楊小冬 陳岱 梁志貞
摘要:《數(shù)字信號(hào)處理》課程的特點(diǎn)是理論性強(qiáng)、公式繁瑣,學(xué)生掌握起來較困難,產(chǎn)生厭學(xué)情緒。針對(duì)此特點(diǎn),總結(jié)近幾年該課程講授經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),研究?jī)?yōu)化課程內(nèi)容。從理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個(gè)方面進(jìn)行探討。理論教學(xué)方面,盡量避免復(fù)雜公式的推導(dǎo),改善教學(xué)方法、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容,加強(qiáng)師生互動(dòng),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面,加強(qiáng)課堂MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)的演示,精選課內(nèi)和課外實(shí)驗(yàn),重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、動(dòng)手實(shí)際解決問題的能力。經(jīng)過嘗試,學(xué)生學(xué)習(xí)效果較好。
關(guān)鍵詞:數(shù)字信號(hào)處理;教學(xué)改革;主動(dòng)學(xué)習(xí);理論;實(shí)驗(yàn)
中圖分類號(hào):TP31? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ? ? ? 文章編號(hào):1009-3044(2018)34-0114-04
Research on Teaching Reform and Construction of Digital Signal Processing Course based on Practice
YANG Xiao-dong, CHEN Dai, LIANG Zhi-zhen
(Department of Computer Science and Technology, School of China University of Mining and Technology, Xuzhou 22111,China)
Abstract: The course Digital Signal Processing is featured by extensive theories and complex formula. According to these features, we summarized the lessons based on our teaching experiences in recent years. We studied and optimized the course content. This paper probes into two aspects, i.e., theoretical teaching and experimental teaching of this courses. In the aspect of theoretical teaching, we try to avoid the derivation of complex formulas, improve the teaching methods, optimize the teaching content, strengthen the interaction between teachers and students and improve the students' interest in learning it. While in the aspect of experimental teaching, we strengthen the demonstration of the MATLAB simulation experiment in the classroom, select the in-class and extracurricular experiments, and focus on the students' active learning, independent thinking and the ability to solve practical problems. After attempt, we received good effects.
Key words: Digital Signal Processing; Teaching Reform; Active Learning; Theory; Experiment
當(dāng)前,大數(shù)據(jù)、數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化是當(dāng)代信息技術(shù)發(fā)展的大趨勢(shì),而數(shù)字化則是大數(shù)據(jù)及智能化和網(wǎng)絡(luò)化的研究基礎(chǔ)[1]。目前《數(shù)字信號(hào)處理》課程已成為電子信息、通信工程、自動(dòng)控制以及計(jì)算機(jī)等幾乎所有電子、電氣類專業(yè)甚至非電類專業(yè)的主要課程。隨著電子技術(shù)發(fā)展,該課程教學(xué)內(nèi)容發(fā)生了很大變化,教學(xué)對(duì)象也從研究生或本科選修課變成高年級(jí)本科生專業(yè)基礎(chǔ)必修課。因此,學(xué)好《數(shù)字信號(hào)處理》這一課程,對(duì)學(xué)生今后的發(fā)展、無論是工作或進(jìn)一步深造都非常重要。
為適應(yīng)電子技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展,使學(xué)生所學(xué)盡可能的與社會(huì)發(fā)展接軌,對(duì)這一課程教學(xué)改革勢(shì)在必行。本文在總結(jié)幾年來該課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、借鑒并吸收國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀教學(xué)方法和成果的基礎(chǔ)上,旨在培養(yǎng)學(xué)生在輕松愉悅的環(huán)境下,在加強(qiáng)動(dòng)手實(shí)踐能力,通過設(shè)計(jì)DSP實(shí)物增加該課程學(xué)習(xí)自信心和滿足感,竭力建成“理論和實(shí)踐”、“教”、“學(xué)”和“研”相諧的教學(xué)方式,從而真正掌握《數(shù)字信號(hào)處理》課程精髓,而不是像以前教學(xué)一味進(jìn)行乏味、抽象的公式推導(dǎo),從而產(chǎn)生厭倦、厭學(xué)情緒,這才充分體現(xiàn)該課程的教學(xué)、應(yīng)用本質(zhì)。另一方面,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐的教學(xué)環(huán)節(jié),也進(jìn)一步促進(jìn)、加深了課堂理論知識(shí)的理解和掌握。
1 國(guó)內(nèi)外教學(xué)現(xiàn)狀
當(dāng)前對(duì)于大多數(shù)高校,《數(shù)字信號(hào)處理》主要研究?jī)?nèi)容有[2-6]:離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)頻域分析、離散傅里葉變換(DFT)及其快速算法(FFT)、數(shù)字濾波器(包括FIR、IIR)的基本結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法,以及多采樣率數(shù)字信號(hào)處理。該課程是DSP原理及應(yīng)用的理論基礎(chǔ),也是處理圖像、音視頻及其它數(shù)字信息的基礎(chǔ)?!稊?shù)字信號(hào)處理》課程在大學(xué)里通常被認(rèn)為電子信息等相關(guān)專業(yè)中數(shù)學(xué)主題較多的一門課,該課程一個(gè)顯著的特點(diǎn)是概念抽象、數(shù)學(xué)公式繁多且推導(dǎo)復(fù)雜。在理論教學(xué)過程中,教師往往容易圍繞著數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)進(jìn)行,而忽略課程本身的工程實(shí)際應(yīng)用。不少學(xué)生,特別是一般應(yīng)用型本科院校的學(xué)生對(duì)此課程有怕學(xué)、厭學(xué)及學(xué)不懂、理不清的現(xiàn)象。從20世紀(jì)90年代起,國(guó)外出版的教科書大都有盡量避免理論和復(fù)雜的公式推導(dǎo)、注重應(yīng)用研究的現(xiàn)象和趨勢(shì),國(guó)內(nèi)教師在教學(xué)過程中,也盡可能將學(xué)生的興趣和注意點(diǎn)引向概念的理解和技術(shù)的應(yīng)用,以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性、知識(shí)的掌握程度和應(yīng)用能力。所以,采用何種教學(xué)方法才能讓學(xué)生既真正理解相關(guān)理論、又提高動(dòng)手和實(shí)踐能力,是當(dāng)前國(guó)內(nèi)該課程的教學(xué)中亟待解決的問題。
具體來說,《數(shù)字信號(hào)處理》課程教學(xué)現(xiàn)狀主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)課程內(nèi)容比較抽象,很多重要公式、定理和性質(zhì)所涉及的數(shù)學(xué)知識(shí)較多。由于抽象、繁瑣,使學(xué)生形成課程難學(xué)的印象,從而產(chǎn)生厭學(xué)情緒;
(2)學(xué)生的課下學(xué)習(xí)自主性不高,大部分依賴?yán)蠋煹恼n上講授,不善于課下搜集和整理資料,不善于閱讀外文資料;
(3)教學(xué)內(nèi)容較多,而學(xué)時(shí)數(shù)在面臨不斷的壓縮;
(4)課程之間缺乏整體聯(lián)系,學(xué)生對(duì)該課程的前續(xù)知識(shí)準(zhǔn)備不夠,對(duì)后續(xù)課程沒有足夠的認(rèn)識(shí),這種情況對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的能力和素質(zhì)都有影響;
(5)缺少實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。且驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)偏少,綜合性的課程設(shè)計(jì)性內(nèi)容較少。
2 教學(xué)改革的基本內(nèi)容及實(shí)施方案
基于上述教學(xué)現(xiàn)狀,《數(shù)字信號(hào)處理》教學(xué)改革的重點(diǎn)應(yīng)放在:引導(dǎo)學(xué)生參與課堂討論與教學(xué)過程,提高學(xué)習(xí)積極性;激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)行寓教于樂的現(xiàn)場(chǎng)仿真實(shí)驗(yàn),調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與意識(shí)與探索能力;根據(jù)《數(shù)字信號(hào)處理課程》應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn),采用實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)模式,突出學(xué)生的探索性能力與動(dòng)手、實(shí)踐能力。這些構(gòu)成了《數(shù)字信號(hào)處理》課程教學(xué)改革的基礎(chǔ)。
實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐內(nèi)容應(yīng)是教學(xué)改革重點(diǎn)??煽紤]采用仿真軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)部分的內(nèi)容,適當(dāng)增加設(shè)計(jì)性、實(shí)物性實(shí)驗(yàn),由學(xué)生課上或課后完成。一方面,在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中安排數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)(FIR、IIR)、多采樣率濾波器設(shè)計(jì),這樣就構(gòu)成了完整的《數(shù)字信號(hào)處理》課程學(xué)習(xí);另一方面,通過對(duì)具體的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)系統(tǒng)的軟、硬件開發(fā)和設(shè)計(jì),考慮將原來的數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)加入到該系統(tǒng)中,從而使數(shù)字信號(hào)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合起來。
綜上,《數(shù)字信號(hào)處理》課程教學(xué)改革的內(nèi)容應(yīng)包括:教學(xué)內(nèi)容的改革、教學(xué)手段和方法的改革、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革以及考核方式的改革。
2.1 教學(xué)內(nèi)容的改革
2.1.1首先是“軟件教學(xué)”的引入
MATLAB是一種功能強(qiáng)大、使用較為簡(jiǎn)單的工具軟件,20世紀(jì) 90年代就在美國(guó)的科技界廣泛應(yīng)用。MATLAB中“數(shù)字信號(hào)處理”工具箱的運(yùn)用使得數(shù)字信號(hào)處理的應(yīng)用更為普及和廣泛,也使得我們?cè)诮虒W(xué)中理論和實(shí)踐的聯(lián)系更加緊密,有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握,同時(shí)也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和愛好。應(yīng)用 MATLAB可以很方便地進(jìn)行信號(hào)和系統(tǒng)的傅立葉分析、卷積運(yùn)算、數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)、信號(hào)濾波等工作,學(xué)生就可以將精力放在計(jì)算結(jié)果的分析和理解上,而不是放在編寫程序上,這樣對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和掌握非常有幫助,也能改變厭學(xué)情緒。例如,可以用分貝(dB)曲線更好的描述濾波器,其定義為[7]:
<E:\知網(wǎng)文件\電腦\電腦34\4xs201834\Image\image1_4.png>(dB)? ? ? ? ? ? ? ? ? (1)
從圖1可直觀、清楚的看到各理想低通濾波器加窗后的幅度響應(yīng)情況。如:Rectangle窗函數(shù)阻帶最小衰減最小,約為-20dB,但過渡帶最窄;而Blackman窗函數(shù)阻帶最小衰減最大,約為-80dB,但過渡帶最寬。
2.1.2有關(guān)學(xué)時(shí)的分配
“時(shí)域離散信號(hào)和系統(tǒng)”這部分內(nèi)容在《數(shù)字信號(hào)處理》課程中對(duì)于學(xué)生來說其實(shí)不全是新內(nèi)容。一般學(xué)生在前期的《信號(hào)與系統(tǒng)》課程中已經(jīng)學(xué)過時(shí)域離散信號(hào)和系統(tǒng)的相關(guān)概念、性質(zhì)及表示,離散傅立葉變換、Z變換等知識(shí),只是由于這些內(nèi)容對(duì)《數(shù)字信號(hào)處理》課程后面部分的學(xué)習(xí)至關(guān)重要,會(huì)重新學(xué)習(xí)。但實(shí)際情況并沒有達(dá)到對(duì)該部分內(nèi)容熟悉掌握的目的,據(jù)了解學(xué)生從心理上會(huì)認(rèn)為內(nèi)容不是新的。因此,應(yīng)對(duì)該部分提煉與總結(jié),使相應(yīng)學(xué)習(xí)的學(xué)時(shí)數(shù)控制在5~6個(gè)學(xué)時(shí),側(cè)重更新內(nèi)容的教學(xué),總體效果較好。
2.1.3適當(dāng)增加新興的教學(xué)內(nèi)容
在現(xiàn)代系統(tǒng)中,隨著對(duì)超過一種抽樣率數(shù)據(jù)處理需求的日益增長(zhǎng),數(shù)字信號(hào)處理領(lǐng)域的一個(gè)新分支——多抽樣率信號(hào)處理出現(xiàn)了。它可以使處理變得更簡(jiǎn)便,或者使系統(tǒng)相匹配。在我校傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容中,并未出現(xiàn)該部分理論和實(shí)踐的教學(xué)。但《數(shù)字信號(hào)處理》課程中增加這一部分的教學(xué)內(nèi)容,不僅是一種社會(huì)發(fā)展趨勢(shì),也非常有利于實(shí)際應(yīng)用。當(dāng)然,對(duì)于是否引入此部分內(nèi)容有不同意見,主要來自于一是學(xué)時(shí)的考慮,二是認(rèn)為可以在研究生階段的《數(shù)字信號(hào)處理》課程中講授。但學(xué)時(shí)的問題可以通過教師和學(xué)生的共同能力來爭(zhēng)取到,并且不是每個(gè)本科生都會(huì)接受研究生階段的學(xué)習(xí)。讓學(xué)生了解一些抽樣率變化的內(nèi)容,會(huì)使他們的學(xué)習(xí)更加完整,應(yīng)用能力更強(qiáng)。
理論教學(xué)中還可以適當(dāng)介紹數(shù)字信號(hào)處理的典型應(yīng)用部分,如:生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理、現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理等。另外,數(shù)字化醫(yī)學(xué)是近今年數(shù)字信號(hào)處理的新穎研究方向,增加這一部分內(nèi)容是為了培養(yǎng)學(xué)生的科研熱情,不只是局限于學(xué)習(xí)書本上的理論知識(shí),同時(shí)也給學(xué)生提供一個(gè)本學(xué)科的概貌和總體認(rèn)識(shí)。
2.2 教學(xué)手段和方法的改革
2.2.1精選教材
目前用的是清華大學(xué)出版社的《數(shù)字信號(hào)處理原理及實(shí)現(xiàn)》[1],該教材內(nèi)容適中、淺顯易懂,效果較好。另外,電子工業(yè)出版社的《數(shù)字信號(hào)處理原理及其MATLAB實(shí)現(xiàn)》[8]、《DSP芯片的原理與開發(fā)應(yīng)用》[9]等作為相關(guān)的輔助教材,也是不錯(cuò)的選擇。
2.2.2多媒體教學(xué)應(yīng)是教學(xué)手段改革的主流
恰當(dāng)運(yùn)用多媒體工具實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的最優(yōu)化,為教學(xué)改革尋找創(chuàng)新點(diǎn)和突破口,是教學(xué)過程中應(yīng)重點(diǎn)思考的問題。多媒體教學(xué)具有信息量大、傳播速度快、直觀效果強(qiáng)等特點(diǎn),不僅可以大大提高單位時(shí)間內(nèi)學(xué)生掌握知識(shí)的數(shù)量,還可以突破時(shí)空限制,大面積、多方式、高效率地教學(xué),大大節(jié)省師資和其它教學(xué)設(shè)備,擴(kuò)大教學(xué)規(guī)模和改善教學(xué)環(huán)境。
例如:本人在課堂講授IIR濾波器設(shè)計(jì)的雙線性變換法時(shí),就引用了圖2的動(dòng)畫演示過程。從s平面的jΩ軸到s1平面jΩ1軸的-π/T到π/T,通過如下正切變換實(shí)現(xiàn):
但多媒體教學(xué)過程中確實(shí)存在著如下缺點(diǎn):功效代價(jià)不成比例,教師在課件制作上精力花費(fèi)較大,且更多地集中在課件形式上,容易忽略課件內(nèi)容的質(zhì)量;忽視學(xué)生的主體性,缺乏師生間交流;課堂氣氛拘謹(jǐn)、無法完成感情教學(xué)目標(biāo)等。教學(xué)過程表明多媒體教學(xué)確似一把雙刃劍,必須對(duì)此有充分認(rèn)識(shí),并揚(yáng)長(zhǎng)避短,逐步提高多媒體教學(xué)的教學(xué)效果。
2.2.3提高學(xué)生興趣
根據(jù)該課程特點(diǎn),課堂上應(yīng)避免繁瑣的公式推導(dǎo),盡量以形象的教學(xué)方式講授。如:表1將復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式以文字解釋的方式“讀”出來[10],使學(xué)生更容易接受,從而提高教學(xué)效果。
另外,以學(xué)生為主的互動(dòng)式教學(xué),也是提升學(xué)習(xí)積極性及提高教學(xué)效果的主要方法,可極大培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)和能力。學(xué)生在教師的科學(xué)指導(dǎo)下主動(dòng)參與、主動(dòng)獲取,自主構(gòu)建、自我發(fā)展、自我完善,是主動(dòng)學(xué)習(xí)的宗旨和目標(biāo)。但如今有相當(dāng)一部分學(xué)生主動(dòng)性和積極性不是很大,因此在提高學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性方面進(jìn)行了嘗試,以增強(qiáng)課程應(yīng)用性、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。比如:對(duì)某部分教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生在充分做好預(yù)習(xí)的前提下,自己上講臺(tái)給其他同學(xué)講解,激發(fā)學(xué)生潛力;在理論教學(xué)過程中,適當(dāng)引入軟件處理信號(hào)的實(shí)例,如語音濾波等,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,強(qiáng)調(diào)理論和實(shí)踐并重、理論和應(yīng)用相互依靠和支持的辯證關(guān);“濾波器設(shè)計(jì)”教學(xué)中,注重培養(yǎng)學(xué)生興趣和信心,對(duì)基礎(chǔ)理論部分等學(xué)生較熟悉的內(nèi)容,采用自學(xué)、提問和總結(jié)的方式進(jìn)行教學(xué),讓學(xué)生體驗(yàn)和享受學(xué)習(xí)過程和交流空間。通過設(shè)計(jì)有應(yīng)用背景的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生在深入和解決問題的過程中拓展思維、增強(qiáng)信心。
2.2.4適當(dāng)增加“啟發(fā)式”教學(xué)的內(nèi)容
在教學(xué)過程中采用“學(xué)生演示”的教學(xué)方式,培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)積極性。具體做法可以是,由教師給出與某部分課程教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的一個(gè)選題范圍,學(xué)生自主地從中挑選一個(gè)課題(Project),獨(dú)立或分組地收集信息,在教師指導(dǎo)下獨(dú)立或合作地完成課題,并設(shè)計(jì)和制作成一個(gè)演示實(shí)際(Presentation),在教師組織下在課堂上發(fā)表?!皩W(xué)生演示”這種方式主要有4個(gè)好處:第一,相比于以往教師的單純教授,學(xué)生通過自己動(dòng)手能更牢固地掌握所演示的內(nèi)容;第二,有利于培養(yǎng)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)和組織信息的能力。這一點(diǎn)具有長(zhǎng)遠(yuǎn)意義,涉及到信息時(shí)代人才的基本素質(zhì);第三,有利于豐富課堂教學(xué)內(nèi)容和多樣化教學(xué)方式,提高互動(dòng);第四、教師也能從學(xué)生演示中了解和獲取新的知識(shí)和信息。目前,國(guó)內(nèi)外很多高校都采用了此種教學(xué)方式,教學(xué)效果較好。
2.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革
如前所述,實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐內(nèi)容的改革是本次教學(xué)改革的重點(diǎn),是從內(nèi)容上和形式上都進(jìn)行改革。但從現(xiàn)階段來看,存在的問題主要有:
(1)以往實(shí)驗(yàn)內(nèi)容僅限于數(shù)字濾波器設(shè)計(jì),包括:信號(hào)、系統(tǒng)及系統(tǒng)響應(yīng)、FFT進(jìn)行頻譜分析、IIR濾波器設(shè)計(jì)等,單純采用MATLAB軟件實(shí)現(xiàn),且大部分是驗(yàn)證性試驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少,學(xué)生的積極性普遍不高;
(2)缺乏實(shí)物性設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。若能將軟件與硬件(如數(shù)字信號(hào)處理器芯片)設(shè)計(jì)結(jié)合起來,增加學(xué)生動(dòng)手環(huán)節(jié),用DSP設(shè)計(jì)并完成一個(gè)實(shí)實(shí)在在的器件,可以大大調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,增加自信心和主動(dòng)性,從而極大的提高學(xué)習(xí)效果。
因此,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容中,計(jì)劃安排如下:
(1)通過設(shè)計(jì)無限沖激響應(yīng)(IIR)數(shù)字濾波器,使學(xué)生熟悉模擬的巴特沃斯、切比雪夫、橢圓函數(shù)、貝塞爾濾波器頻率特性,掌握從模擬濾波器設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器的方法,掌握脈沖響應(yīng)不變法和雙線性變換法設(shè)計(jì)IIR數(shù)字濾波器的基本原理,進(jìn)行低通、高通和帶通濾波器的計(jì)算機(jī)編程和仿真;
(2)通過設(shè)計(jì)有限沖激響應(yīng)(FIR)數(shù)字濾波器,使學(xué)生熟悉窗函數(shù)設(shè)計(jì)法、頻率采樣法設(shè)計(jì)FIR數(shù)字濾波器基本原理,掌握線性相位FIR濾波器幅頻特性和相頻特性,掌握加窗后(以矩型窗為例)以及不同窗函數(shù)對(duì)濾波器頻率響應(yīng)的影響,進(jìn)行線性相位低通、高通、帶通和帶阻FIR數(shù)字濾波器的計(jì)算機(jī)編程和仿真,以及各種濾波器的相互轉(zhuǎn)換;
(3)動(dòng)手設(shè)計(jì)一個(gè)基于DSP的數(shù)字信號(hào)處理實(shí)物,如某一DSP應(yīng)用系統(tǒng)。根據(jù)學(xué)生的研究興趣,使DSP設(shè)計(jì)與各種具體的信號(hào)模型相結(jié)合。可以是:一維的語音信號(hào)處理、心電信號(hào)、以及二維的圖像、圖形信號(hào)等等,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和滿足感,并作為課程考核內(nèi)容之一。這是《數(shù)字信號(hào)處理》的教學(xué)目的和精髓。
2.4 考核方式的改革
《數(shù)字信號(hào)處理》涉及范圍較廣,如何考核學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的掌握是一個(gè)難題。過去采用單純的卷面考試,平時(shí)成績(jī)加權(quán)很小,既不適于素質(zhì)教育的要求,也不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。應(yīng)盡量避免這一單一的考核方式,改變單純的卷面考試為多元化素質(zhì)考核,較客觀、全面衡量學(xué)生對(duì)這一課程掌握情況。
平時(shí)成績(jī)除包括規(guī)定的課外作業(yè)外,課堂提問、習(xí)題討論和學(xué)生演示等方式,也為教師打分提供依據(jù)。另外,試卷上應(yīng)有一定實(shí)際分析題,達(dá)到試題標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化和多樣化,避免硬性記憶,考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)分析問題和解決問題的能力,充分體現(xiàn)素質(zhì)訓(xùn)練。這種考核方式效果比較理想,學(xué)生成績(jī)呈正態(tài)分布。
3 結(jié)語
以上教學(xué)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革已形成大致方案。本人對(duì)這一教學(xué)方法經(jīng)在2014~2018級(jí)本科生教學(xué)中初步嘗試,效果很好。學(xué)生通過課堂中學(xué)到的理論知識(shí)、特別是結(jié)合實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐這一教學(xué)環(huán)節(jié),能夠感性認(rèn)識(shí)到相應(yīng)的DSP元器件及DSP系統(tǒng)實(shí)物,擺脫了枯燥的理論知識(shí),使他們大大提高了學(xué)習(xí)積極性,課堂氣氛非?;钴S。提問題的同學(xué)也多了、參加討論的同學(xué)也很多。
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