許亞男

摘要：作為應(yīng)用型本科院校，針對數(shù)字信號處理課程本身的理論性強、概念抽象、公式繁多等特點，經(jīng)過多年的教學實踐，在理論教學過程中盡力淡化公式的概念推導(dǎo)，重點介紹公式的應(yīng)用，引入Matlab仿真教學以及學校數(shù)字化教學平臺，結(jié)合實際動手能力的培養(yǎng)，使得學生的學習興趣大大提高。

關(guān)鍵詞：數(shù)字信號處理;教學改革;實踐改革

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? 文章編號：1009-3044（2019）02-0108-02

數(shù)字信號處理是電子通信類專業(yè)的必修專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是很多專業(yè)的研究生入學考試科目，教學過程中學生都普遍反映課程的內(nèi)容枯燥、理論太強、公式多且繁，整本書感覺都是在進行公式推導(dǎo)， 學生很難產(chǎn)生學習興趣[1][2]。數(shù)字信號處理這門課程對數(shù)學知識要求比較高，學生前期高等數(shù)學、復(fù)變函數(shù)、概率論等數(shù)學知識比較扎實的話對學習這門課程會有很大幫助，其次，信號與系統(tǒng)是數(shù)字信號處理的先學課程， 有些同學信號與系統(tǒng)都沒有學好，怎么能夠?qū)W好數(shù)字信號處理，可以說數(shù)字信號處理是緊接著信號與系統(tǒng)的連續(xù)系統(tǒng)分析轉(zhuǎn)換到離散系統(tǒng)分析，是一門基礎(chǔ)理論與工程實踐相結(jié)合的課程，其很多知識都是與公式推導(dǎo)聯(lián)系在一起的，學生聽不懂、不想聽甚至厭惡聽都是可以理解的。然而作為一名高校教師有義務(wù)將這門課程教好，所以我們學校電子課題組的老師多年來一直在完善教學方法與教學手段，盡可能提高學生的學習興趣，以符合我們學校應(yīng)用型本科院校的定位， 達到專業(yè)培養(yǎng)的目標。

1教學現(xiàn)狀

目前我們學校在這類課程的教學過程中，還沒有形成一個健全的教學模式，大部分老師教學的時候，重點還是在課程理論的講解上面，但是學生根本不感興趣，所以我們迫切希望能夠讓學生從根本上不再厭煩理論的講解，這需要將理論知識進行剖析分解，將枯燥的內(nèi)容形象化，將難懂的內(nèi)容簡單化后再傳授給學生，同時要增加實踐的比重，強調(diào)課程的實際應(yīng)用價值。以下幾個方面是我們目前遇到的主要問題。

1.1重理論輕實踐

“數(shù)字信號處理”課程是對數(shù)字信號的一些處理方法的介紹，課程理論性很強，全篇公式特別多，老師們在上課的過程中難免需要對這些公式進行推導(dǎo)、證明，讓學生以為公式才是重點。另外，課程實驗主要還是以Matlab仿真實現(xiàn)課本上的一些基本算法，很多算法都是Matlab工具箱自帶的，并不需要學生自己去編程，根本不能夠激發(fā)學生的學習積極性。

1.2只講授確定信號，不講授隨機信號

目前，我們學校在《數(shù)字信號處理課程》的講授過程中還沒有對隨機信號內(nèi)容進行講解的，可是，我們在實際生活中，經(jīng)常處理的信號都是一些隨機信號，比如語音信號，噪聲干擾信號，心電信號等等。所以，今后教學過程中有必要介紹一些隨機信號的知識，這樣對學生今后考研和工作上可能都會有很大幫助的。

1.3教材選擇的不夠合理

經(jīng)過比較，我們選擇的幾個版本的教材理論性都太強，與前期的復(fù)變函數(shù)、信號與系統(tǒng)等課程的銜接不夠緊密，學生一時不能適應(yīng)課程的教學，另外教材中也沒有涉及實驗教學，缺乏實踐案例，學生無法從全篇的公式推導(dǎo)中尋找到學習的樂趣，也就很難培養(yǎng)出應(yīng)用型人才。

1.4考核方式比較單一

一直以來，數(shù)字信號處理的考核跟其他課程一樣，由平時成績與期末成績構(gòu)成，平時成績主要包括考勤、作業(yè)以及課堂表現(xiàn)，一般占30%，期末考試是老師上完該課程之后進行統(tǒng)一的閉卷考試，占總成績的70%，這種考核方式重點是考查學生對基本理論、基本概念的掌握，學生都是通過考前死記硬背來應(yīng)付這樣的考試的，等到考試一結(jié)束，就忘記得干干凈凈，根本考查不了學生分析和解決問題的能力，更不利于學生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

1.5學生學習興趣不高

很多學生還沒有擺脫高中時期的應(yīng)試教育的影響，一味地覺得做題才是學好理工科的關(guān)鍵，覺得考個高分就代表這門課學得很好，其實大學生真正要學好一門課程還是要從這門課程的應(yīng)用方面來著手，只有意識到這門課程的學習價值，才能主動自覺的要求學，也才能真正地學好一門課程，所以，要想使學生對《數(shù)字信號處理》這門課程感興趣，首先應(yīng)該讓他們真正認識門課程價值所在。

為了培養(yǎng)出應(yīng)用型本科人才，我們需要讓學生對課程感興趣，讓他們在掌握一定理論基礎(chǔ)的前提下，更多的將課程的工程應(yīng)用于自己的實際工作中，解決自己工作中遇到的問題。因此，我們有必要探索更好的教學方法，以幫助學生更好地掌握這門課程的學習，為今后的學習工作打下堅實的基礎(chǔ)。

2教學改革建設(shè)方案與措施

基于我校數(shù)字信號處理課程教學中存在的一些問題，結(jié)合教學實際情況對該門課程提出了幾點改革措施。

2.1選擇合適的教材

針對后升本的普通本科院校來說，很多課程的教材選用還存在一個摸索階段，需要結(jié)合學生的學習效果與老師的教學經(jīng)驗才能找到最適合應(yīng)用型本科院校的教材。當前大部分高校都是使用一些理論性比較強的教材，比如鄭君里編著的《數(shù)字信號處理》，程佩青編著的《數(shù)字信號處理教程》等[3][4]。 這些教材理論性都比較強，對實際工程應(yīng)用講解的太少，我們可以嘗試選擇一些結(jié)合工程應(yīng)用的教材，比如趙紅怡，張常年編著的《數(shù)字信號處理及其MATLAB實現(xiàn)》。同時，可以引導(dǎo)一些層次比較好的同學參考一些優(yōu)秀的國外教材，比如美國維納 K英格爾以及約翰 G普羅克斯著，劉樹棠，陳志剛譯的《數(shù)字信號處理》（ MATLAB版）第3版。

2.2制定合理的教學大綱，調(diào)整理論與實踐的課時比例

根據(jù)不同專業(yè)學習數(shù)字信號處理的差異性，制定不同的教學大綱。不同專業(yè)的人才培養(yǎng)目標不同，對課程的要求也不同，需要根據(jù)不同專業(yè)的特點，對課程的理論與實踐教學課時的安排也需要適當調(diào)整。比如對于電子信息類的專業(yè)在開設(shè)這門課程之前應(yīng)該多學過高等數(shù)學與信號與系統(tǒng)等相關(guān)課程，并且還開設(shè)了信號與系統(tǒng)的MATLAB仿真實訓，所以學生具備了一定的基礎(chǔ)知識，而且信號與系統(tǒng)也是電子信息專業(yè)的重要專業(yè)課，很多同學想著以后考研要考這門課程，所以學的時候都很認真，這樣他們在學習數(shù)字信號處理的時候會輕松很多，所以理論課時可以適當?shù)卦黾右恍?，實踐內(nèi)容也可以適當?shù)丶哟箅y度。其他一些專業(yè)比如電氣工程及其自動化專業(yè)，學生在學習信號與系統(tǒng)的時候重視程度不夠，也沒有安排信號與系統(tǒng)的MATLAB實訓，后面學習數(shù)字信號處理的時候就更沒有興趣了，對于電氣類學生應(yīng)該重點放在簡單的算法實現(xiàn)與工程應(yīng)用上，對于一些煩瑣的公式推導(dǎo)盡量淡化，知識內(nèi)容上也可以適當?shù)貏h減一些，這樣可以一定程度上提高學生的學習興趣，以便取得滿意的效果。新舊教學課時有所改變見表1。

2.3教學內(nèi)容與教學方法的改革

理論教學中強調(diào)數(shù)字信號處理的實際應(yīng)用性，注重實踐教學，培養(yǎng)學生的學習興趣，提高他們的動手能力。教學過程中隨時利用MATLAB、LABVIEW仿真軟件對教學內(nèi)容進行仿真實現(xiàn)，同時借助課程實訓加強對課程教學內(nèi)容的理解，有條件的話引入硬件實驗教學也是很有必要的。

課堂教學應(yīng)該板書與多媒體結(jié)合使用，基本概念與基本公式可以寫在黑板上，不會占用太多時間，公式的推導(dǎo)以及圖解就可以借助多媒體來展示，這樣老師可以省下很多時間來寫公式的推導(dǎo)過程，可以把更多的時間用于公式含義的講解，物理意義以及工程應(yīng)用的引入，這樣學生就不會覺得這門課程全程都是公式推導(dǎo)了。實驗教學主要以matlab仿真實訓為主，讓學生更加熟悉matlab軟件的使用，同時加深對課本中一些理論的理解，尤其將很多理論知識通過仿真實驗看到它們的實際應(yīng)用價值，同時后期還會開設(shè)一門DSP課程，將DSP硬件實驗引入實驗教學中[5]。

此外，除了傳統(tǒng)的課堂教學和實驗教學外，還應(yīng)充分利用學校的網(wǎng)絡(luò)化教學平臺，將教學大綱、教學要求、電子教案、網(wǎng)絡(luò)課件、習題及答案等內(nèi)容上網(wǎng)，學生可以課前預(yù)習，也可以課后復(fù)習，還可以隨時通過平臺向老師提問，給老師留言等等，這樣使得學生與老師之間的溝通變得更加方便，大大提高了學生學習的積極性。

2.4考核方式的優(yōu)化

以往數(shù)字信號處理的考核都是以期末考試為主，平時課堂表現(xiàn)與課內(nèi)實踐為輔，按照三七比例（平時成績占30%，期末卷面成績占70%）給出總評成績，試卷上面能夠考察的還是公式為主，很難考查學生是否真的知道這門課程的實際應(yīng)用，以及學生的實際編程與動手能力，所以我們嘗試平時多進行一些實踐內(nèi)容的考察，比如平時布置一些實際動手的項目讓學生去完成，可以分小組完成，最后提交項目報告，根據(jù)完成情況，給出平時實踐分數(shù)，將期末考試分成理論與實踐兩部分，實踐部分可以開放式考核，這樣課程的學習目的就達到了。表2就是對課程考核進行改革的具體情況。

2.5教師綜合素質(zhì)的提高

教師是傳道授業(yè)的主體，作為工科的老師就更應(yīng)該要不斷豐富自己的知識儲備，不斷更新自己的知識體系，要經(jīng)常參加一些學術(shù)交流， 熟悉本領(lǐng)域的最新動態(tài)，同時與本教研室的老師也要經(jīng)常探討課程的改革方式方法，不斷提高教師的教學水平，尤其是從事該課程教學的老師需要經(jīng)常在一起溝通教學經(jīng)驗，加強學習與討論的機會，分析大家教學中遇到的問題以及學生的反饋意見等，不斷提高自己的教學水平。

3結(jié)論

經(jīng)過一段時間的教學改革，采用理論教學與實踐教學相結(jié)合的方法，注重課程本身的實際應(yīng)用，避開一些煩瑣的公式、理論推導(dǎo)，可以使得學生的學習興趣大大提高，能夠激發(fā)學生的學習積極性。利用Matlab仿真軟件可以使課堂教學中的枯燥內(nèi)容變得實際生動，板書結(jié)合多媒體教學更能點面結(jié)合，做到該詳細的詳細該生動的生動，單獨的實訓教學可以更加集中學習實際應(yīng)用，同時可以引入項目教學，讓學生發(fā)揮自己的創(chuàng)造性，完成整個項目的設(shè)計要求，增強學生的學生興趣，也為今后工作打下良好的基礎(chǔ)。同時充分利用學校的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教學平臺，可以方便學生在課下查閱課程相關(guān)資料，做好預(yù)習與復(fù)習，還可以與授課老師進行在線交流，學生的學習自主性大大提高。

參考文獻：

[1]謝平，王娜，林洪彬.信號處理原理及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.

[2]劉永紅，王娜.“數(shù)字信號處理”課程學習興趣的培養(yǎng)[J].電氣電子足學報2014，36（2）：9-11.

[3] 程佩青.數(shù)字信號處理教程[M].4版.北京：清華大學出版社，2015：6-10.

[4] 高西全，丁玉美.數(shù)字信號處理[M].4版.西安：西安電子科技出版社，2016：2-6.

[5] 尹立敏.數(shù)字信號處理課程實驗教學內(nèi)容改革研究[J].科技資訊，2016，16（10）：84-86.