卜凡亮　赵守国　王锁柱

文章编号：1672-5913(2009)08-0081-02

摘要：本文介绍了在“数字信号处理”教学中采用让学生参与教学，体验学习的主动性和乐趣，改革“数字信号处理”的实验课的教学模式，探索提高学生创新能力和研究能力的方法，提高了学生学习积极性，得到比较满意的教学效果。

关键词：数字信号处理；教学改革；研究型教学

中图分类号：G642

文献标识码：B

“数字信号处理”是电子、通信、计算机等专业的重要专业基础课。随着数字化和信息化的迅速发展，数字信号处理的地位和作用越来越突出，新的算法层出不穷,有关的器件更是新品迭出，令人目不暇接。无庸讳言，新的算法和新的器件主要来自国外，有关的文献和器件手册，基本上都是用英文撰写。这就要求在本领域从事教育、研究、开发的工作人员，能够用英文熟练地检索、阅读、理解有关的理论、方法、算法、以及各种使用手册，并能用英文娴熟地撰写比较地道的学术论文、技术报告和文档。更为重要的是，我们的课程教学中仍然普遍采用的满堂灌输的教学理念和方法，这与世界一流大学的引导式、启发式、互动式的研究型教学理念和方法之间，存在较大的差距。鉴于此，经过多年的研究、实践和探索，在对数字信号处理课程教学中采用课堂互动、课间讨论、学生讲授习题课、分组论文写作与讲述等新的教学方法和教学手段，得到比较满意的教学效果。

1 “数字信号处理”课程研究型教学的理念

1.1理论教学和实践教学并重，最新科研成果运用到教学过程中

理论教学和实践教学各有侧重，但不是相互独立，而是相互交叉和渗透。实践教学不是理论教学的辅助和补充，而是理论教学的重要延伸。数字信号处理一方面表现出重要专业基础课的特质，另一方面也体现出重要技术基础课的特点。将理论教学和实践教学有机结合，是培养学生综合能力、创新能力的重要手段。 把最新教学和科研成果运用到实际教学的各个环节中，在实践教学中开展综合性和设计性实验，有助于学生开拓视野，加深对本课程基础理论的理解，提高学生的实际动手能力，充分将理论和实际有机结合，最大限度地培养学生的研究能力和创新能力。

1.2注重数字信号处理课程与后续专业知识点的结合

将数字信号处理课程与信号采集和信号检测、数字图像处理、数字语音处理、统计信号处理和DSP原理及应用等课程有机结合，在课堂讲授中注重所学知识的联系及应用，使学生学有所用，学有会用，全面了解数字信号处理中的知识要点，形成发散的思维，从而使所学的知识构成有机的整体，有利于学生对后续专业课程的学习和培养学生的综合能力。

2 “数字信号处理”课程研究型教学采取的措施和方法

2.1改革理论课教学方式，教学内容和教学方法

在教学活动中改革教学方式，改革教学内容和教学方法，注重学生思维方式和能力的培养，修订教学计划，编写适应创新教学的新教材，改革课程设置及其内容，增加实践动手能力的训练，重新设计对学生的评价指标体系，在教学实践中探索创新人才的培养模式，着眼于提高学生的全面素质和创新精神的培养。让同学参与习题课的讲授，充分调动同学的积极性，采取的措施是重点章节同学自己讲述习题，同学把准备好的讲授习题PPT发给老师，这样可以提高课堂同学讲授的效率，老师在每位同学讲授完后进行点评，讲授比较好的不需要再细讲，讲授过程中出现问题比较多的老师可以重点讲解。为保持同学对于讲授习题课积极性，要给讲授习题课的同学一定的奖励措施，如可期末考试总成绩加2-3分。该方法已经连续试验多年，每次同学的积极性都很高。得到的很好的效果，在教学督导组听课中给予积极评价，评价如下：“习题课新颖。由于学生做成的PPT上台讲解，然后老师释疑，调动了学生主动学习的自觉性。”

2.2改革实验课教学模式，提高实践教学的效果和效率

针对目前学生大部分拥有计算机，改革部分实验课的教学方式。学生在实验课开始前根据实验指导书完成实验内容，要求每个学生写出实验报告，包括实验目的、任务、原理、实现思路、实验结果、结果分析以及心得体会和感想。在实验课中主要对学生的疑难问题进行答疑和实验技能考核，这样更能调动学生学习的积极性。同时，在实验课堂中同学可以进行讨论和更进一步的学习，使得同学的动手能力得到较大提高，为毕业论文设计等打下良好的基础。

2.3利用现代网络技术，提高学生自信心和学习动力

利用现代网络技术，让学生访问国外著名大学的相关数字信号处理课程的网站，通过对比学习，寻找差距及时弥补，让学生认识到国内外本课程教学的不同侧重点，了解我们的教学条件并不比国外差，从而提高自信心和学习的动力。同时学习国外课程综合大作业的考核方式，鼓励同学了解数字信号处理发展的最新成果，写一篇关于数字信号处理的综述性论文，做到学以致用。培养学生的写作能力和综合运用能力。

2.4加强实践能力和创新意识培养，提高科学素质、动手能力与创新能力

实验教学具有直观性、实践性、综合性与创新性特点，在教学过程中对培养学生的创新意识、实践能力和创业精神有特别重要的作用。验证性实验、设计性实验和开放性实验的比例科学化和系统化。加强实践环节，重视综合实践训练，培养学生的动手能力；把科学研究和自主开发引入教学过程。让学生拥有更多自我设计的空间和选择学习的机会，使学生始终保持热情和激情去学习。

原有实验课大部分都是同学按实验指导书的所给步骤，进行操作和编程，学生们照猫画虎，即使得到满意结果，也并不了解所以然，达不到对理论课内容加深理解的目的，我们采用综合实验办法，让学生自己设计采集实验数据，完成处理方法的设计，并对设计方法进行论证，使其学生们真正了解所学知识的要点，锻炼学生综合科研能力和独立分析解决问题的实际能力，提高学生的科学素质、动手能力和创新能力。

3 “数字信号处理”研究型教学手段

首先，针对本课程的特点，采取理论教学和实践教学相结合的教学方法，使学生学以致用，提高学习兴趣。通过课堂演示和基于MATLAB的算法仿真实验等多层次的教学活动，帮助同学进一步领会和深化课堂上学到的有关数字信号处理的基本概念、基本原理以及基本的信号处理操作，使学生逐步克服了对DSP的陌生和恐惧心理，激发了同学们强烈的好奇心和求知欲，激发了同学们专业课学习的兴趣。改变传统的灌输式教学为引导启发式教学，理论讲解使学生掌握基本概念和基本原理，例题与习题解答使学生学会分析问题和分析问题的方法，并深化基本理论，而现场仿真实验是调动同学们的参与意识，使学生亲身感受数字信号处理算法的性能，提高学习兴趣，寓教于乐。

其次，开展课堂板书、多媒体教学和网络教学相结合的授课方式。针对一些基本原理和基本方法的推导和证明的需要，我们仍然延续课堂板书的授课方式，让学生一步一步跟上教师的思路，同时在板书的同时留足够的时间让学生领会；而对于一些需要形象理解、图示举例以及演示的部分，我们采用多媒体教学方式，充分利用声音、图像、视频、动画等多种形式进行互动教学；针对课后的复习、相关背景知识的学习以及课堂内容的扩展部分，充分利用网络，建立课程主页，提供相关资源和讨论空间。

第三，加强MATLAB语言与数字信号处理相结合的教学方式。使同学们综合学习科技英语、信号处理和算法语言等课程，使他们在学习过程中融会贯通所学的知识，使学生体会基础课与专业基础课之间的关系，从而明确学习的目的提高学习的自觉性和自主性，提高教学质量。

目前，同学们最大的问题是自主应用知识能力太弱，可以在教学中采取分组完成一个大作业的方法，每个组5-6人，要求同学完成信号处理算法编程，按照发表论文的格式每组提交一个报告，最后对所完成的任务进行论文宣讲，小组成员全部上台进行答辩，下面同学可以对每个同学提问。这样可以锻炼学生们自主学习的主动性，锻炼同学们的相互协作精神，培养同学们如何撰写科技论文，也锻炼同学们的表达能力，综合运用前面所学知识，做到个人知识、能力和素质的综合提高，起到事半功倍的作用。对于这样的大作业给予较大的成绩权重，使得把成绩考核分散在教学过程中更多些，而不是最后一个简单的考试决定成绩，这样的考核更加合理，对一些动手能力强的学生更加公平，可以防止高分低能现象的产生，同时也调动同学们的学习积极性。得到比较满意的教学效果。

4结束语

针对“数字信号处理”这门课程特点，在教学中采取许多改进教学方法和教学内容的措施，以提高学生的学习兴趣，做到用中学，学中用，使得学生们大大增加课程学习的兴趣，针对教学内容难于理解接受的问题，展开教学方法、教学措施的改革，得到满意的效果。学生在相关专业研究生考试中，“数字信号处理”专业课及格率提高很大，达到满意的结果。

参考文献：

[1] 胡学友,王颖,胡云龙.“数字信号处理”教学改革与实践[J]. 高教论坛,2007,(3):67-69.

[2] 郭素敏,郭素芳,吴波. 数字信号处理教学改革与实践探索[J]. 教学研究,2006,(5):453-455.

[3] 朱幼莲. MATLAB在数字信号处理教学中的应用[J]. 电子电器教学学报,2001,(3):30-32.