李劍鋒　李聚波

摘要 思維導(dǎo)圖是一種簡(jiǎn)單、有效的圖形思維工具。在介紹思維導(dǎo)圖特征的基礎(chǔ)上,分析思維導(dǎo)圖在數(shù)字信號(hào)處理教學(xué)中的具體應(yīng)用。思維導(dǎo)圖有助于學(xué)生對(duì)課程的整體把握、對(duì)知識(shí)點(diǎn)的深入理解以及系統(tǒng)全面地進(jìn)行復(fù)習(xí)總結(jié)。教學(xué)實(shí)踐證明,將思維導(dǎo)圖運(yùn)用于數(shù)字信號(hào)處理的教學(xué)中,效果較好,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 思維導(dǎo)圖;數(shù)字信號(hào)處理;教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào):G642.0;TN911.72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1671-489X(2009)21-0028-02

Application of Mind Map in Digital Signal Processing Teaching//Li Jianfeng, Li Jubo

Abstract Mind map is a simple and effective graphic thinking tool. Introducing the characteristics of mind map, Mind Mapping analysis of digital signal processing in the teaching of specific applications. Mind map can help students grasp the overall curriculum of in-depth understanding of the knowledge points and the system to conduct a comprehensive review summary. Teaching practice has proved that the mind map will be applied to the teaching of digital signal processing, the better to stimulate the learning interest of students, improve the quality of teaching.

Key words mind map; digital signal processing; teaching

Authors address

1 Department of Electrical Engineering and Automation, Luoyang Institute of Science and Technology, Luoyang, Henan, 471023, China

2 School of Mechanical Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang, Jiangsu, 212013, China

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在通信與電子工程、航空航天、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、生物醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。作為研究信號(hào)與系統(tǒng)的基本理論與方法的課程,“數(shù)字信號(hào)處理”已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外許多大學(xué)電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的必修基礎(chǔ)課程[1,2]。但“數(shù)字信號(hào)處理”課程的特點(diǎn)是公式多,概念抽象,難于理解,學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中容易感覺(jué)枯燥,表現(xiàn)出“厭學(xué)”態(tài)度,很難達(dá)到教學(xué)的目的和效果。為此,在數(shù)字信號(hào)處理教學(xué)中引入思維導(dǎo)圖,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)質(zhì)量。

1 思維導(dǎo)圖

思維導(dǎo)圖[3,4](Mind Maps)是由英國(guó)學(xué)者托尼·巴贊(Tony Buzan)發(fā)明的一種新的思維模式,它將左腦的邏輯、順序、條例、文字、數(shù)學(xué)以及右腦的圖像、想象、顏色、空間、整體等各種因素全部調(diào)用起來(lái),充分運(yùn)用左右腦的機(jī)能,利用記憶、閱讀、思維的規(guī)律,協(xié)助人們?cè)诳茖W(xué)與藝術(shù)、邏輯與想象之間平衡發(fā)展,從而開(kāi)啟人類(lèi)大腦的無(wú)限潛能。

思維導(dǎo)圖主要作用是使思維可視化。思維導(dǎo)圖運(yùn)用圖文并重的技巧,把各級(jí)主題的關(guān)系用相互隸屬與相關(guān)的層級(jí)圖表現(xiàn)出來(lái),把主題關(guān)鍵詞與圖像、顏色等建立記憶鏈接,把一長(zhǎng)串枯燥的信息變成彩色的、容易記憶的、有高度組織性的圖畫(huà),從而使思維過(guò)程更全面、更系統(tǒng)、更高效。

2 思維導(dǎo)圖在數(shù)字信號(hào)處理教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 利用思維導(dǎo)圖可以使學(xué)生對(duì)課程有一個(gè)整體了解思維導(dǎo)圖能夠幫助人們?cè)谡J(rèn)識(shí)事物方面擁有一個(gè)整體和全局化的觀念,它注重表達(dá)與核心主題有關(guān)聯(lián)的內(nèi)容,并可展示其層次關(guān)系以及彼此之間的關(guān)系。教師在教學(xué)過(guò)程中,將數(shù)字信號(hào)處理課程借助思維導(dǎo)圖進(jìn)行呈現(xiàn),使學(xué)生明確所學(xué)內(nèi)容在整個(gè)課程中所處位置以及與其他內(nèi)容的相互關(guān)系。

數(shù)字信號(hào)處理課程包括數(shù)字信號(hào)分析和數(shù)字濾波器設(shè)計(jì),主要內(nèi)容如圖1所示。DFT(離散傅里葉變換)是實(shí)現(xiàn)信號(hào)數(shù)字化分析的核心技術(shù),FFT(快速傅里葉變換)是提高DFT運(yùn)算效率的重要算法。信號(hào)分析是信號(hào)處理的基礎(chǔ),而數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)則是信號(hào)處理的具體實(shí)現(xiàn)。通過(guò)圖1可以使學(xué)生對(duì)數(shù)字信號(hào)處理課程整體有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)。

2.2 利用思維導(dǎo)圖可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解思維導(dǎo)圖是一種放射狀的輻射性思維表達(dá)方式。在數(shù)字信號(hào)處理教學(xué)中,運(yùn)用思維導(dǎo)圖可以將與主題相關(guān)聯(lián)的任何內(nèi)容以分支的形式展現(xiàn)出來(lái),也可只將關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)展現(xiàn)出來(lái)。各知識(shí)點(diǎn)的相互關(guān)系在思維導(dǎo)圖上也可以得到方便、直觀的表示,并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行積極主動(dòng)的思考。利用思維導(dǎo)圖,可以快速系統(tǒng)地整合知識(shí),使知識(shí)的表達(dá)具體化、形象化,加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和融會(huì)貫通。

圖2從離散信號(hào)的表示、產(chǎn)生和基本序列及序列的基本運(yùn)算等幾個(gè)方面對(duì)離散信號(hào)進(jìn)行分析,離散信號(hào)的表示采用圖形、向量和表達(dá)式等3種形式。通過(guò)離散信號(hào)的思維導(dǎo)圖可以使學(xué)生對(duì)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)相關(guān)內(nèi)容有一個(gè)直觀、形象的認(rèn)識(shí)。另外,利用思維導(dǎo)圖,還可以建立各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系。

2.3 利用思維導(dǎo)圖可以幫助學(xué)生進(jìn)行復(fù)習(xí)總結(jié)利用思維導(dǎo)圖不僅可以幫助學(xué)生定制學(xué)習(xí)計(jì)劃,還可以組織、引導(dǎo)學(xué)生對(duì)前面所學(xué)的知識(shí)、規(guī)律、方法進(jìn)行歸納整理。學(xué)生可以根據(jù)模板總結(jié)回憶所學(xué)習(xí)的知識(shí)以及它們的關(guān)系,使他們能夠從整體上掌握各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系,在頭腦中形成清晰的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖。學(xué)生通過(guò)循環(huán)往復(fù)地繪制、修改、反思、再設(shè)計(jì)思維導(dǎo)圖,可以不斷完善思維導(dǎo)圖,學(xué)會(huì)反思自己的學(xué)習(xí)過(guò)程。

思維導(dǎo)圖具有極大的可伸縮性,它順應(yīng)人們大腦的自然思維模式,從而可以使人們的主觀意圖自然地在圖上表達(dá)出來(lái)。學(xué)生在復(fù)習(xí)離散信號(hào)與系統(tǒng)分析時(shí),可以采用圖3的方式,從主要知識(shí)點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)、自我評(píng)測(cè)和思考與討論等方面建立思維導(dǎo)圖,促使他們積極動(dòng)手操作和動(dòng)腦思考,并能夠?qū)⑿屡f知識(shí)結(jié)合起來(lái),對(duì)復(fù)習(xí)總結(jié)起到事半功倍的效果。

3 結(jié)論

思維導(dǎo)圖能夠極大地提高學(xué)生的理解能力和記憶能力。把思維導(dǎo)圖作為一種教學(xué)輔助手段,使學(xué)生對(duì)數(shù)字信號(hào)處理課程的整體把握起到提綱挈領(lǐng)作用,并有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的深入理解。實(shí)踐證明,利用思維導(dǎo)圖在教學(xué)改革中取得一定成效,得到廣大學(xué)生的一致認(rèn)同。將思維導(dǎo)圖引入到數(shù)字信號(hào)處理教學(xué)中,能夠?yàn)榻虒W(xué)改革注入新的活力,提高教學(xué)的效率和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]陳后金,胡健,薛健.信號(hào)與系統(tǒng)[M].北京:高等教育出版社,2007

[2]王秋生,袁海斌.“數(shù)字信號(hào)處理”教學(xué)方法的探索與實(shí)踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2008,30(4):87-89

[3]托尼·博贊.開(kāi)動(dòng)大腦[M].李燕紅,譯.北京:世界圖書(shū)出版公司,2004

[4]托尼·博贊.思維導(dǎo)圖——放射性思維[M].李斯,譯.北京:作家出版社,2005