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摘要:针对目前“数字信号处理”课程的教学现状,综合现代教学手段及该门课程对三本院校的人才培养目标,提出了教学方法的改革探索,比如采用双语教学、结合MATLAB的实践教学平台、应用多媒体教学的若干设想。在教学过程中着重研究提高“数字信号处理”课程的教学水平和应用能力的方法,实现该课程的精品课程建设目标,并逐步实现教学形式多样化、增强教研互动、加强师生互动、强化师资队伍等目标。
关键词:数字信号处理;精品课程;三本院校;独立学院
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)37-0042-02
“数字信号处理”是利用计算机或DSP专用处理设备,对信号采用数值计算的方法进行采集、变换、综合、估值与识别等处理,达到提取信号特征和利于应用的目的。“数字信号处理”是国内许多高校电子信息类、通信类和自动控制类的专业技术基础课,具有基础性强和应用性广的特点,是应用DSP(数字信号处理)芯片、嵌入式技术、EDA技术解决实际问题的基础。但是传统的教学模式无论在教授内容还是教学方式上都比较偏重理论教学,其教学方式单一。课堂教学多以教师中文讲课为主,缺乏必要的师生交流互动和实验练习环节。滇池学院是教育部确认的独立学院,学院先后被有关部门、机构和协会授予“社会满意学校”、“民办教育百强学校”、“全国百佳特色学校”、“2008年全国最佳独立学院”。“数字信号处理”经过多年的课程建设,2010年被列为滇池学院的院级精品课程建设项目,该课程介绍数字信号处理的基本概念和基本理论,讲授各种常用算法的计算机实现方法。在精品课程建设中,我们努力寻找新的教学方式和方法,在MATLAB实践教学平台上尽量做到深入浅出的教学;着重培养学生对数字处理技术的运用能力。通过学习该课程,让学生掌握在上述技术中继续学习和科研的必要工具。在课程建设过程中,我们应用新的教学手段,研究并实践如何提高“数字信号处理”课程的教学水平,在对该课程的精品课程建设中,实现了教学形式的多样化、加强了教学互动,这些手段有效地提高了数字信号处理课程的教学效果[1]。
一、确立教学目标、改革教学内容
“数字信号处理”是滇池学院“电子信息工程”专业的专业基础课。目前,该课程中的一些主要内容,例如:离散时间傅立叶变换(DTFT)、离散傅立叶变换(DFT)、变换域中的线性时不变离散时间系统(LTI)、数字滤波器的设计等,是本课程的教学重点和难点。尤其是DFT是本课程的重点教学内容。学好这部分内容,将有助于借助计算机或DSP芯片,用数值计算的方法分析信号的频谱。若讲授只停留在理论和公式推导上,学生得到的还是较为抽象的概念。现在多数三本院校的教学方式为传统的黑板式教学方式,大多数用的还是中文版教材,若能借助于当今先进的软、硬件技术,相信教学效果会更好。随着现代社会科技水平的发展,视频教学和多媒体教学的出现,社会对三本院校学生应用能力的需求提高及学生学习目的的多样性等原因,我们将对本课程的教学目标和内容进行改革和探索。因此,我们将从以下几个的方面进行探索。
1.在教学内容方面改革:以培养学生应用知识能力和设计创新能力为目标,根据近年来数字信号处理在信号分析方面应用的热点,以及电子信息专业对该课程的要求,结合课程特点,参照国内外知名大学的教学计划体现实践性、先进性和前沿性[1]。
2.在使用教材方面改革:选用《Digital Signal Processing——A Computer-Based Approach》,作者是SanjitK. Mitra。该教材是清华大学出版社引进的国际知名大学——美国加州大学圣·巴巴拉分校的原版(英文)教材,且作者Sanjit K. Mitra教授是国际著名的信号处理专家。
3.在教研结合方面改革:通过本课程的建设,能成立一支由专家领头,普通教师参与,教学水平高,教研相互促进的教师梯队,并要求担任本课程建设的教师能积极参与教学改革、及时掌握国内外在本学科领域的先进教学理念,从而形成一流的教学成果。鼓励学生参加电子设计大赛,将“数字信号处理”的专业知识与其他电子信息领域的知识相结合,并能参与实际项目研发和相关论文写作;鼓励学生参加课外科技活动小组,将所学的数字信号处理的知识应用到解决实际问题中,既提高了学习积极性,又锻炼了学生。
4.在成绩评定方面改革:除本课程基础理论采用闭卷考试外,把MATLAB实践教学平台上DSP应用和数字滤波器设计实验计入到实验考试成绩中,以鼓励学生提高应用知识能力和创新能力。
二、创新教学手段,完善教学方法
现在“数字信号处理”课堂教学方式多数是传统的教师讲、学生听的模式,这样的教学手段有利于培养学生的推理能力和解题能力,但是不利于学生的自主学习能力和创新能力的提高[2]。因此,教学方法上我们积极推动现代化教学手段在该课程中的应用,实施多媒体教学与板书相结合的创新教学模式。针对应用型人才培养目标,增加课堂讨论、MATLAB编程、项目训练等教学环节,加强学生对数字信号处理理论的理解,从而提高其实践应用的能力。通过该课程教学建设,我们将实现以下目标。
1.多媒体技术与传统板书相结合的教学方式。我们制作与教材配套的多媒体课件,增加视频和动画,调动学生学习的积极性,挖掘学生的学习潜力,使学生由填鸭式接受变为主动学习探究。
2.双语互动的教学模式。为使三本院校学生掌握“数字信号处理”学科国际最前沿知识,提高学生在该课程及电子信息相关领域方面的英语水平,我们逐步推动对该课程进行双语教学,采用全英文教材和课件。在实际教学过程中以英语教学为主,对于重点知识点的讲授增加中文解释。适当补充“数字信号处理”学科中专业词汇的英语解释,让大部分学生能顺利地使用原版教材进行学习,能用英语回答提问,完成用英语出的练习题、考试题,以及让80%的学生在完成练习与考试中能全用英语答题。
3.理论教学与实验教学结合,创建实践教学平台。实验教学是课堂教学的重要补充,能促进学生将课堂上的理论知识与实际问题相结合,既锻炼了学生的应用能力又提高了学生的兴趣。在“数字信号处理”课程的实验教学中,MATLAB的引入很受学生的欢迎。由于其丰富的函数库、强大的计算功能及高度的可视化,将抽象和复杂的问题变得直观和容易理解,再加上多媒体教学手段的应用,大大方便了学生对本课程理论的学习,有效地提高了学生的学习效率。根据三本院校的特点,我们把实验题目分为:基本型(必须完成),选做型(有一定难度,鼓励选做),以及设计型(综合实验,较难,具有挑战性,需要花较多的精力和时间来考虑)三类。三种类型的“数字信号处理”实验题目,满足了不同层次学生的要求。其中,综合实验通常还作为实验考核的内容。大部分的学生都能完成“基本型”的题;约1/3的学生能完成“选作型”的题;不少学生不再满足“验证性”的实验,而希望能做具有挑战性的研究设计型题,尤其是应用性和实用性强的题目。
在滇池学院“数字信号处理”精品课程的建设过程中,我们将努力提高教学理念和完善教学方式,加强课程的中英双语教学,建立MATLAB实践教学实验室,争取在精品课程验收前建立数字信号处理课程的网络教学的平台。我们在课程建设中总结出许多成功的经验,同时,也存在的一些不足。为确保课程建设顺利完成,我们逐步实现教学手段多样化,加强教研互动,增进师生交流,强化师资队伍等目标。
参考文献:
[1]陈建华,李海燕,张榆锋,施心陵.“随机过程”精品课程建设与教学改革探索[J].中国科技信息,2010,(18):1.
[2]杨鉴,张榆锋.研究生“现代信号处理”教学改革与建设[A].中国电子高等教育学会2005年学术年会论文集[C].2007,(5):2-3.
作者简介:陈慧,女,云南大学滇池学院教师,讲师,云南大学滇池学院“质量工程”建设项目成员,研究方向:图像处理;王威廉,男,云南大学、云南大学滇池学院教师,教授,研究方向:信号与信息处理。
关键词:数字信号处理;精品课程;三本院校;独立学院
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)37-0042-02
“数字信号处理”是利用计算机或DSP专用处理设备,对信号采用数值计算的方法进行采集、变换、综合、估值与识别等处理,达到提取信号特征和利于应用的目的。“数字信号处理”是国内许多高校电子信息类、通信类和自动控制类的专业技术基础课,具有基础性强和应用性广的特点,是应用DSP(数字信号处理)芯片、嵌入式技术、EDA技术解决实际问题的基础。但是传统的教学模式无论在教授内容还是教学方式上都比较偏重理论教学,其教学方式单一。课堂教学多以教师中文讲课为主,缺乏必要的师生交流互动和实验练习环节。滇池学院是教育部确认的独立学院,学院先后被有关部门、机构和协会授予“社会满意学校”、“民办教育百强学校”、“全国百佳特色学校”、“2008年全国最佳独立学院”。“数字信号处理”经过多年的课程建设,2010年被列为滇池学院的院级精品课程建设项目,该课程介绍数字信号处理的基本概念和基本理论,讲授各种常用算法的计算机实现方法。在精品课程建设中,我们努力寻找新的教学方式和方法,在MATLAB实践教学平台上尽量做到深入浅出的教学;着重培养学生对数字处理技术的运用能力。通过学习该课程,让学生掌握在上述技术中继续学习和科研的必要工具。在课程建设过程中,我们应用新的教学手段,研究并实践如何提高“数字信号处理”课程的教学水平,在对该课程的精品课程建设中,实现了教学形式的多样化、加强了教学互动,这些手段有效地提高了数字信号处理课程的教学效果[1]。
一、确立教学目标、改革教学内容
“数字信号处理”是滇池学院“电子信息工程”专业的专业基础课。目前,该课程中的一些主要内容,例如:离散时间傅立叶变换(DTFT)、离散傅立叶变换(DFT)、变换域中的线性时不变离散时间系统(LTI)、数字滤波器的设计等,是本课程的教学重点和难点。尤其是DFT是本课程的重点教学内容。学好这部分内容,将有助于借助计算机或DSP芯片,用数值计算的方法分析信号的频谱。若讲授只停留在理论和公式推导上,学生得到的还是较为抽象的概念。现在多数三本院校的教学方式为传统的黑板式教学方式,大多数用的还是中文版教材,若能借助于当今先进的软、硬件技术,相信教学效果会更好。随着现代社会科技水平的发展,视频教学和多媒体教学的出现,社会对三本院校学生应用能力的需求提高及学生学习目的的多样性等原因,我们将对本课程的教学目标和内容进行改革和探索。因此,我们将从以下几个的方面进行探索。
1.在教学内容方面改革:以培养学生应用知识能力和设计创新能力为目标,根据近年来数字信号处理在信号分析方面应用的热点,以及电子信息专业对该课程的要求,结合课程特点,参照国内外知名大学的教学计划体现实践性、先进性和前沿性[1]。
2.在使用教材方面改革:选用《Digital Signal Processing——A Computer-Based Approach》,作者是SanjitK. Mitra。该教材是清华大学出版社引进的国际知名大学——美国加州大学圣·巴巴拉分校的原版(英文)教材,且作者Sanjit K. Mitra教授是国际著名的信号处理专家。
3.在教研结合方面改革:通过本课程的建设,能成立一支由专家领头,普通教师参与,教学水平高,教研相互促进的教师梯队,并要求担任本课程建设的教师能积极参与教学改革、及时掌握国内外在本学科领域的先进教学理念,从而形成一流的教学成果。鼓励学生参加电子设计大赛,将“数字信号处理”的专业知识与其他电子信息领域的知识相结合,并能参与实际项目研发和相关论文写作;鼓励学生参加课外科技活动小组,将所学的数字信号处理的知识应用到解决实际问题中,既提高了学习积极性,又锻炼了学生。
4.在成绩评定方面改革:除本课程基础理论采用闭卷考试外,把MATLAB实践教学平台上DSP应用和数字滤波器设计实验计入到实验考试成绩中,以鼓励学生提高应用知识能力和创新能力。
二、创新教学手段,完善教学方法
现在“数字信号处理”课堂教学方式多数是传统的教师讲、学生听的模式,这样的教学手段有利于培养学生的推理能力和解题能力,但是不利于学生的自主学习能力和创新能力的提高[2]。因此,教学方法上我们积极推动现代化教学手段在该课程中的应用,实施多媒体教学与板书相结合的创新教学模式。针对应用型人才培养目标,增加课堂讨论、MATLAB编程、项目训练等教学环节,加强学生对数字信号处理理论的理解,从而提高其实践应用的能力。通过该课程教学建设,我们将实现以下目标。
1.多媒体技术与传统板书相结合的教学方式。我们制作与教材配套的多媒体课件,增加视频和动画,调动学生学习的积极性,挖掘学生的学习潜力,使学生由填鸭式接受变为主动学习探究。
2.双语互动的教学模式。为使三本院校学生掌握“数字信号处理”学科国际最前沿知识,提高学生在该课程及电子信息相关领域方面的英语水平,我们逐步推动对该课程进行双语教学,采用全英文教材和课件。在实际教学过程中以英语教学为主,对于重点知识点的讲授增加中文解释。适当补充“数字信号处理”学科中专业词汇的英语解释,让大部分学生能顺利地使用原版教材进行学习,能用英语回答提问,完成用英语出的练习题、考试题,以及让80%的学生在完成练习与考试中能全用英语答题。
3.理论教学与实验教学结合,创建实践教学平台。实验教学是课堂教学的重要补充,能促进学生将课堂上的理论知识与实际问题相结合,既锻炼了学生的应用能力又提高了学生的兴趣。在“数字信号处理”课程的实验教学中,MATLAB的引入很受学生的欢迎。由于其丰富的函数库、强大的计算功能及高度的可视化,将抽象和复杂的问题变得直观和容易理解,再加上多媒体教学手段的应用,大大方便了学生对本课程理论的学习,有效地提高了学生的学习效率。根据三本院校的特点,我们把实验题目分为:基本型(必须完成),选做型(有一定难度,鼓励选做),以及设计型(综合实验,较难,具有挑战性,需要花较多的精力和时间来考虑)三类。三种类型的“数字信号处理”实验题目,满足了不同层次学生的要求。其中,综合实验通常还作为实验考核的内容。大部分的学生都能完成“基本型”的题;约1/3的学生能完成“选作型”的题;不少学生不再满足“验证性”的实验,而希望能做具有挑战性的研究设计型题,尤其是应用性和实用性强的题目。
在滇池学院“数字信号处理”精品课程的建设过程中,我们将努力提高教学理念和完善教学方式,加强课程的中英双语教学,建立MATLAB实践教学实验室,争取在精品课程验收前建立数字信号处理课程的网络教学的平台。我们在课程建设中总结出许多成功的经验,同时,也存在的一些不足。为确保课程建设顺利完成,我们逐步实现教学手段多样化,加强教研互动,增进师生交流,强化师资队伍等目标。
参考文献:
[1]陈建华,李海燕,张榆锋,施心陵.“随机过程”精品课程建设与教学改革探索[J].中国科技信息,2010,(18):1.
[2]杨鉴,张榆锋.研究生“现代信号处理”教学改革与建设[A].中国电子高等教育学会2005年学术年会论文集[C].2007,(5):2-3.
作者简介:陈慧,女,云南大学滇池学院教师,讲师,云南大学滇池学院“质量工程”建设项目成员,研究方向:图像处理;王威廉,男,云南大学、云南大学滇池学院教师,教授,研究方向:信号与信息处理。