陳慧，王威廉

摘要：針對目前“數(shù)字信號處理”課程的教學(xué)現(xiàn)狀，綜合現(xiàn)代教學(xué)手段及該門課程對三本院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)，提出了教學(xué)方法的改革探索，比如采用雙語教學(xué)、結(jié)合MATLAB的實(shí)踐教學(xué)平臺、應(yīng)用多媒體教學(xué)的若干設(shè)想。在教學(xué)過程中著重研究提高“數(shù)字信號處理”課程的教學(xué)水平和應(yīng)用能力的方法，實(shí)現(xiàn)該課程的精品課程建設(shè)目標(biāo)，并逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)形式多樣化、增強(qiáng)教研互動、加強(qiáng)師生互動、強(qiáng)化師資隊(duì)伍等目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字信號處理；精品課程；三本院校；獨(dú)立學(xué)院

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）37-0042-02

“數(shù)字信號處理”是利用計算機(jī)或DSP專用處理設(shè)備，對信號采用數(shù)值計算的方法進(jìn)行采集、變換、綜合、估值與識別等處理，達(dá)到提取信號特征和利于應(yīng)用的目的。“數(shù)字信號處理”是國內(nèi)許多高校電子信息類、通信類和自動控制類的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，具有基礎(chǔ)性強(qiáng)和應(yīng)用性廣的特點(diǎn)，是應(yīng)用DSP（數(shù)字信號處理）芯片、嵌入式技術(shù)、EDA技術(shù)解決實(shí)際問題的基礎(chǔ)。但是傳統(tǒng)的教學(xué)模式無論在教授內(nèi)容還是教學(xué)方式上都比較偏重理論教學(xué)，其教學(xué)方式單一。課堂教學(xué)多以教師中文講課為主，缺乏必要的師生交流互動和實(shí)驗(yàn)練習(xí)環(huán)節(jié)。滇池學(xué)院是教育部確認(rèn)的獨(dú)立學(xué)院，學(xué)院先后被有關(guān)部門、機(jī)構(gòu)和協(xié)會授予“社會滿意學(xué)校”、“民辦教育百強(qiáng)學(xué)?！?、“全國百佳特色學(xué)?！薄ⅰ?008年全國最佳獨(dú)立學(xué)院”。“數(shù)字信號處理”經(jīng)過多年的課程建設(shè)，2010年被列為滇池學(xué)院的院級精品課程建設(shè)項(xiàng)目，該課程介紹數(shù)字信號處理的基本概念和基本理論，講授各種常用算法的計算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法。在精品課程建設(shè)中，我們努力尋找新的教學(xué)方式和方法，在MATLAB實(shí)踐教學(xué)平臺上盡量做到深入淺出的教學(xué)；著重培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)字處理技術(shù)的運(yùn)用能力。通過學(xué)習(xí)該課程，讓學(xué)生掌握在上述技術(shù)中繼續(xù)學(xué)習(xí)和科研的必要工具。在課程建設(shè)過程中，我們應(yīng)用新的教學(xué)手段，研究并實(shí)踐如何提高“數(shù)字信號處理”課程的教學(xué)水平，在對該課程的精品課程建設(shè)中，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)形式的多樣化、加強(qiáng)了教學(xué)互動，這些手段有效地提高了數(shù)字信號處理課程的教學(xué)效果[1]。

一、確立教學(xué)目標(biāo)、改革教學(xué)內(nèi)容

“數(shù)字信號處理”是滇池學(xué)院“電子信息工程”專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。目前，該課程中的一些主要內(nèi)容，例如：離散時間傅立葉變換（DTFT）、離散傅立葉變換（DFT）、變換域中的線性時不變離散時間系統(tǒng)（LTI）、數(shù)字濾波器的設(shè)計等，是本課程的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。尤其是DFT是本課程的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容。學(xué)好這部分內(nèi)容，將有助于借助計算機(jī)或DSP芯片，用數(shù)值計算的方法分析信號的頻譜。若講授只停留在理論和公式推導(dǎo)上，學(xué)生得到的還是較為抽象的概念。現(xiàn)在多數(shù)三本院校的教學(xué)方式為傳統(tǒng)的黑板式教學(xué)方式，大多數(shù)用的還是中文版教材，若能借助于當(dāng)今先進(jìn)的軟、硬件技術(shù)，相信教學(xué)效果會更好。隨著現(xiàn)代社會科技水平的發(fā)展，視頻教學(xué)和多媒體教學(xué)的出現(xiàn)，社會對三本院校學(xué)生應(yīng)用能力的需求提高及學(xué)生學(xué)習(xí)目的的多樣性等原因，我們將對本課程的教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容進(jìn)行改革和探索。因此，我們將從以下幾個的方面進(jìn)行探索。

1.在教學(xué)內(nèi)容方面改革：以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識能力和設(shè)計創(chuàng)新能力為目標(biāo)，根據(jù)近年來數(shù)字信號處理在信號分析方面應(yīng)用的熱點(diǎn)，以及電子信息專業(yè)對該課程的要求，結(jié)合課程特點(diǎn)，參照國內(nèi)外知名大學(xué)的教學(xué)計劃體現(xiàn)實(shí)踐性、先進(jìn)性和前沿性[1]。

2.在使用教材方面改革：選用《Digital Signal Processing——A Computer-Based Approach》，作者是SanjitK. Mitra。該教材是清華大學(xué)出版社引進(jìn)的國際知名大學(xué)——美國加州大學(xué)圣·巴巴拉分校的原版（英文）教材，且作者Sanjit K. Mitra教授是國際著名的信號處理專家。

3.在教研結(jié)合方面改革：通過本課程的建設(shè)，能成立一支由專家領(lǐng)頭，普通教師參與，教學(xué)水平高，教研相互促進(jìn)的教師梯隊(duì)，并要求擔(dān)任本課程建設(shè)的教師能積極參與教學(xué)改革、及時掌握國內(nèi)外在本學(xué)科領(lǐng)域的先進(jìn)教學(xué)理念，從而形成一流的教學(xué)成果。鼓勵學(xué)生參加電子設(shè)計大賽，將“數(shù)字信號處理”的專業(yè)知識與其他電子信息領(lǐng)域的知識相結(jié)合，并能參與實(shí)際項(xiàng)目研發(fā)和相關(guān)論文寫作；鼓勵學(xué)生參加課外科技活動小組，將所學(xué)的數(shù)字信號處理的知識應(yīng)用到解決實(shí)際問題中，既提高了學(xué)習(xí)積極性，又鍛煉了學(xué)生。

4.在成績評定方面改革：除本課程基礎(chǔ)理論采用閉卷考試外，把MATLAB實(shí)踐教學(xué)平臺上DSP應(yīng)用和數(shù)字濾波器設(shè)計實(shí)驗(yàn)計入到實(shí)驗(yàn)考試成績中，以鼓勵學(xué)生提高應(yīng)用知識能力和創(chuàng)新能力。

二、創(chuàng)新教學(xué)手段，完善教學(xué)方法

現(xiàn)在“數(shù)字信號處理”課堂教學(xué)方式多數(shù)是傳統(tǒng)的教師講、學(xué)生聽的模式，這樣的教學(xué)手段有利于培養(yǎng)學(xué)生的推理能力和解題能力，但是不利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力的提高[2]。因此，教學(xué)方法上我們積極推動現(xiàn)代化教學(xué)手段在該課程中的應(yīng)用，實(shí)施多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合的創(chuàng)新教學(xué)模式。針對應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，增加課堂討論、MATLAB編程、項(xiàng)目訓(xùn)練等教學(xué)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)學(xué)生對數(shù)字信號處理理論的理解，從而提高其實(shí)踐應(yīng)用的能力。通過該課程教學(xué)建設(shè)，我們將實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)。

1.多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)板書相結(jié)合的教學(xué)方式。我們制作與教材配套的多媒體課件，增加視頻和動畫，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛力，使學(xué)生由填鴨式接受變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)探究。

2.雙語互動的教學(xué)模式。為使三本院校學(xué)生掌握“數(shù)字信號處理”學(xué)科國際最前沿知識，提高學(xué)生在該課程及電子信息相關(guān)領(lǐng)域方面的英語水平，我們逐步推動對該課程進(jìn)行雙語教學(xué)，采用全英文教材和課件。在實(shí)際教學(xué)過程中以英語教學(xué)為主，對于重點(diǎn)知識點(diǎn)的講授增加中文解釋。適當(dāng)補(bǔ)充“數(shù)字信號處理”學(xué)科中專業(yè)詞匯的英語解釋，讓大部分學(xué)生能順利地使用原版教材進(jìn)行學(xué)習(xí)，能用英語回答提問，完成用英語出的練習(xí)題、考試題，以及讓80%的學(xué)生在完成練習(xí)與考試中能全用英語答題。

3.理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合，創(chuàng)建實(shí)踐教學(xué)平臺。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是課堂教學(xué)的重要補(bǔ)充，能促進(jìn)學(xué)生將課堂上的理論知識與實(shí)際問題相結(jié)合，既鍛煉了學(xué)生的應(yīng)用能力又提高了學(xué)生的興趣。在“數(shù)字信號處理”課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，MATLAB的引入很受學(xué)生的歡迎。由于其豐富的函數(shù)庫、強(qiáng)大的計算功能及高度的可視化，將抽象和復(fù)雜的問題變得直觀和容易理解，再加上多媒體教學(xué)手段的應(yīng)用，大大方便了學(xué)生對本課程理論的學(xué)習(xí)，有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。根據(jù)三本院校的特點(diǎn)，我們把實(shí)驗(yàn)題目分為：基本型（必須完成），選做型（有一定難度，鼓勵選做），以及設(shè)計型（綜合實(shí)驗(yàn)，較難，具有挑戰(zhàn)性，需要花較多的精力和時間來考慮）三類。三種類型的“數(shù)字信號處理”實(shí)驗(yàn)題目，滿足了不同層次學(xué)生的要求。其中，綜合實(shí)驗(yàn)通常還作為實(shí)驗(yàn)考核的內(nèi)容。大部分的學(xué)生都能完成“基本型”的題；約1/3的學(xué)生能完成“選作型”的題；不少學(xué)生不再滿足“驗(yàn)證性”的實(shí)驗(yàn)，而希望能做具有挑戰(zhàn)性的研究設(shè)計型題，尤其是應(yīng)用性和實(shí)用性強(qiáng)的題目。

在滇池學(xué)院“數(shù)字信號處理”精品課程的建設(shè)過程中，我們將努力提高教學(xué)理念和完善教學(xué)方式，加強(qiáng)課程的中英雙語教學(xué)，建立MATLAB實(shí)踐教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，爭取在精品課程驗(yàn)收前建立數(shù)字信號處理課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的平臺。我們在課程建設(shè)中總結(jié)出許多成功的經(jīng)驗(yàn)，同時，也存在的一些不足。為確保課程建設(shè)順利完成，我們逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)手段多樣化，加強(qiáng)教研互動，增進(jìn)師生交流，強(qiáng)化師資隊(duì)伍等目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳建華，李海燕，張榆鋒，施心陵.“隨機(jī)過程”精品課程建設(shè)與教學(xué)改革探索[J].中國科技信息，2010，（18）：1.

[2]楊鑒，張榆鋒.研究生“現(xiàn)代信號處理”教學(xué)改革與建設(shè)[A].中國電子高等教育學(xué)會2005年學(xué)術(shù)年會論文集[C].2007，（5）：2-3.

作者簡介：陳慧，女，云南大學(xué)滇池學(xué)院教師，講師，云南大學(xué)滇池學(xué)院“質(zhì)量工程”建設(shè)項(xiàng)目成員，研究方向：圖像處理；王威廉，男，云南大學(xué)、云南大學(xué)滇池學(xué)院教師，教授，研究方向：信號與信息處理。