邢應(yīng)壽

摘要：該文以地方本科院校為基準(zhǔn)，對(duì)以應(yīng)用型為主的教學(xué)模式進(jìn)行闡述，探討了信號(hào)處理類課程的教學(xué)研究與改革，提出了該類課程要以理論與實(shí)踐相結(jié)合，通過實(shí)驗(yàn)和綜合性課程設(shè)計(jì)來加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論的理解，最終形成理論付諸實(shí)踐、實(shí)踐印證理論的新型教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：信號(hào)處理；課程教學(xué)；改革與探索

信號(hào)處理類課程是電子信息類專業(yè)中一門最大面廣的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，多年來，該課程教學(xué)一直采用黑板式或者多媒體式的教學(xué)方式，課程內(nèi)容多灌以相似的數(shù)學(xué)分析模式和抽象的概念，最終學(xué)生僅依靠做大量習(xí)題來理解和鞏固教學(xué)內(nèi)容，嚴(yán)重限制了學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，無法真正理解所學(xué)結(jié)果的實(shí)際應(yīng)用。當(dāng)然，這更違背了應(yīng)用型本科院校教學(xué)目的的初衷。因此，信號(hào)處理類課程迫切需要進(jìn)行教學(xué)模式和教學(xué)手段的改革。本文研究了信號(hào)處理類課程的內(nèi)涵，提出了該課程改革的一系列措施，希望能對(duì)該類課程教學(xué)模式的改革和研究起到一個(gè)拋磚引玉的作用。

1.互動(dòng)的理論實(shí)踐結(jié)合的課程教學(xué)模式

信號(hào)處理類課程是電子類、測(cè)控類和機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的重要專業(yè)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課，內(nèi)容包括模擬和數(shù)字信號(hào)的采集、信號(hào)在時(shí)域和頻域上的分析方法、數(shù)字濾波等一系列的數(shù)學(xué)分析算法等內(nèi)容。從理論層面來看，課程設(shè)計(jì)奧深的數(shù)學(xué)分析和算法理論，內(nèi)容比較抽象且難懂；從應(yīng)用層面來看，則要涉及如何把信號(hào)的處理理論與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合的應(yīng)用問題。

根據(jù)課程教學(xué)中加強(qiáng)教與學(xué)互動(dòng)和學(xué)生主動(dòng)實(shí)踐的教學(xué)指導(dǎo)思想，把理論和實(shí)踐應(yīng)用的教學(xué)理論貫穿于課程教學(xué)的各個(gè)階段。提出理論教學(xué)一內(nèi)容討論一理論應(yīng)用一動(dòng)手實(shí)踐的新型課程教學(xué)模式。具體內(nèi)容如下：

第一，采用啟發(fā)式的教授方式，促進(jìn)學(xué)生積極思考，合理進(jìn)行師生互動(dòng)。同時(shí)應(yīng)用實(shí)際的信號(hào)處理案例，在理論教學(xué)中進(jìn)行專題式討論教學(xué)。

第二，協(xié)作學(xué)習(xí)和自主展示，合適的協(xié)作學(xué)習(xí)模式對(duì)學(xué)生完成課程知識(shí)的理解和把握是非常必要的。課程中安排多個(gè)專題講座和實(shí)踐課題，每個(gè)課題由3--5名學(xué)生協(xié)作完成，學(xué)生會(huì)自由根據(jù)分工去查閱相關(guān)資料和信號(hào)處理技術(shù)及儀器的開發(fā)和應(yīng)用。

第三，踐行“老師式的學(xué)生”課堂教學(xué)模式，傳統(tǒng)的教學(xué)模式完全依照課本知識(shí)為基點(diǎn)，授課老師從經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，在這種設(shè)計(jì)理念下，課堂教學(xué)只能按照預(yù)定的模式和方法按部就班地進(jìn)行，毫無生機(jī)可言，師生的創(chuàng)造力都得不到有效的挖掘。相反，讓學(xué)生代替老師進(jìn)行課堂講解，老師進(jìn)行評(píng)閱補(bǔ)充的教學(xué)模式會(huì)在很大程度上打破以往那種死舊的、墨守成規(guī)的教學(xué)方法，這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)能發(fā)揮學(xué)生對(duì)原有知識(shí)儲(chǔ)備的極大調(diào)動(dòng)和激發(fā)對(duì)新知識(shí)的求知欲望。

2.多種實(shí)踐方法交叉使用，合理規(guī)劃實(shí)踐項(xiàng)目

以“信號(hào)與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號(hào)處理”兩門課程為例，按照我?，F(xiàn)行教學(xué)計(jì)劃，該兩門課程理論教學(xué)為68學(xué)時(shí)和48學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)均為16學(xué)時(shí)?，F(xiàn)有大部分“信號(hào)與系統(tǒng)”教材中，連續(xù)信號(hào)與離散信號(hào)的時(shí)域分析、頻域分析以及各種變換均有涉及且不分繁簡(jiǎn)。這就要求教師在教學(xué)過程中進(jìn)行合理取舍，將離散信號(hào)的分析與處理壓縮到“數(shù)字信號(hào)處理”課程中進(jìn)行研究，把壓縮的學(xué)時(shí)時(shí)間放到兩門課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)上來，用以強(qiáng)化所學(xué)的理論知識(shí)。

在信號(hào)處理類一系列課程教學(xué)中，首先要利用Matlab軟件仿真時(shí)域信號(hào)及頻域信號(hào)的變換及信號(hào)分析，利用System View軟件搭建信號(hào)處理的理論框架。其次采用TMS320系列DSP實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及1C12SOPC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開展軟硬件相互結(jié)合、橫跨DSP及EDA兩種實(shí)踐理論的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。實(shí)踐項(xiàng)目的劃分力爭(zhēng)由小及大、由簡(jiǎn)入難，從而在有限的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)中提高學(xué)生的動(dòng)手和創(chuàng)新能力。

3.設(shè)置多層次、多模塊化的課程內(nèi)容

由于信號(hào)處理課程內(nèi)容的獨(dú)特性，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不適合于信號(hào)類課程的教學(xué)。運(yùn)用多層次、模塊化的課程設(shè)置方法，可以把信號(hào)類課程劃分成若干個(gè)模塊，一旦一個(gè)新的理論或新的實(shí)踐知識(shí)產(chǎn)生，就可以及時(shí)添加到相應(yīng)的動(dòng)態(tài)模塊中，確保信號(hào)類課程對(duì)學(xué)生知識(shí)體系、知識(shí)機(jī)構(gòu)和技術(shù)結(jié)構(gòu)的培養(yǎng)，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求。同時(shí)，還可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)和實(shí)踐技術(shù)的有力銜接。

4.結(jié)束語

教學(xué)工作是學(xué)校的主旋律，教學(xué)工作質(zhì)量的提高永遠(yuǎn)是學(xué)校工作的重中之重。為了提高信號(hào)處理類課程的教學(xué)工作水平，本文提出了一系列該課程改革的措施和探究方法，該措施和研究方法寄托于該類課程的教學(xué)大綱和教學(xué)目的，可根據(jù)具體教學(xué)模塊設(shè)施各異的教學(xué)方法，改變傳統(tǒng)的過去以做大量習(xí)題來理解課程內(nèi)容的數(shù)學(xué)式教學(xué)模式，使枯燥化和抽象化的教學(xué)方案變得生動(dòng)而具體；使學(xué)生對(duì)該類課程由理論想象變成具體化、生動(dòng)化，并在具體實(shí)踐的基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新，達(dá)到提高教學(xué)效果的目的。