刘岳巍++孙晓云++郝绒华

摘 要：“数字信号处理”这门课在高校电气与电子类专业课中占有重要的地位，如何将理论和实践很好地结合起来，是教学过程中不断探索的问题。本文在教学内容、教学方法和实践教学环节提出了一些改革措施，并取得了良好的教学效果。

关键词：数字信号处理 教学改革 MATLAB 实践教学

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）09（b）-0160-02

“数字信号处理”课程是高校电气与电子类专业的专业基础课，是一门理论性和实践性都很强的课程。该课程的特点是内容抽象，数学公式多[1，2]。如果单纯依赖教材讲解， 学生会觉得这门课程有难度又枯燥， 可能还会产生畏惧感。另外，数字信号处理的实验必须要有理论指导，在理论指导下进行实验，实验结果反过来又能验证理论。因而，若要提高学生对这门课程的学习兴趣，真正理解这门课程的理论知识，并能够运用数字信号处理这门技术，就要求教师要充分结合本门课程的特点和该领域的发展现状、社会需求，重新审视数字信号处理的教学模式，加强数字信号处理教学改革。

1 教学内容

1.1 处理好与先开后设课程之间的关系

在“数字信号处理”课程之前已开设“积分变换”、“复变函数”、“电路”及“信号与系统”等课程，学生具备一定的数学基础，已经掌握了信号与系统的概念，这样有利于学生理解“数字信号处理”课程中的理论公式。后续有“语音信号处理”、“DSP原理及应用”以及“数字图像处理”等课程。在课程讲授过程中要明确本课程在整个课程体系中的位置和作用，讲清楚“数字信号处理”与先开后设课程之间的联系和区别，使学生建立完整的知识体系，做好课程间的衔接和过渡。

1.2 精选教学内容

不论选用哪本经典教材，“数字信号处理”课程的主要教学内容只包括两部分：信号谱分析和数字滤波器设计。在教材上会出现一些与先开课重复的内容，比如傅里叶变换，“电路”和“信号与系统”课程里面都讲过，比如Z变换，在“信号与系统”课程中也讲过。针对这些重复性的内容应采用复习的形式或者知识比较的形式讲解[3，4]，并且要把学过的内容转变到数字信号与系统的分析上，比如连续信号时域和频域的对应关系，在数字信号分析中也适用。还要强调重复的内容在数字信号处理中的意义和作用，比如要强调“信号与系统”中Z变换求解的H（z）在数字滤波器设计过程中的重要性。另外，要做好知识的衔接，比如“信号与系统”中讲的信号流图是FFT蝶形流图和数字滤波器结构的基础。不重复讲授理论性太强的知识，突出“数字信号处理”这门课的特点。另外，在教学内容上，为了理论与实践的结合，适当的加入一些工程实践的例子，便于学生理解理论知识，激发学生的学习兴趣，比如，讲解滤波器设计时，可以加入语音信号处理的例子，让同学们对比出各种滤波器的区别，设计过程中应该注意哪些问题。

2 教学方法

2.1 多媒体课件与板书相结合

“数字信号处理”课程理论性强，内容抽象，要根据课程面向工程实践应用的特点，从工程应用的角度出发，将原理、方法与应用紧密结合起来，使学生学以致用，充分调动学生的学习兴趣。在教学手段上要注重多媒体课件与板书的结合。多媒体课件（加入动画、视频、语音等）可以使一些抽象化的概念形象化，比如信号频谱分析。虽然在讲课过程中要淡化公式的推导和解题技巧，但是基本概念和基本原理还是需要同学们深刻理解的，大部分工程人员反映如果要解决实际的信号处理问题，没有最基本的理论为依据是不可能解决的。板书的教学方法要灵活，课堂上同学们很难理解的问题可以在黑板上一点一点画出来或者一点一点求解出来，另外，整堂课的知识体系还是要用板书列出来才清楚。通过多媒体教学与板书的结合，引导学生将课堂学习的重点放在理解概念和解决问题的思路上。

2.2 应用Matlab作为辅助教学工具

在数学信号处理的教学过程中，涉及到大量数学运算和推导，计算量大，枯燥无味。Matlab软件具有强大的数值计算能力和图形功能，能生动形象地解决数学问题，增强教学效果。比如，可以通过Matlab编程观察不同信号的频谱，可以应用Matlab设计各种数字滤波器。在课堂上，可以用Matlab进行仿真和演示，揭示物理概念，形象的帮助同学们理解抽象的知识点。需要注意的是，授课过程中不要让Matlab喧宾夺主，还是要以基本理论为主线，Matlab作为教学和学习的辅助工具。

2.3 考核方式灵活

“数字信号处理”课程起初的考核方式是期末统一考试，但部分学生复习起来觉得难度大，成绩分布往往不是很理想。改革过程中将考核方式改为期中与期末的综合测评，期中考试成绩占总成绩的20%，期末考试成绩占总成绩的80%。经过实践，发现这种考核方式效果很好，既能督促学生主动学习，避免学期中间惰性太强，又不会让学生在期末复习时觉得难度大，无头绪。

3 实践环节

实践教学是“数字信号处理”课程的重要教学环节，它能够深化数字信号处理理论，促进学生将课上的理论知识与实际问题结合起来。“数字信号处理”课程的实验分为三类：验证性实验，设计性实验和综合性实验。我校的软硬件实验室都是对学生開放的，自学能力较强的学生可以在完成必做的实验后，设计一些综合性的实验，也可以结合移动通信实验室、通信原理实验室、DSP实验室、嵌入式实验室等进行一些创新性实验，或者直接参与老师的科研项目。在实践环节还设有数字信号处理课程设计，学生分组合作共同完成一些综合设计性的课题，这样既增强了学生对理论知识的深入理解，又培养了学生的合作协调能力。

4 结语

“数字信号处理”这门课在高校电气与电子类专业课中占有重要的地位，如何将理论和实践很好地结合起来，是教学过程中不断探索的问题。本文在教学内容、教学方法和实践教学环节提出了一些改革措施，对比几届学生的反馈信息，发现学生的积极性提高了，提出问题解决问题的能力也增加了，表明这些改革措施确实起到了一定的作用。

参考文献

[1] 王玉德."数字信号处理"课程教学探索与实践[J].中国电力教育，2014（9）：96-97.

[2] 邓己媛，吴健辉，张国云.电子信息类工科专业数字信号处理课程教学研讨.湖南理工学院学报（自然科学版）.2012，25（1）：86-88.

[3] 王秋生，袁海文.基于知识比较的"数字信号处理"课程教学方法[J].电气电子教学学报，2010，32（1）：98-99.

[4] 叶新荣，张爱清."数字信号处理"课程教学中对比教学法应用[J].中国电力教育，2013（1）：58-59.endprint