淺談教學(xué)手段的數(shù)字信號(hào)論文

　　1銜接相關(guān)課程,優(yōu)選教學(xué)內(nèi)容

　　數(shù)字信號(hào)處理理論性強(qiáng)、概念抽象、公式推導(dǎo)多,因此學(xué)習(xí)過程就變的枯燥乏味。為了讓學(xué)生能夠在有限的學(xué)時(shí)中對(duì)數(shù)字信號(hào)處理的基本知識(shí)點(diǎn)有更好的理解和掌握,我們不只是需要對(duì)授課內(nèi)容有一個(gè)更精心的選擇和安排,還需要重點(diǎn)的講授該課程中的基本概念、關(guān)鍵的結(jié)論和物理涵義,并與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合,多以實(shí)例形象講解,而不是只進(jìn)行大量的公式推導(dǎo)。另外,還需要注意課程各知識(shí)點(diǎn)之間、課程與課程之間、各個(gè)專業(yè)之間所存在的交叉和滲透。如,“信號(hào)與系統(tǒng)”是數(shù)字信號(hào)處理的先修課程,該課程中大量存在離散信號(hào)與系統(tǒng)的內(nèi)容。那么,在制定數(shù)字信號(hào)處理課的教學(xué)內(nèi)容時(shí),即要避免與“信號(hào)與系統(tǒng)”課內(nèi)容的大量重復(fù),又要避免課程的不完整,那么可以壓縮與“信號(hào)與系統(tǒng)”相重復(fù)的內(nèi)容。可以先簡(jiǎn)單的復(fù)習(xí)一下第一章離散信號(hào)與系統(tǒng)理論,然后再討論數(shù)字信號(hào)處理中存在的具體問題。另外,為了讓學(xué)生把所學(xué)的知識(shí)更好的系統(tǒng)化,還需要鋪墊好后續(xù)課程[2]。例如:“帕塞瓦爾定理”與能量守恒原理相呼應(yīng),并且是現(xiàn)代信號(hào)處理中功率譜估計(jì)的基礎(chǔ);線性系統(tǒng)中有一重要運(yùn)算方式—“卷積”,而“自相關(guān)/互相關(guān)”是雷達(dá)信號(hào)處理中信號(hào)分離的基礎(chǔ);“離散Fourier變換(DFT)”則是時(shí)頻信號(hào)分析或窄帶信號(hào)分析的基礎(chǔ)。這些內(nèi)容的良好掌握可以為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),還可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)融會(huì)貫通,從而形成發(fā)散性的思維,用辯證發(fā)展的觀點(diǎn)來理解所學(xué)知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)探索的能力。因此,加強(qiáng)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用,優(yōu)選課程的相關(guān)內(nèi)容,兼顧學(xué)生之前的課程學(xué)習(xí)和未來的課程安排,做好課程內(nèi)容之間的銜接,提高學(xué)習(xí)的效率。

　　2結(jié)合實(shí)際問題使教學(xué)手段形象化

　　學(xué)生對(duì)數(shù)字信號(hào)處理課中很多抽象的概念和公式不容易理解。因此,教學(xué)手段的形象化,可以使學(xué)生更感性和直觀地體會(huì)概念、公式及其原理的意義,更全面透徹地理解所學(xué)內(nèi)容。教學(xué)手段的形象化主要分為下面兩個(gè)方面。第一,結(jié)合含義學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)公式。數(shù)字信號(hào)處理課程中許多概念是用數(shù)學(xué)公式來描述的,其推導(dǎo)過程也比較復(fù)雜,涉及數(shù)學(xué)符號(hào)多,學(xué)生容易僅針對(duì)符號(hào)來推導(dǎo)符號(hào),容易忘記數(shù)學(xué)符號(hào)和公式背后的含義[3]。從而,在教學(xué)過程中,不僅要訓(xùn)練學(xué)生用口語表述數(shù)學(xué)公式,而且要著重理解公式所表示的物理含義,促進(jìn)學(xué)生緊密結(jié)合實(shí)際應(yīng)用開展學(xué)習(xí)。第二,在課堂教學(xué)中,大量使用仿真軟件展示結(jié)論或結(jié)果。MATLAB是數(shù)字信號(hào)處理課程中的常用的教學(xué)仿真軟件,配有功能非常全面的ToolBox,能輕松完成數(shù)字信號(hào)的分析和復(fù)雜處理,如:可以設(shè)計(jì)濾波器并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、顯示DFT結(jié)果的`幅度譜、計(jì)算離散卷積等,也可以形成教學(xué)所用的多媒體素材。還可用MATLAB仿真某些抽象的公式和概念[4,5],利用圖形形象化的說明這些定理和概念,既生動(dòng)形象,又調(diào)動(dòng)了學(xué)生的興趣。此外,讓學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí),提高其探索精神和動(dòng)手能力;結(jié)合實(shí)際應(yīng)用中的問題,設(shè)計(jì)開放性實(shí)驗(yàn)課題,使學(xué)生主動(dòng)地探索和研究,把學(xué)生按小組劃分,通過組內(nèi)協(xié)作和組間競(jìng)爭(zhēng)的方式,讓學(xué)生在團(tuán)結(jié)合作中完成一個(gè)實(shí)際題目,增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和創(chuàng)新意識(shí)。

　　3培養(yǎng)工程思維,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

　　工科院校的學(xué)生即需要扎實(shí)的理論基礎(chǔ),還需要培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力。從而,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中應(yīng)不斷加強(qiáng),培養(yǎng)學(xué)生將知識(shí)應(yīng)用于工程的能力。應(yīng)根據(jù)信號(hào)類專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的相關(guān)聯(lián)性,對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)和編排,既兼顧到前課程—“信號(hào)與系統(tǒng)”中各實(shí)驗(yàn)間的聯(lián)系,還要為后續(xù)課程—“DSP原理與應(yīng)用”打下基礎(chǔ),即將本科四年的課程學(xué)習(xí)看成一個(gè)系統(tǒng),“數(shù)字信號(hào)處理”課程實(shí)驗(yàn)作為其中承上啟下的一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)存在,應(yīng)達(dá)到加深之前知識(shí)的理解和鋪墊后續(xù)將要學(xué)習(xí)知識(shí)的目的。基于此,把初步了解和學(xué)習(xí)DSP的軟件環(huán)境CCS(CodeComposerStudio)加入到了“數(shù)字信號(hào)處理”的MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)中,并將實(shí)驗(yàn)課程劃分成兩個(gè)層次,即基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和進(jìn)階性實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)主要包括常見離散型號(hào)的產(chǎn)生和實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)、FFT算法的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)、無限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、有限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等,使用工具主要為Matlab編程環(huán)境,主要目的是重現(xiàn)課本上的概念、定理等,加深學(xué)生理解,為后續(xù)的進(jìn)階性實(shí)驗(yàn)奠定基礎(chǔ);進(jìn)階性實(shí)驗(yàn)主要是面向工程應(yīng)用和實(shí)際問題的設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn),如:CodeComposerStu-dio的入門實(shí)驗(yàn)、音頻信號(hào)發(fā)生實(shí)驗(yàn)、特定波形的信號(hào)產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)等,在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中注意結(jié)合常見錯(cuò)誤設(shè)計(jì)相應(yīng)的問題,讓學(xué)生自主解決,老師在這一過程中僅起到指引解決問題方向的作用,不給出具體的解決方案和步驟,培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立解決工程問題的能力。

　　4結(jié)語

　　數(shù)字信號(hào)處理課程不僅是電氣信息類專業(yè)一門極為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,對(duì)其它電子類專業(yè)課程也起到一個(gè)連接的作用;在學(xué)習(xí)過程中,既要掌握基礎(chǔ)的理論,還要掌握專業(yè)的技術(shù)。從而,在廣泛應(yīng)用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的未來,才具有解決實(shí)際問題的能力。對(duì)于數(shù)字信號(hào)處理課程所具有的特點(diǎn),以應(yīng)用為牽引進(jìn)行教學(xué)改革,在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和實(shí)驗(yàn)上進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)字信號(hào)處理課程的興趣,在老師的方向性指導(dǎo)下,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和解決實(shí)際問題的能力。