論《數(shù)字信號處理》課程教學
【論文論文關(guān)鍵詞】數(shù)字信號處理 多媒體教學 實驗教學 雙語教學
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【論文論文摘要】《數(shù)字信號處理》是電子信息類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。本文通過對多媒體教學、實驗教學、雙語教學三個方面的教學研究打破了傳統(tǒng)的純理論講授方式，在保證專業(yè)教學質(zhì)量的前提下提高了學生的實驗?zāi)芰屯庹Z應(yīng)用能力。
0引言
《數(shù)字信號處理》是電子信息類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課。它是多門課程相互連接的橋梁和紐帶，實現(xiàn)了從理論到實踐的相互過渡，對于培養(yǎng)學生理論分析和綜合應(yīng)用能力有非常重要的作用。隨著電子技術(shù)及計算機技術(shù)日新月異的飛速發(fā)展，數(shù)字信一號處理的新理論和新技術(shù)層出不窮，它的地位和作用越來越突出。我們的課程教學中仍然普遍采用的滿堂灌輸?shù)慕虒W理念和方法，與世界一流大學的研究型教學理念和方法之間，存在較大的差距。如何通過教學改革，讓它具有高科技數(shù)字時代的特色是一個值得探索的課題。
1 多媒體教學
由于《數(shù)字信號處理》課程理論比較抽象，概念、公式較多，傳統(tǒng)的教學手段和方法是教師在講臺上講授課程的內(nèi)容，主要討論算法和理論的推導;學生在教室里聽課和學習，學習活動很大程度上需要依靠檢測考試。多媒體教學改進了傳統(tǒng)教學模式，以圖文并茂、聲像具全、化抽象為具體的方式，優(yōu)化整個教學過程和實踐過程。
為了增強教學的互動性，任課教師在課堂上一邊使用MATLAB圖形演示，一邊在黑板上講解推導相關(guān)公式，并鼓勵學生把課堂學習的重點放在理解概念和解決問題的思路上。使學生在接受枯燥理論知識的同時，可以看到相應(yīng)知識點的驗證演示，從而使課堂教學更加直觀、生動和緊湊。平時以書面形式難以完成的作業(yè)，讓學生利用MATLAB軟件完成，加深對所學知識的理解，提高學習興趣。
為了保證學時和良好的教學效果，授課要主次分明、詳略得當。比如對FFT算法的講解，由于基2-DIT-FFT與基2-DIF-FFT算法具有對稱關(guān)系，因此可詳細講解前者的算法，而對照性簡要說明后者的算法原理，無需再進行詳細的公式推導了;再比如IIR濾波器設(shè)計內(nèi)容，由于巴特沃斯低通濾波器和其它幾種濾波器在設(shè)計原理方面類似，因此可以巴特沃斯低通濾波器為例，詳細推導和講解設(shè)計過程，而對于另外幾種濾波器可簡要說明，給出結(jié)論性的設(shè)計過程即可。這樣，可節(jié)約許多授課學時，同時可達到重點突出、舉一反三的效果，有利于學生對內(nèi)容的掌握和理解。
教師設(shè)計的課堂教學型教學內(nèi)容，一般水平的學生能理解和接受。學生自主學習型教學內(nèi)容既要反映教學大綱要求，兼顧不同水平和基礎(chǔ)的學生學習，學生根據(jù)自己學習速度和理解、掌握能力選擇學習內(nèi)容、學習順序。采用多媒體教學，教師從傳統(tǒng)的以講授變?yōu)闉閷W生準備、設(shè)計資源和提供個性化的幫助。同時，制定出學習效果、學習總結(jié)、學習反思、網(wǎng)上答疑等評價監(jiān)督策略，激發(fā)學生學習興趣，實現(xiàn)教學目標。
2實驗教學
在以往的教學模式中，實驗教學僅要求學生了解所學知識的應(yīng)用。近年來，國內(nèi)外先進的信號處理教學模式要求實驗教學提升到新的高度，即用實驗演示輔助學生理解課程中的重要概念，讓學生了解所學知識的應(yīng)用，在實驗中引導學生由被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習。為此，教學也需相應(yīng)的變革:采用基于MATLAB演示、大量增加數(shù)字信號處理的應(yīng)用實例，使實驗教學真正成為培養(yǎng)學生實踐能力的重要環(huán)節(jié)。
針對該課程的特點和教學目的，數(shù)字信號處理的實驗教學內(nèi)容分為數(shù)字信號處理理論基礎(chǔ)實驗、數(shù)字濾波器設(shè)計實驗和數(shù)字信號處理的實現(xiàn)與應(yīng)用。將教學內(nèi)容中比較抽象的理論和方法制成模擬軟件，比如《數(shù)字信號處理》中的時域和頻域抽樣定理、離散傅立葉變換、頻譜分析、快速傅立葉變換、濾波器的設(shè)計等內(nèi)容，學生可以通過網(wǎng)上的虛擬實驗室，驗證這些信號處理的理論和方法，加深對這些知識的理解和掌握。
實踐中要求同學們帶預(yù)習報告進實驗室，并通過抽查提問的方式了解學生預(yù)習的程度。采取這樣的方法同時也提高了實驗設(shè)備的利用率和實驗的課堂效率。然后將實驗成績的評定拿到實驗現(xiàn)場，把實驗過程的各個環(huán)節(jié)納人考核要素中，采取現(xiàn)場打分的方式，這樣，實驗成績就基本上反映了學生實驗的真實水平，最大限度地保證了實驗成績的客觀公正。
教師在實驗前準備充分，精心設(shè)計實驗內(nèi)容，采用啟發(fā)式、討論式開展實驗教學，注重培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度、相互協(xié)作的團隊精神和勇于開拓的創(chuàng)新意識。通過實踐，學生反映良好，既培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際及數(shù)字信號處理的能力，又提高了的實際工作能力和創(chuàng)新能力。
3雙語教學
隨著信號處理技術(shù)的飛速發(fā)展，國際上《數(shù)字信號處理》課程的教學內(nèi)容、教學手段和教學方法都發(fā)生了巨大變化。國內(nèi)多數(shù)中文教材沒有及時反映這些變化。在教學諸多方面與國外教材相比存在較大差距。為了使教學內(nèi)容與國際先進水平接軌，該課程引進英文原版教材，實行雙語教學。
雙語教學必須考慮學生的外語水平，采用合適的教學模式。在教材選取上，我們采用一本英文教材、一本電子版的中文教材和一本中文參考書。英文教材為授課內(nèi)容的主要來源，選用的是清華大學出版社引進的國際知名大學原版教材—AV.奧本海姆(A. V. Oppenheim)等著的《Discrete-Time Signal Processing))。這本書是奧本海姆在數(shù)字信號處理方面的的一本力作，其概念清晰、闡述嚴謹、內(nèi)容安排合理、例題習題豐富，是一本很好的基礎(chǔ)教材。該教材也有相應(yīng)的中譯本，中英文版本二者相輔相成，使學生能夠更好地體驗其精髓并付諸實踐。電子版的中文教材為英文教材的翻譯版，選用的是西安交通大學出版社出版的《離散時問信號處理(中文版第2‘版)》。中文參考書在內(nèi)容上覆蓋、超越課程內(nèi)容，選用的是由清華大學出版社出版的《MATLAB在數(shù)字信號處理中的應(yīng)用》。該書通過工程中的具體實例，將MATLAB的工具應(yīng)用和數(shù)字信號處理的基礎(chǔ)知識有機地結(jié)合起來，給用戶的學習帶來了極大的幫助，每章最后給出富有針對性、實用性的練習題，便于用戶對知識的學習與掌握。
講課過程是以英文開場(概括介紹本講內(nèi)容)，然后對于重要專業(yè)詞匯進行講解;主要內(nèi)容分為若干模塊，以中文講解為主、輔以英文術(shù)語，最后用中文進行總結(jié)。對中等以下難度的英文題目作業(yè)和英文考試題用英語答題，高難度的則用漢語答題。
但教學中一部分學生反映英文原版教材看不懂、生詞多、效率低;而有的學生反映本來數(shù)字信號處理就難學，用外文教材就更難了。任課教師針對學生的問題認真分析后認為:一是學生缺乏自信心，擔心專業(yè)課使用英文教材難以理解;二是學生沒有恰當?shù)膶W習方法和技巧。為此，任課教師采取積極措施鼓勵學生樹立信心，同時在學習方法上加以引導和幫助，并反復強調(diào)雙語教學是培養(yǎng)學生用英語學習專業(yè)知識的有效手段，使學生真正從思想上重視雙語教學。通過努力，大多數(shù)學生現(xiàn)已接受英文原版教材了。
實踐證明，雙語教學只有采用合適的教學模式，才能較好的保證學習效果。學生既較好的理解了課程中的專業(yè)內(nèi)容，又提高了英文文獻的閱讀能力，同時克服了采用英文進行學術(shù)交流的恐懼感，逐步提高了英語的應(yīng)用能力。
4結(jié)束語
《數(shù)字信號處理》課程教學研究實踐表明:本課程打破了傳統(tǒng)的純理論講授方式，通過仿真技術(shù)及多媒體手段，加深了學生對理論知識的理解和實際應(yīng)用的感性認識，激發(fā)了學生的創(chuàng)新思維及強烈的實踐欲望。采用先進的實驗教學模式，加強對數(shù)字信號處理基本概念、基本定義、基本原理的深人理解和建立一個生動形象的感性認識，做到理論與實踐密切結(jié)合。而不是停留在只會背公式、做習題、考高分的層面上。雙語教學使學生的專業(yè)英語實際應(yīng)用能力明顯提高;熟悉了專業(yè)術(shù)語、專業(yè)英語口語及書面表達;了解了如何通過多媒體手段進行國際學術(shù)交流。《數(shù)字信號處理》課程的教學研究是時代發(fā)展的需要，是實施素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育的需要。
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