王月琴 談玲瓏

摘 要

為培養(yǎng)電子信息類專業(yè)需要培養(yǎng)既懂理論又懂實(shí)踐的高水平應(yīng)用型人才，以“信號(hào)處理”為主線，“理實(shí)一體化”為目標(biāo)，串聯(lián)電子信息類主干課程，構(gòu)建專業(yè)課程群。分析目前實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，即課程實(shí)踐環(huán)節(jié)沒(méi)有連貫性，存在脫節(jié)現(xiàn)象。為了更好銜接各門(mén)課程，提出以易于獲得的人體心電信號(hào)和聲音信號(hào)作為貫穿實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的處理信號(hào)。

關(guān)鍵詞

信號(hào)處理;理實(shí)一體;課程群;電子信息

中圖分類號(hào)： ?G647 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.07.025

0 引言

高水平應(yīng)用型大學(xué)建設(shè)背景下，電子信息類專業(yè)需要培養(yǎng)既懂理論又懂實(shí)踐的高水平應(yīng)用型人才，目前電子信息類專業(yè)主干課程以“通識(shí)—>專業(yè)”模式開(kāi)設(shè)，按照“基礎(chǔ)課程—>專業(yè)課程—>專業(yè)課—>綜合實(shí)踐課”由基礎(chǔ)課到專業(yè)課順序開(kāi)展，這種模式下學(xué)生可以循序漸進(jìn)學(xué)習(xí)本專業(yè)相關(guān)課程。由于同一方向課程往往不在同一時(shí)間開(kāi)設(shè)，知識(shí)體系沒(méi)有前后關(guān)聯(lián)性，往往導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)吃力，無(wú)法從宏觀上把握專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)構(gòu)建電子信息類課程群，優(yōu)化專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)，使同一類型的課程能夠安排在同一學(xué)期或相鄰學(xué)期開(kāi)設(shè)，設(shè)置課程群相關(guān)綜合實(shí)踐項(xiàng)目，有利于提升學(xué)生對(duì)專業(yè)的宏觀把控能力，深入把握專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。

1 研究目標(biāo)

以“理實(shí)一體化”教學(xué)法為基礎(chǔ)、以“信號(hào)處理”為主線構(gòu)建電子信息類課程群體系?！袄怼敝咐碚摻虒W(xué)，“實(shí)”指實(shí)踐教學(xué)。[1]依據(jù)電子信息類人才培養(yǎng)目標(biāo)，以“信息處理”為導(dǎo)向?qū)㈦娮有畔⒅鞲烧n程進(jìn)行劃分;以對(duì)“特定信號(hào)（語(yǔ)音信號(hào)或心電信號(hào)）”的處理貫穿電子信息類課程實(shí)踐環(huán)節(jié);針對(duì)電子信息類專業(yè)課程中的高等數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)化，以點(diǎn)帶面，切實(shí)提高學(xué)生的理論水平。旨在培養(yǎng)既懂理論又懂實(shí)踐的高素質(zhì)高水平應(yīng)用型人才和提升教師的專業(yè)水平。

2 研究?jī)?nèi)容

2.1 “信號(hào)處理”為主線，“理實(shí)一體化”為目標(biāo)，串聯(lián)電子信息類主干課程

“信號(hào)處理”為主線，落實(shí)“理實(shí)一體化”教學(xué)法的“實(shí)踐”教學(xué)，串聯(lián)課程之間的內(nèi)在聯(lián)系。專業(yè)核心課程可以分為對(duì)信號(hào)的“理論”分析和對(duì)信號(hào)的“實(shí)踐”應(yīng)用兩個(gè)大的方面。其中“理論”課程主要包括高等數(shù)學(xué)、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理等課程;“實(shí)踐”課程主要包括模電電路（低頻電路+高頻電路）、數(shù)字電路、嵌入式系統(tǒng)（單片機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理芯片（DSP）、可編程邏輯器件）。將課程“理”、“實(shí)”劃分如圖1所示。以信號(hào)處理為主線將電子信息工程主干課程分成三大類建立課程群：數(shù)字信號(hào)處理課程群，模擬信號(hào)處理課程群，嵌入式系統(tǒng)課程群。（如圖2所示）。

2.2 落實(shí)“理實(shí)一體化”教學(xué)中的“實(shí)”，如何以“信號(hào)處理”為主線串聯(lián)專業(yè)課程內(nèi)在聯(lián)系

人體聲音信號(hào)和心電信號(hào)的特點(diǎn)是易于獲取，信號(hào)特點(diǎn)有一定的代表性，學(xué)生應(yīng)用有一定的趣味性。因此可以作為各門(mén)課程的處理信號(hào)，作為主線貫穿于電子信息類主干課程的應(yīng)用教學(xué)中。

信號(hào)處理課程主要包括模擬信號(hào)處理和數(shù)字信號(hào)處理課程，以“信號(hào)處理”為導(dǎo)向，通過(guò)對(duì)信號(hào)的提取、分析、算法分析，構(gòu)建“提煉重點(diǎn)內(nèi)容—>系統(tǒng)設(shè)計(jì)—>系統(tǒng)仿真—>系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)”實(shí)踐教學(xué)體系（如圖3所示）， “理論—>實(shí)踐”零距離，生動(dòng)形象的實(shí)例有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3 舉例

3.1 以“人體心電信號(hào)”為主線，串聯(lián)模擬電路課程主要電路

根據(jù)心電信號(hào)特點(diǎn)，心電信號(hào)采集電路由四個(gè)部分組成：前置差分儀表放大器，帶通濾波電路、50Hz陷波電路、主放大電路。系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖4所示。通過(guò)對(duì)人體心電信號(hào)處理，掌握放大電路、帶通濾波電路、50Hz陷波電路等模擬電路中主要核心電路的應(yīng)用，將前后知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行串聯(lián)。落實(shí)了基于“信號(hào)處理”的模擬電路教學(xué)[2-4]。

3.2 以“聲音信號(hào)”為主線，串聯(lián)數(shù)字信號(hào)處理課程主要內(nèi)容

數(shù)字信號(hào)處理主要內(nèi)容為離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)、離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域和頻域分析，離散傅里葉變換、快速傅里葉變換、無(wú)限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器（IIR）的設(shè)計(jì)、有限脈沖響應(yīng)濾波器（FIR）的設(shè)計(jì)以及數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)。以語(yǔ)音信號(hào)處理為例，將數(shù)字信號(hào)處理課程中主要內(nèi)容進(jìn)行串聯(lián)，通過(guò)實(shí)例將書(shū)本枯燥難懂的內(nèi)容更加形象化，便于學(xué)生學(xué)習(xí)和理解[5，6]。

4 結(jié)論

根據(jù)電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，以“信號(hào)處理”為主線，將專業(yè)核心課程劃分為模擬信號(hào)處理課程群、數(shù)字信號(hào)處理課程群、嵌入式系統(tǒng)課程群三大課程群。為落實(shí)“實(shí)踐”教學(xué)，更好銜接專業(yè)核心課程，體現(xiàn)課程的內(nèi)在聯(lián)系，提出以單一信號(hào)貫穿核心課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)。最后以模擬電路課程和數(shù)字信號(hào)處理課程為例，分解課程主要知識(shí)點(diǎn)，基于“人體心電信號(hào)”和“語(yǔ)音信號(hào)”處理，串聯(lián)了課程重要知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生在實(shí)例中掌握重點(diǎn)內(nèi)容，提高了學(xué)習(xí)的趣味性。

參考文獻(xiàn)

[1]王豐.應(yīng)用型本科理實(shí)一體化課程教學(xué)模式研究[J].山東工業(yè)技術(shù).229-230.

[2]孫會(huì)楠，禹永植，王寧玉.便攜式心電信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].沈陽(yáng)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2016，28（3）：227-233.

[3]唐云，李艷芳，李榮.便攜式心電儀信號(hào)采集電路的設(shè)計(jì)研究[J].湖南城市學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2016，25（3）：59-61.

[4]李志堅(jiān)，黃國(guó)明等.一種心電信號(hào)采集電路的設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù).2013，36（15）：146-148.

[5]李靜.基于MATLAB的語(yǔ)音信號(hào)采集和處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].山西大同大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，32（2）：30-33.

[6]杜世民，楊潤(rùn)萍，鐘志光，孫樂(lè)鳴.應(yīng)用語(yǔ)音信號(hào)輔助“數(shù)字信號(hào)處理”課程教學(xué)，2017，39（1）：83-85.