淺談教學(xué)手段的數字信號論文
1銜接相關(guān)課程,優(yōu)選教學(xué)內容
數字信號處理理論性強、概念抽象、公式推導多,因此學(xué)習過(guò)程就變的枯燥乏味。為了讓學(xué)生能夠在有限的學(xué)時(shí)中對數字信號處理的基本知識點(diǎn)有更好的理解和掌握,我們不只是需要對授課內容有一個(gè)更精心的選擇和安排,還需要重點(diǎn)的講授該課程中的基本概念、關(guān)鍵的結論和物理涵義,并與實(shí)際應用緊密結合,多以實(shí)例形象講解,而不是只進(jìn)行大量的公式推導。另外,還需要注意課程各知識點(diǎn)之間、課程與課程之間、各個(gè)專(zhuān)業(yè)之間所存在的交叉和滲透。如,“信號與系統”是數字信號處理的先修課程,該課程中大量存在離散信號與系統的內容。那么,在制定數字信號處理課的教學(xué)內容時(shí),即要避免與“信號與系統”課內容的大量重復,又要避免課程的不完整,那么可以壓縮與“信號與系統”相重復的內容�？梢韵群�(jiǎn)單的復習一下第一章離散信號與系統理論,然后再討論數字信號處理中存在的具體問(wèn)題。另外,為了讓學(xué)生把所學(xué)的知識更好的系統化,還需要鋪墊好后續課程[2]。例如:“帕塞瓦爾定理”與能量守恒原理相呼應,并且是現代信號處理中功率譜估計的基礎;線(xiàn)性系統中有一重要運算方式—“卷積”,而“自相關(guān)/互相關(guān)”是雷達信號處理中信號分離的基礎;“離散Fourier變換(DFT)”則是時(shí)頻信號分析或窄帶信號分析的基礎。這些內容的良好掌握可以為后續專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習及畢業(yè)設計提供堅實(shí)的基礎,還可以讓學(xué)生學(xué)會(huì )融會(huì )貫通,從而形成發(fā)散性的思維,用辯證發(fā)展的觀(guān)點(diǎn)來(lái)理解所學(xué)知識,培養學(xué)生開(kāi)發(fā)探索的能力。因此,加強數字信號處理技術(shù)的實(shí)際應用,優(yōu)選課程的相關(guān)內容,兼顧學(xué)生之前的課程學(xué)習和未來(lái)的課程安排,做好課程內容之間的銜接,提高學(xué)習的效率。
2結合實(shí)際問(wèn)題使教學(xué)手段形象化
學(xué)生對數字信號處理課中很多抽象的概念和公式不容易理解。因此,教學(xué)手段的形象化,可以使學(xué)生更感性和直觀(guān)地體會(huì )概念、公式及其原理的意義,更全面透徹地理解所學(xué)內容。教學(xué)手段的形象化主要分為下面兩個(gè)方面。第一,結合含義學(xué)習數學(xué)公式。數字信號處理課程中許多概念是用數學(xué)公式來(lái)描述的,其推導過(guò)程也比較復雜,涉及數學(xué)符號多,學(xué)生容易僅針對符號來(lái)推導符號,容易忘記數學(xué)符號和公式背后的含義[3]。從而,在教學(xué)過(guò)程中,不僅要訓練學(xué)生用口語(yǔ)表述數學(xué)公式,而且要著(zhù)重理解公式所表示的物理含義,促進(jìn)學(xué)生緊密結合實(shí)際應用開(kāi)展學(xué)習。第二,在課堂教學(xué)中,大量使用仿真軟件展示結論或結果。MATLAB是數字信號處理課程中的常用的教學(xué)仿真軟件,配有功能非常全面的ToolBox,能輕松完成數字信號的分析和復雜處理,如:可以設計濾波器并進(jìn)行統計分析、顯示DFT結果的`幅度譜、計算離散卷積等,也可以形成教學(xué)所用的多媒體素材。還可用MATLAB仿真某些抽象的公式和概念[4,5],利用圖形形象化的說(shuō)明這些定理和概念,既生動(dòng)形象,又調動(dòng)了學(xué)生的興趣。此外,讓學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習,提高其探索精神和動(dòng)手能力;結合實(shí)際應用中的問(wèn)題,設計開(kāi)放性實(shí)驗課題,使學(xué)生主動(dòng)地探索和研究,把學(xué)生按小組劃分,通過(guò)組內協(xié)作和組間競爭的方式,讓學(xué)生在團結合作中完成一個(gè)實(shí)際題目,增強學(xué)生的團隊合作精神和創(chuàng )新意識。
3培養工程思維,加強實(shí)驗教學(xué)
工科院校的學(xué)生即需要扎實(shí)的理論基礎,還需要培養解決實(shí)際問(wèn)題的能力。從而,在實(shí)驗教學(xué)環(huán)節中應不斷加強,培養學(xué)生將知識應用于工程的能力。應根據信號類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎課程和專(zhuān)業(yè)課程的相關(guān)聯(lián)性,對實(shí)驗內容進(jìn)行設計和編排,既兼顧到前課程—“信號與系統”中各實(shí)驗間的聯(lián)系,還要為后續課程—“DSP原理與應用”打下基礎,即將本科四年的課程學(xué)習看成一個(gè)系統,“數字信號處理”課程實(shí)驗作為其中承上啟下的一個(gè)必不可少的環(huán)節存在,應達到加深之前知識的理解和鋪墊后續將要學(xué)習知識的目的�；诖�,把初步了解和學(xué)習DSP的軟件環(huán)境CCS(CodeComposerStudio)加入到了“數字信號處理”的MATLAB仿真實(shí)驗中,并將實(shí)驗課程劃分成兩個(gè)層次,即基礎性實(shí)驗和進(jìn)階性實(shí)驗�；A性實(shí)驗主要包括常見(jiàn)離散型號的產(chǎn)生和實(shí)現實(shí)驗、FFT算法的應用實(shí)驗、無(wú)限脈沖響應數字濾波器的設計實(shí)驗、有限脈沖響應數字濾波器的設計實(shí)驗等,使用工具主要為Matlab編程環(huán)境,主要目的是重現課本上的概念、定理等,加深學(xué)生理解,為后續的進(jìn)階性實(shí)驗奠定基礎;進(jìn)階性實(shí)驗主要是面向工程應用和實(shí)際問(wèn)題的設計型實(shí)驗,如:CodeComposerStu-dio的入門(mén)實(shí)驗、音頻信號發(fā)生實(shí)驗、特定波形的信號產(chǎn)生實(shí)驗等,在實(shí)驗設計過(guò)程中注意結合常見(jiàn)錯誤設計相應的問(wèn)題,讓學(xué)生自主解決,老師在這一過(guò)程中僅起到指引解決問(wèn)題方向的作用,不給出具體的解決方案和步驟,培養學(xué)生的獨立解決工程問(wèn)題的能力。
4結語(yǔ)
數字信號處理課程不僅是電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)一門(mén)極為重要的專(zhuān)業(yè)基礎課,對其它電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程也起到一個(gè)連接的作用;在學(xué)習過(guò)程中,既要掌握基礎的理論,還要掌握專(zhuān)業(yè)的技術(shù)。從而,在廣泛應用數字信號處理技術(shù)的未來(lái),才具有解決實(shí)際問(wèn)題的能力。對于數字信號處理課程所具有的特點(diǎn),以應用為牽引進(jìn)行教學(xué)改革,在教學(xué)內容、教學(xué)手段和實(shí)驗上進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng )新,培養學(xué)生對數字信號處理課程的興趣,在老師的方向性指導下,提高學(xué)生自主學(xué)習和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。