驗證型、提高能力型和研究鉆研型。三層次的方案針對不同層次的學(xué)生分批完成，既可以考慮到所有學(xué)生，又可以實現(xiàn)分層教學(xué)，有針對性的提高學(xué)生的動手實踐能力。實踐教學(xué)后，要求學(xué)生利用課下時間，將自己收獲的知識和實驗結(jié)合起來，獨立完成撰寫報告，并在同學(xué)之間交流學(xué)習(xí)，實現(xiàn)不同層次學(xué)生之間的實驗經(jīng)驗交流。

3.總結(jié)

《數(shù)字信號處理》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，對課程的教學(xué)手段和方法以及實踐教學(xué)環(huán)節(jié)進行改革研究，并且在實際教學(xué)課堂中進行改革試驗，取得良好的效果。改革研究的目的是要提高學(xué)生的積極性和主動性，對課程產(chǎn)生濃厚的興趣，在有限的學(xué)習(xí)時間內(nèi)獲取更多有用的知識和應(yīng)用能力。

參考文獻：

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

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