人才培養(yǎng)中“數(shù)字信號處理”教學方法的探索

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摘要：以湖北科技學院創(chuàng)辦特色試驗班為例，結(jié)合我校實際，分析“數(shù)字信號處理”課程教學方法存在的問題，提出在電子信息專業(yè)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中對“數(shù)字信號處理”課程教學方法進行研究，探索通過采用形象化的教學方法、優(yōu)化教學資源、結(jié)合科研注重電信專業(yè)學生的專業(yè)需求以及充分利用網(wǎng)絡資源等方法去提高特色試驗班的教學質(zhì)量，可為本課程的教學改革提供一定的參考．

關鍵詞：創(chuàng)新人才；數(shù)字信號處理；教學方法；探索

“數(shù)字信號處理”課程是工科信息類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，我院電子信息科學技術專業(yè)和電子信息工程專業(yè)以及特色試驗班開設了這門專業(yè)基礎課．我們選用的是丁玉美主編的《數(shù)字信號處理》教材．由于這門課程，理論內(nèi)容比較多，概念比較抽象［1，2］，因此對于學生來說理解和掌握起來比較困難，此課程是在“信號與系統(tǒng)”課程的基礎上進行的，數(shù)學概念多，如果學生在“信號與系統(tǒng)”課程中掌握和理解的知識不牢靠，對本課程的學習將會更加吃力，需要我們積極的探索更加有利于學生的科學教學方法和實踐方法．本文結(jié)合我院電子信息專業(yè)特色實驗班的“數(shù)字信號處理”課程教學和教改工作，分析了本課程存在的一些問題，探索更加有益于教學的教學方法，并通過對比采用本文的教學方法前后特色試驗班學生的成績，實踐表明采用本文提出的教學方法，可以提高特色試驗班“數(shù)字信號處理”課程的教學質(zhì)量，取得了比較好的效果，為其他專業(yè)課程的教學研究提供了有意義的研究方向．

1“數(shù)字信號處理”課程教學存在的問題

隨著信息化技術的發(fā)展，數(shù)字信號處理的發(fā)展也日新月異，理論和技術方面不斷創(chuàng)新，成為多學科相互連接的橋梁和紐帶［3－5］．要使“數(shù)字信號處理”課程的知識內(nèi)容跟上時代的發(fā)展，必須克服在當前的教學教改中存在的一些問題．根據(jù)當前教學實際，我校特色試驗班主要存在以下一些基本的問題，急需探索新方法進行解決．（1）數(shù)學知識的基礎不牢靠影響學生對本課程的學習和運用，需要學生對數(shù)學的基礎知識熟練掌握．由于本課程的許多內(nèi)容和實際的工程應用直接相關，充分運用好信號處理的知識，需要使用數(shù)學工具對實際工程中的一些采集的數(shù)據(jù)進行分析和處理．（2）特色試驗班學生許多是從其他的非電子類專業(yè)中招收的學生，甚至是招收其他學院的學生，因此特色實驗班中的學生對電子信息方面的基礎專業(yè)課程的基礎知識掌握參差不齊，比如“信號與系統(tǒng)”，這門課程是“數(shù)字信號處理”的前置課程，使“數(shù)字信號處理”課程的教學難度加大．（3）“數(shù)字信號處理”課程的部分內(nèi)容和其他課程的內(nèi)容有一定的重復，比如“信號與系統(tǒng)”課程等，存在重復浪費教學資源以及教師之間缺乏溝通等問題，需要對特色實驗班的課程進行整合優(yōu)化，提高不同專業(yè)背景的特色實驗班學生的學習效率．（4）“數(shù)字信號處理”課程的概念抽象，難于理解，需要探索比較形象化的教學方法來提高教學質(zhì)量．（5）“數(shù)字信號處理”的教學內(nèi)容比較多，但是特色實驗班安排的課時有限，需要探索合理的進行主要教學內(nèi)容的教學方法．

2“數(shù)字信號處理”課程教學方法研究

針對我校特色試驗班學生存在的一些基本問題，本文探索了一些教學方法，并在特色試驗班中進行了相關的教學，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）加強數(shù)學基礎知識的引導，采用形象化的教學方法．針對特色試驗班學生的數(shù)學基礎參差不齊的問題，我們在教學的過程中，進行相關基礎知識的引導，補充了相關的知識點，給學生提醒一些參考內(nèi)容，使這部分學生能夠課前學習相關的數(shù)學基礎，不至于使學生因本課程涉及的數(shù)學基礎知識不足而不能掌握本課程的內(nèi)容．同時，我們針對課程中的數(shù)學公式多而且概念抽象的特征，提出了采用形象化的教學方法，將復雜的數(shù)學公式形象化，將抽象的概念形象化，我們通常考慮運用波形圖或者框圖的方法來實現(xiàn)形象化．例如在涉及到數(shù)學公式：f1（t）＝a0＋∑∞n＝1（ancosw1t＋bnsinw1t）的講解過程中，就采用框圖標定其中的分量的方法來加強理解，如圖1所示．又比如我們在“數(shù)字信號處理”課程教學過程中由于FFT變換的理解比較困難，可運用相關軟件，演示將一正弦信號進行FFT變換前后的波形圖進行對比，讓學生更加清晰的理解FFT變換的內(nèi)涵和物理意義．（2）整合優(yōu)化兩課程的教學內(nèi)容，避免重復教學，優(yōu)化教學資源．對于特色實驗班學生的這兩門課程可考慮合并為一門課程，安排好教學內(nèi)容，提高教學質(zhì)量．由于兩課程之間存在一定的重復，不僅理論教學方面存在重復，而且實踐教學也存在相關問題，本文提出了優(yōu)化兩課程的整合方案，節(jié)約了大量的教學時間．優(yōu)化整合兩課程后的教學內(nèi)容如表1所示．（3）注重理論聯(lián)系實踐，結(jié)合科研，注重電信專業(yè)的專業(yè)需求．“數(shù)字信號處理”課程的內(nèi)容學習，要充分考慮特色試驗班學生專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)特點，重點講授在電子信息領域?qū)嵱眯詮姷膬?nèi)容．著重培養(yǎng)特色試驗班學生理論聯(lián)系實踐的動手能力和創(chuàng)新能力．我們在針對特色試驗班的教學過程中加入了適當?shù)膶嵺`環(huán)節(jié)，主要運用Matlab軟件以及origin軟件進行相關信號的處理與分析．比如我們在實驗環(huán)節(jié)加入了橫向項目：中石化武漢分公司水力除焦監(jiān)測系統(tǒng)研究的內(nèi)容，對采集信號進行分析處理，可以用MAT－LAB編寫相關程序進行FFT變換，提取信號的特征，分析信號的頻譜特性，如圖2所示，通過運用MATLAB得到的采集的聲信號頻譜圖．通過實際項目，讓學生深刻體會本課程的工程應用，加深對理論知識的理解，也可培養(yǎng)學生的學習熱情，從而提高教學質(zhì)量．（4）加強對“數(shù)字信號處理”課程虛擬網(wǎng)絡實驗室的建設，充分利用網(wǎng)絡資源．為提高特色試驗班學生的數(shù)字信號處理課程的教學質(zhì)量，充分利用網(wǎng)絡資源，建立了數(shù)字信號處理網(wǎng)絡虛擬實驗室．了數(shù)字信號處理課程虛擬實驗室主要由身份驗證、網(wǎng)絡課堂、網(wǎng)絡測試以及實驗方案幾個模塊構(gòu)成，提供登陸管理、作業(yè)管理、作業(yè)提交、遠程實驗、實驗范例、實驗論壇等欄目和功能，供學生網(wǎng)絡學習使用．（5）加強我校特色試驗班“數(shù)字信號處理”課程的雙語教學，提高學生綜合競爭力．

3結(jié)語

我校特色試驗班的“數(shù)字信號處理”課程雖然存在一些問題，但是運用本文探索和研究的教學方法，極大提高了學生學習的積極性和主動性，提高了學生實踐分析能力，培養(yǎng)了創(chuàng)新能力，使“數(shù)字信號處理”課程的教學質(zhì)量明顯得到提高．

作者:鐘東 陳春 單位:湖北科技學院電子與信息工程學院 湖北科技學院體育學院

參考文獻：

［1］OppenheimAV，SchaferRW，BuckJR．Discrete－TimeSignalProcessing［M］．SecondEdition．Prentice－Hall，Inc，1999．

［2］SanjitKMitra．DigitalSignalProcessing－AComputer－BasedApproach［M］．ThirdEdition．TheMcGraw－HillCompanies，Inc，2005．

［3］高軍萍，王霞，李琦，等．數(shù)字信號處理課程教學改革的探索與體會［J］．南京：電氣電子教學學報，2007，29（2）：19－21．

［4］盧鐵兵．崔翔，張衛(wèi)東，等．電氣工程及其自動化專業(yè)數(shù)字信號處理課程建設［C］．第二屆全國高校電氣工程及其自動化專業(yè)教學改革研討會論文集（下冊），2004：438－442．

［5］高靜，王鳳文，舒冬梅．《數(shù)字信號處理》課程教學實踐與探索［J］．科技創(chuàng)新導報，2011，（4）：153－154．