高等院�！稊底中盘柼幚怼沸陆虒W(xué)方法的改革分論文
《數字信號處理》是電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎課，它是將信號以數字方式表示并處理的理論和技術(shù)。它的任務(wù)是使學(xué)生獲得數字信號處理方面的基礎理論、基本算法和DSP軟硬件開(kāi)發(fā)的基本技能，培養學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
《數字信號處理》一般是在大三的第一個(gè)學(xué)期或第二學(xué)期開(kāi)課，它的先修課程是信號與系統，學(xué)生掌握了連續信號與系統的時(shí)域、頻域及復頻域分析方法，進(jìn)一步掌握和了解數字信號與系統的分析方法，特別是數字濾波的設計以及在MATLAB中的實(shí)現。教師在教學(xué)過(guò)程中，需要把凝聚在課本上的知識、方法、技能深入淺出地傳授給學(xué)生。同時(shí)，為了提高教學(xué)效果，教師需要善于抓重點(diǎn)，知識結構層次要分明，對不同的學(xué)生，要因材施教。針對這門(mén)課程的應用性、創(chuàng )新性、實(shí)踐性等特點(diǎn)，以及數字信號處理本身的飛速發(fā)展，需要對教學(xué)大綱的內容進(jìn)行修改和完善，在不動(dòng)搖基本理論、基本概念、以及基本分析和設計方法的前提下，優(yōu)化理論知識結構，加強實(shí)驗操作技能訓練，特別是諸如數字濾波器設計等綜合能力的訓練。
另外，利用多媒體教學(xué)手段和校園網(wǎng)絡(luò )數字化平臺的建設為教學(xué)提供新的活力，從而使課堂教學(xué)內容更加豐富，增加上課信息量的傳遞。在課時(shí)不斷壓縮的情況下，提高學(xué)生的主觀(guān)積極性，從而使教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率得以提高。具體可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)。
一、多種教學(xué)手段結合使用
1.《數字信號處理》是一門(mén)實(shí)踐性和理論性都很強的專(zhuān)業(yè)課，在教學(xué)過(guò)程中，為提高學(xué)生學(xué)習的積極性，采取理論教學(xué)和實(shí)驗實(shí)訓教學(xué)相結合的教學(xué)方法，使學(xué)生真正做到學(xué)以致用。傳統的理論教學(xué)，是以灌輸式方法為主要方式進(jìn)行教學(xué)的，為了趕學(xué)習進(jìn)度，老師整堂課都是不斷地講解，這樣使學(xué)生的積極性得不到充分發(fā)揮。為充分發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性，應采用啟發(fā)式教學(xué)方式，即老師講解只占課堂時(shí)間的40%，學(xué)生和老師的互動(dòng)（如例題與習題的解答）占30%，課堂上現場(chǎng)實(shí)驗操作與仿真占30%。通過(guò)對基本原理知識的講解、習題的解答、以及實(shí)物仿真操作訓練，使學(xué)生在掌握基本理論知識的基礎上，學(xué)會(huì )分析和解決問(wèn)題的方法、能力，同時(shí)也調動(dòng)同學(xué)的主動(dòng)參與意識，讓學(xué)生親自享受到自己的學(xué)習成果，真正發(fā)揮教學(xué)相長(cháng)優(yōu)勢。
2.開(kāi)展黑板板書(shū)、網(wǎng)絡(luò )資源共享和多媒體課件教學(xué)相結合的多形式授課方式。對《數字信號處理》中一些基本定理和基本結論，如DFT的性質(zhì)，FFT算法原理等，需要利用黑板板書(shū)進(jìn)行推導和證明，讓學(xué)生一步步沿著(zhù)老師的思路得以理解和說(shuō)明；而對于一些需要圖示舉例、演示、以及形象理解的知識點(diǎn)，如循環(huán)移位、循環(huán)卷積等，可通過(guò)多媒體（聲音、圖像、視頻、動(dòng)畫(huà)等多種形式）形象生動(dòng)的教學(xué)方式進(jìn)行互動(dòng)教學(xué)；而對于課后的習題、相關(guān)背景知識的介紹以及課堂內容的擴展部分，則充分利用校園網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺，建立《數字信號處理》課程的主頁(yè)，上傳相關(guān)課程資源，建立答疑和討論空間。
3.將數字信號處理、Matlab語(yǔ)言以及DSP技術(shù)有機地結合起來(lái)，使同學(xué)們在學(xué)習了有關(guān)信號處理的理論知識后，通過(guò)算法語(yǔ)言進(jìn)行軟件仿真，并在DSP硬件平臺上得以實(shí)現。這樣，學(xué)生在學(xué)習過(guò)程中能將所學(xué)的知識融會(huì )貫通，并將基礎課、專(zhuān)業(yè)基礎課和專(zhuān)業(yè)課有機地關(guān)聯(lián)起來(lái)，使學(xué)生擺脫大學(xué)各課程獨立性的錯誤觀(guān)念，從而提高教學(xué)質(zhì)量。
二、理論算法與工程實(shí)踐緊密結合
1.實(shí)驗教學(xué)是培養學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，提高自身基本操作技能的重要手段，是培養與就業(yè)結合的適用型人才不可缺少的重要部分。在完成了課堂的理論教學(xué)內容的學(xué)習后，要想真正做到學(xué)以致用，學(xué)生就必須進(jìn)行實(shí)驗學(xué)習和訓練，把課本中學(xué)到的知識用到實(shí)際的設計和工程中。實(shí)驗項目是以工程案例為背景，如：用FFT對信號作頻譜分析、人體心電圖信號的噪聲處理、數字信號處理在雙音多頻撥號系統中的應用等，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性。實(shí)驗訓練可加深學(xué)生對所學(xué)課本知識及原理的理解，同時(shí)也培養了學(xué)生獨立分析問(wèn)題能力，提高編程設計和調試的基本技能，增強學(xué)生的動(dòng)手能力。
2.加強課程設計中數字信號處理與DSP技術(shù)的緊密結合。學(xué)生靈活運用所學(xué)的數字信號課程知識，通過(guò)對一個(gè)較小的數字信號處理去應用系統的設計與開(kāi)發(fā)，如語(yǔ)音信號的濾波、語(yǔ)音信號頻譜分析、電力系統的諧波分析等。在課程設計尾聲階段，教師現場(chǎng)檢查學(xué)生設計的硬件和軟件調試結果，根據學(xué)生完成課程設計任務(wù)的情況，以評分細則依據公平、客觀(guān)地評價(jià)學(xué)生成績(jì)。學(xué)生通過(guò)某個(gè)工程案例的設計、調試和撰寫(xiě)設計報告，掌握信號處理算法設計和DSP軟硬件設計的完整過(guò)程，學(xué)會(huì )Matlab和DSP開(kāi)發(fā)壞境的操作、程序編寫(xiě)與調試。對學(xué)生進(jìn)行信號處理方面的工程綜合訓練，訓練學(xué)生的綜合設計能力、程序設計及調試能力和產(chǎn)品設計的創(chuàng )新能力，培養學(xué)生運用所學(xué)的理論知識獨立地解決實(shí)際問(wèn)題的能力。為學(xué)生發(fā)揮創(chuàng )造思維能力、解決實(shí)際問(wèn)題提供了廣闊的設計舞臺。
3.著(zhù)力培養學(xué)生創(chuàng )新實(shí)踐能力。進(jìn)行基于DSP處理器的信號處理系統軟硬件設計培訓，并與全國大學(xué)生電子設計競賽結合，培養學(xué)生創(chuàng )新精神及工程設計實(shí)踐能力。課程由教師講授、學(xué)生課外自學(xué)、競賽實(shí)戰題目制作、論文寫(xiě)作、題目測試點(diǎn)評等環(huán)節組成。
三、現代教育技術(shù)的應用
1.讓學(xué)生通過(guò)先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)學(xué)習國外著(zhù)名大學(xué)的相關(guān)數字信號處理課程的一些相關(guān)知識，同時(shí)學(xué)習國外課程綜合大作業(yè)的考核方式，鼓勵同學(xué)利用業(yè)余時(shí)間選擇合適的課題，利用所學(xué)的知識提出問(wèn)題、分析問(wèn)題并解決問(wèn)題，最后寫(xiě)出綜合報告，真正做到學(xué)以致用。
2.設置不同理論層次和不同知識模塊的課程班。在基本要求不降低的條件下，把Matlab仿真語(yǔ)言引入課程中，使學(xué)生以一種生動(dòng)形象的方式練習學(xué)到的理論知識，深刻領(lǐng)會(huì )基本概念和基本原理。實(shí)踐課上，分別開(kāi)設了軟件實(shí)驗項目（以Matlab語(yǔ)言仿真為主的軟件實(shí)驗）、硬件實(shí)驗項目（以DSP開(kāi)發(fā)為主的硬件實(shí)驗）以及軟硬結合的綜合實(shí)驗（Matlab語(yǔ)軟件仿真和DSP硬件開(kāi)發(fā)）等幾個(gè)層次，保證不同基礎的同學(xué)能有更好的選擇。
四、改革課程的考核方式
改革課程考核方式中的單一性以及先教授再考核的傳統方式，變筆試考核為理論考核和設計實(shí)踐考核的.結合，采取邊教授邊考核的辦法。
《數字信號處理》課程教學(xué)內容多、時(shí)間短，除離散信號與系統的時(shí)域、頻域、復頻域分析外，還重點(diǎn)闡述了數字濾波器設計等綜合性知識，這些都需要學(xué)生了解、掌握并能利用MATLAB進(jìn)行仿真試驗。要在課堂教學(xué)中完成教學(xué)大綱要求的基本知識點(diǎn)的訓練和應用有一定難度，教學(xué)任務(wù)很重。如何在有限的教學(xué)時(shí)間內完成基本教學(xué)內容，又兼顧該門(mén)課程的專(zhuān)業(yè)性、綜合性及工程實(shí)踐性，同時(shí)又能考核學(xué)生對專(zhuān)業(yè)難點(diǎn)、橫縱向知識點(diǎn)的邏輯掌握是核心關(guān)鍵的問(wèn)題。為解決課程教學(xué)中的矛盾，在課程考核中，帶領(lǐng)學(xué)生把部分課堂搬到具體的實(shí)際設計中，讓學(xué)生親歷課程中的理論內容和實(shí)際的結合，由此輕松記憶教學(xué)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。再從學(xué)生“教”和“學(xué)”的過(guò)程中，解決教學(xué)中專(zhuān)業(yè)性、綜合性及實(shí)踐性的問(wèn)題，同時(shí)亦可解決時(shí)間短、教學(xué)內容多的問(wèn)題�！稊底中盘柼幚怼肥蔷C合性和理論知識特別是數學(xué)知識很強的課程，該課程前小半部分的內容已在前修的《信號與系統》中涉及過(guò)。但《數字信號處理》是以時(shí)域離散信號為處理對象，與連續信號與系統中的計算方法大相徑庭。例如，《信號與系統》中大量用到了積分，而在數字信號處理中就是迭分（累加求和），信號與系統中的微分，在數字信號處理中就變?yōu)椴罘值�，很多學(xué)生很難一下子轉變觀(guān)念。此外，《數字信號處理》中的DFT、DTFT、FFT三者變換之間的聯(lián)系和區別更是難中之難。
該課程傳統的考核辦法常常是先講授所有的知識點(diǎn)再統一綜合考核——閉卷考試。這種方法雖能在最后的考試成績(jì)中反映學(xué)生對該課程某些難點(diǎn)和重點(diǎn)知識的掌握，卻忽略了《數字信號處理》知識多樣性的特點(diǎn)，特別是實(shí)際設計部分。因此，在考核時(shí)，只顧及所謂的“重點(diǎn)、難點(diǎn)”而舍棄“綜合性、多樣性”是不夠完善的。我們應該每講解一個(gè)獨立知識點(diǎn)就進(jìn)行及時(shí)的考核檢驗，這種邊講授邊考核的方式既能更好地檢驗每位學(xué)生對小知識點(diǎn)掌握的深度，又不影響該知識點(diǎn)與整個(gè)課程的聯(lián)系。
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