卜凡亮　趙守國　王鎖柱

文章編號：1672-5913(2009)08-0081-02

摘要：本文介紹了在“數(shù)字信號處理”教學中采用讓學生參與教學，體驗學習的主動性和樂趣，改革“數(shù)字信號處理”的實驗課的教學模式，探索提高學生創(chuàng)新能力和研究能力的方法，提高了學生學習積極性，得到比較滿意的教學效果。

關(guān)鍵詞：數(shù)字信號處理；教學改革；研究型教學

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

“數(shù)字信號處理”是電子、通信、計算機等專業(yè)的重要專業(yè)基礎課。隨著數(shù)字化和信息化的迅速發(fā)展，數(shù)字信號處理的地位和作用越來越突出，新的算法層出不窮,有關(guān)的器件更是新品迭出，令人目不暇接。無庸諱言，新的算法和新的器件主要來自國外，有關(guān)的文獻和器件手冊，基本上都是用英文撰寫。這就要求在本領(lǐng)域從事教育、研究、開發(fā)的工作人員，能夠用英文熟練地檢索、閱讀、理解有關(guān)的理論、方法、算法、以及各種使用手冊，并能用英文嫻熟地撰寫比較地道的學術(shù)論文、技術(shù)報告和文檔。更為重要的是，我們的課程教學中仍然普遍采用的滿堂灌輸?shù)慕虒W理念和方法，這與世界一流大學的引導式、啟發(fā)式、互動式的研究型教學理念和方法之間，存在較大的差距。鑒于此，經(jīng)過多年的研究、實踐和探索，在對數(shù)字信號處理課程教學中采用課堂互動、課間討論、學生講授習題課、分組論文寫作與講述等新的教學方法和教學手段，得到比較滿意的教學效果。

1 “數(shù)字信號處理”課程研究型教學的理念

1.1理論教學和實踐教學并重，最新科研成果運用到教學過程中

理論教學和實踐教學各有側(cè)重，但不是相互獨立，而是相互交叉和滲透。實踐教學不是理論教學的輔助和補充，而是理論教學的重要延伸。數(shù)字信號處理一方面表現(xiàn)出重要專業(yè)基礎課的特質(zhì)，另一方面也體現(xiàn)出重要技術(shù)基礎課的特點。將理論教學和實踐教學有機結(jié)合，是培養(yǎng)學生綜合能力、創(chuàng)新能力的重要手段。 把最新教學和科研成果運用到實際教學的各個環(huán)節(jié)中，在實踐教學中開展綜合性和設計性實驗，有助于學生開拓視野，加深對本課程基礎理論的理解，提高學生的實際動手能力，充分將理論和實際有機結(jié)合，最大限度地培養(yǎng)學生的研究能力和創(chuàng)新能力。

1.2注重數(shù)字信號處理課程與后續(xù)專業(yè)知識點的結(jié)合

將數(shù)字信號處理課程與信號采集和信號檢測、數(shù)字圖像處理、數(shù)字語音處理、統(tǒng)計信號處理和DSP原理及應用等課程有機結(jié)合，在課堂講授中注重所學知識的聯(lián)系及應用，使學生學有所用，學有會用，全面了解數(shù)字信號處理中的知識要點，形成發(fā)散的思維，從而使所學的知識構(gòu)成有機的整體，有利于學生對后續(xù)專業(yè)課程的學習和培養(yǎng)學生的綜合能力。

2 “數(shù)字信號處理”課程研究型教學采取的措施和方法

2.1改革理論課教學方式，教學內(nèi)容和教學方法

在教學活動中改革教學方式，改革教學內(nèi)容和教學方法，注重學生思維方式和能力的培養(yǎng)，修訂教學計劃，編寫適應創(chuàng)新教學的新教材，改革課程設置及其內(nèi)容，增加實踐動手能力的訓練，重新設計對學生的評價指標體系，在教學實踐中探索創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式，著眼于提高學生的全面素質(zhì)和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。讓同學參與習題課的講授，充分調(diào)動同學的積極性，采取的措施是重點章節(jié)同學自己講述習題，同學把準備好的講授習題PPT發(fā)給老師，這樣可以提高課堂同學講授的效率，老師在每位同學講授完后進行點評，講授比較好的不需要再細講，講授過程中出現(xiàn)問題比較多的老師可以重點講解。為保持同學對于講授習題課積極性，要給講授習題課的同學一定的獎勵措施，如可期末考試總成績加2-3分。該方法已經(jīng)連續(xù)試驗多年，每次同學的積極性都很高。得到的很好的效果，在教學督導組聽課中給予積極評價，評價如下：“習題課新穎。由于學生做成的PPT上臺講解，然后老師釋疑，調(diào)動了學生主動學習的自覺性。”

2.2改革實驗課教學模式，提高實踐教學的效果和效率

針對目前學生大部分擁有計算機，改革部分實驗課的教學方式。學生在實驗課開始前根據(jù)實驗指導書完成實驗內(nèi)容，要求每個學生寫出實驗報告，包括實驗目的、任務、原理、實現(xiàn)思路、實驗結(jié)果、結(jié)果分析以及心得體會和感想。在實驗課中主要對學生的疑難問題進行答疑和實驗技能考核，這樣更能調(diào)動學生學習的積極性。同時，在實驗課堂中同學可以進行討論和更進一步的學習，使得同學的動手能力得到較大提高，為畢業(yè)論文設計等打下良好的基礎。

2.3利用現(xiàn)代網(wǎng)絡技術(shù)，提高學生自信心和學習動力

利用現(xiàn)代網(wǎng)絡技術(shù)，讓學生訪問國外著名大學的相關(guān)數(shù)字信號處理課程的網(wǎng)站，通過對比學習，尋找差距及時彌補，讓學生認識到國內(nèi)外本課程教學的不同側(cè)重點，了解我們的教學條件并不比國外差，從而提高自信心和學習的動力。同時學習國外課程綜合大作業(yè)的考核方式，鼓勵同學了解數(shù)字信號處理發(fā)展的最新成果，寫一篇關(guān)于數(shù)字信號處理的綜述性論文，做到學以致用。培養(yǎng)學生的寫作能力和綜合運用能力。

2.4加強實踐能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)，提高科學素質(zhì)、動手能力與創(chuàng)新能力

實驗教學具有直觀性、實踐性、綜合性與創(chuàng)新性特點，在教學過程中對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、實踐能力和創(chuàng)業(yè)精神有特別重要的作用。驗證性實驗、設計性實驗和開放性實驗的比例科學化和系統(tǒng)化。加強實踐環(huán)節(jié)，重視綜合實踐訓練，培養(yǎng)學生的動手能力；把科學研究和自主開發(fā)引入教學過程。讓學生擁有更多自我設計的空間和選擇學習的機會，使學生始終保持熱情和激情去學習。

原有實驗課大部分都是同學按實驗指導書的所給步驟，進行操作和編程，學生們照貓畫虎，即使得到滿意結(jié)果，也并不了解所以然，達不到對理論課內(nèi)容加深理解的目的，我們采用綜合實驗辦法，讓學生自己設計采集實驗數(shù)據(jù)，完成處理方法的設計，并對設計方法進行論證，使其學生們真正了解所學知識的要點，鍛煉學生綜合科研能力和獨立分析解決問題的實際能力，提高學生的科學素質(zhì)、動手能力和創(chuàng)新能力。

3 “數(shù)字信號處理”研究型教學手段

首先，針對本課程的特點，采取理論教學和實踐教學相結(jié)合的教學方法，使學生學以致用，提高學習興趣。通過課堂演示和基于MATLAB的算法仿真實驗等多層次的教學活動，幫助同學進一步領(lǐng)會和深化課堂上學到的有關(guān)數(shù)字信號處理的基本概念、基本原理以及基本的信號處理操作，使學生逐步克服了對DSP的陌生和恐懼心理，激發(fā)了同學們強烈的好奇心和求知欲，激發(fā)了同學們專業(yè)課學習的興趣。改變傳統(tǒng)的灌輸式教學為引導啟發(fā)式教學，理論講解使學生掌握基本概念和基本原理，例題與習題解答使學生學會分析問題和分析問題的方法，并深化基本理論，而現(xiàn)場仿真實驗是調(diào)動同學們的參與意識，使學生親身感受數(shù)字信號處理算法的性能，提高學習興趣，寓教于樂。

其次，開展課堂板書、多媒體教學和網(wǎng)絡教學相結(jié)合的授課方式。針對一些基本原理和基本方法的推導和證明的需要，我們?nèi)匀谎永m(xù)課堂板書的授課方式，讓學生一步一步跟上教師的思路，同時在板書的同時留足夠的時間讓學生領(lǐng)會；而對于一些需要形象理解、圖示舉例以及演示的部分，我們采用多媒體教學方式，充分利用聲音、圖像、視頻、動畫等多種形式進行互動教學；針對課后的復習、相關(guān)背景知識的學習以及課堂內(nèi)容的擴展部分，充分利用網(wǎng)絡，建立課程主頁，提供相關(guān)資源和討論空間。

第三，加強MATLAB語言與數(shù)字信號處理相結(jié)合的教學方式。使同學們綜合學習科技英語、信號處理和算法語言等課程，使他們在學習過程中融會貫通所學的知識，使學生體會基礎課與專業(yè)基礎課之間的關(guān)系，從而明確學習的目的提高學習的自覺性和自主性，提高教學質(zhì)量。

目前，同學們最大的問題是自主應用知識能力太弱，可以在教學中采取分組完成一個大作業(yè)的方法，每個組5-6人，要求同學完成信號處理算法編程，按照發(fā)表論文的格式每組提交一個報告，最后對所完成的任務進行論文宣講，小組成員全部上臺進行答辯，下面同學可以對每個同學提問。這樣可以鍛煉學生們自主學習的主動性，鍛煉同學們的相互協(xié)作精神，培養(yǎng)同學們?nèi)绾巫珜懣萍颊撐?，也鍛煉同學們的表達能力，綜合運用前面所學知識，做到個人知識、能力和素質(zhì)的綜合提高，起到事半功倍的作用。對于這樣的大作業(yè)給予較大的成績權(quán)重，使得把成績考核分散在教學過程中更多些，而不是最后一個簡單的考試決定成績，這樣的考核更加合理，對一些動手能力強的學生更加公平，可以防止高分低能現(xiàn)象的產(chǎn)生，同時也調(diào)動同學們的學習積極性。得到比較滿意的教學效果。

4結(jié)束語

針對“數(shù)字信號處理”這門課程特點，在教學中采取許多改進教學方法和教學內(nèi)容的措施，以提高學生的學習興趣，做到用中學，學中用，使得學生們大大增加課程學習的興趣，針對教學內(nèi)容難于理解接受的問題，展開教學方法、教學措施的改革，得到滿意的效果。學生在相關(guān)專業(yè)研究生考試中，“數(shù)字信號處理”專業(yè)課及格率提高很大，達到滿意的結(jié)果。

參考文獻：

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