摘要：介紹了“數字信號處理”課程教學改革的理念、創(chuàng)新研究性教學的方法與措施，給出了相應的改進教學的教學手段。教學改革思想和方法在教學過程中進行了教學實踐應用，收到了較好的效果。該研究對于進一步研究課程教學具有很好的示范作用。

關鍵詞：數字信號處理；教學方法與措施；教學手段

作者簡介：王玉德（1970-），男，山東臨朐人，曲阜師范大學物理工程學院，副教授。（山東 曲阜 273165）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）09-0096-01

“數字信號處理”課程是電子信息、通信工程、計算機技術等專業(yè)的重要專業(yè)基礎課程。隨著電子信息技術的迅速發(fā)展，“數字信號處理”課程在專業(yè)課程體系中的作用和地位日益突出。但是，“數字信號處理”課程內容抽象、公式多，數值計算的物理意義不明顯，不容易理解，學生學習較困難。[1-6]針對課程的學習特點，結合多年的課程教學經驗和教學改革探索的成果，在課程教學過程中，采用了課堂互動、角色轉換、板書推導與多媒體課件以及創(chuàng)新應用課題研究等幾個方面來進行教學，取得了較好的教學效果。

一、教學理念

1.理論與實踐并重，不斷進行教學研究，將研究成果應用于教學過程中

理論教學與實踐教學是相互交叉、相互滲透的，實踐教學是理論教學的延伸與應用。理論教學過程中注重理論與實踐教學的結合，合理分配課堂時間安排，適當地在理論教學過程中應用實踐性教學手段進行理論教學內容的驗證與演示，把課堂教學時間按6∶2∶2的分配比例完成課堂的理論講解、例題與習題解答、現場仿真演示等教學活動，讓學生既看到理論知識的推導過程，又能看到理論知識的應用結果。在教學過程中，注重研究教材、教學方法以及學生的學習認知規(guī)律，針對課程章節(jié)內容的聯系與不同，探索和研究有針對性、靈活的教學方法解決課程教與學的問題。

2.正確處理和銜接好“數字信號處理”課程與前、后續(xù)課程的關系

“數字信號處理”課程在“信號與系統”課程后開設，它的后續(xù)課程一般有“數字圖像處理”、“語音信號處理”以及“DSP原理與應用”等課程。在課程講授過程中講清楚“數字信號處理”課程與“信號與系統”以及后續(xù)課程的聯系與不同，使學生在學習過程中能夠清楚“數字信號處理”與前授、后續(xù)課程的關系，明確課程任務，帶著目的、興趣去學習。還可以使學生所學的知識能夠構成一個有機整體，有利于學生對后續(xù)課程的學習和培養(yǎng)學生的綜合應用能力。

3.創(chuàng)新性課題研究與理論教學相互促進

緊密結合數字信號處理技術的發(fā)展與應用現狀，將課堂教學與實際生產密切結合，在學生學習過程中讓學生能夠看到或了解到所學課程在哪些方面有具體應用。根據生產實際需要設計緊密聯系實際的課題，指導學生應用信號處理理論解決生產實際問題的創(chuàng)新型研究，做到邊學知識邊進行課題研究，研究促進理論教學，使學生可以做到學以致用。

二、教學方法與措施

1.整合教材內容，優(yōu)化課時分配

“信號與系統”、“自動控制原理”與“數字信號處理”等課程中都對數學基礎理論部分進行了闡述，對于單門課程來講保證了課程體系的完整性，但縱觀整個專業(yè)的課程體系就出現了內容的重復。為解決課程內容的銜接問題，又能優(yōu)化課程課時分配，將課程重疊的數學基礎部分進行整合處理。

2.進行課題研究，研究促進理論知識的學習

應用現代教育技術手段進行教學改革，解決學生理論知識學習的融會貫通問題。讓學生訪問國內、外著名大學的相關數字信號處理課程的網站，學習國外課程綜合大作業(yè)的完成與考核方式，鼓勵學生利用業(yè)余時間選擇老師指定或自己擬定的課題，利用所學的知識提出問題、分析問題并應用相關工具工具解決問題。在研究的基礎上撰寫研究報告并進行學術交流，通過解決問題和學術交流來提高學生應用信號處理知識解決實際問題的能力。

3.進行教材建設，保證教材內容的先進性

教材是進行教學活動的重要媒介，必須保證教材內容的科學性、適用性和先進性。緊跟數字信號處理技術的發(fā)展和應用，將科研成果和教學改革成果融入教材內容中。通過數字信號處理應用實例的闡述和應用圖片的展示導入課程，知識點的聯系框圖給出章節(jié)內容之間的聯系，知識拓展模塊進一步地闡明課程內容的延伸，進一步優(yōu)化了教學內容。[7]

4.改革實踐教學模式，提高實踐教學效果

改革原有的實踐教學方法，實踐性教學環(huán)節(jié)通過課堂演示、基于MATLAB的算法仿真驗證及分析、基于DSP的硬件算法綜合與創(chuàng)新實驗等三個層次的實踐活動來完成。通過課堂演示的形式介紹數字信號處理的應用實例和基本的數值計算，MATLAB軟件來驗證和實現數字信號處理的基本算法，采用創(chuàng)新性習題訓練、DSP硬件實現等手段完成綜合與創(chuàng)新性實驗研究。通過實踐性教學環(huán)節(jié)的改革與實施，使學生具備工程開發(fā)和應用的能力，深化數字信號處理理論，提高實踐教學效果。

三、教學手段

第一，針對“數字信號處理”課程的特點，借助MATLAB軟件來解決數字信號處理概念抽象、基本理論和分析方法難以理解的問題。應用MATLAB軟件完成序列的運算、連續(xù)信號的采樣、離散傅里葉變換、DFT分析連續(xù)非周期信號的頻譜以及濾波器的設計與應用等，使學生可以直觀看到數值計算的結果，明白數值計算的目的和意義，幫助學生進一步領會和深化課堂上學到的有關數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。

第二，改變傳統的灌輸式教學為引導啟發(fā)式教學，靈活運用板書、課堂軟件仿真演示、多媒體課件和網絡技術等多種教學手段?；驹砗突痉椒ǖ耐茖Ш妥C明應用板書講解，讓學生跟上老師的教學思路；難點和重點內容，還要在理論推導的基礎上，應用MATLAB仿真演示，使學生親身感受數字信號處理算法的性能，鞏固所學的基本理論知識；例題與習題解答使學生學會分析問題和分析問題的方法，鞏固基本理論；對于一些需要形象理解、圖示舉例以及演示的部分，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；課后的復習、相關背景知識的學習以及課堂內容的擴展部分，可以在課程網站上自助或在線尋求老師幫助解決問題，也可在論壇上進行學習經驗交流。

第三，加強 MATLAB 實現與數字信號處理理論相結合的教學方式。注重理論教學與算法實現相結合的教學環(huán)節(jié)，指導學生應用MATLAB軟件或其他工具完成自擬或老師指定的創(chuàng)新性課題研究，使學生在學習基礎理論的同時能夠學會查閱文獻資料，完成相關的課題研究，學會撰寫并提交課題研究報告。通過理論講解、學生研究等各個環(huán)節(jié)來提高學生的應用能力。同時，把課題研究的評價成績納入課程成績評價之中，使成績考核分散在教學過程的各個環(huán)節(jié)，使得成績的評定更加合理、客觀、全面，其檢查、幫助和引導的效果更明顯，調動了同學們的學習積極性，收到了比較滿意的教學效果。

四、小結

針對“數字信號處理”課程特點，通過多種介質展示和闡述數字信號處理的應用與發(fā)展趨勢，讓學生明確課程學習目的和知識的應用領域，調動學生學習的積極性和主動性。在教學過程中整合教學內容和改進教學方法，采用靈活多樣的教學方法和教學手段進行教學，注重理論教學與實踐教學的結合，鼓勵學生完成創(chuàng)新性課題研究。經過幾年的教學實踐和探索，學生的學習效果明顯提高，教學質量有大幅提升。

參考文獻：

[1]王玉德.“數字信號處理”課程教與學的探討[J].電氣電子教學學報，2008，（6）.

[2]朱幼蓮.MATLAB在數字信號處理教學中的應用[J].電氣電子教學學報，2001，（6）.

[3]葉永凱，王玉德.數字信號處理課程教學方案設計[J].中國電力教育，2009，（7）.

[4]張剛，賀利芳， 何方白，等.基于Matlab的“數字信號處理”課程教學探索[J].高等教育研究，2007，（2）.

[5]聶小燕，魯才.數字信號處理教學改革探討[J].實驗科學與技術，

2008，（6）.

[6]許建霞.基于MATLAB的數字信號處理教學改革與探討[J].中國科技信息，2009，（12）.

[7]王玉德，陳萬平，劉學柱，等.數字信號處理[M].北京：北京大學出版社，2011.

（責任編輯：王意琴）