李剑锋　李聚波

摘要 思维导图是一种简单、有效的图形思维工具。在介绍思维导图特征的基础上,分析思维导图在数字信号处理教学中的具体应用。思维导图有助于学生对课程的整体把握、对知识点的深入理解以及系统全面地进行复习总结。教学实践证明,将思维导图运用于数字信号处理的教学中,效果较好,激发学生的学习兴趣,提高教学质量。

关键词 思维导图;数字信号处理;教学

中图分类号:G642.0;TN911.72 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2009)21-0028-02

Application of Mind Map in Digital Signal Processing Teaching//Li Jianfeng, Li Jubo

Abstract Mind map is a simple and effective graphic thinking tool. Introducing the characteristics of mind map, Mind Mapping analysis of digital signal processing in the teaching of specific applications. Mind map can help students grasp the overall curriculum of in-depth understanding of the knowledge points and the system to conduct a comprehensive review summary. Teaching practice has proved that the mind map will be applied to the teaching of digital signal processing, the better to stimulate the learning interest of students, improve the quality of teaching.

Key words mind map; digital signal processing; teaching

Authors address

1 Department of Electrical Engineering and Automation, Luoyang Institute of Science and Technology, Luoyang, Henan, 471023, China

2 School of Mechanical Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang, Jiangsu, 212013, China

随着信息技术的不断发展,数字信号处理技术在通信与电子工程、航空航天、工业现场、生物医学等诸多领域得到广泛应用。作为研究信号与系统的基本理论与方法的课程,“数字信号处理”已经成为国内外许多大学电子信息类专业的必修基础课程[1,2]。但“数字信号处理”课程的特点是公式多,概念抽象,难于理解,学生在学习过程中容易感觉枯燥,表现出“厌学”态度,很难达到教学的目的和效果。为此,在数字信号处理教学中引入思维导图,从而激发学生的学习兴趣,提高教学质量。

1 思维导图

思维导图[3,4](Mind Maps)是由英国学者托尼·巴赞(Tony Buzan)发明的一种新的思维模式,它将左脑的逻辑、顺序、条例、文字、数学以及右脑的图像、想象、颜色、空间、整体等各种因素全部调用起来,充分运用左右脑的机能,利用记忆、阅读、思维的规律,协助人们在科学与艺术、逻辑与想象之间平衡发展,从而开启人类大脑的无限潜能。

思维导图主要作用是使思维可视化。思维导图运用图文并重的技巧,把各级主题的关系用相互隶属与相关的层级图表现出来,把主题关键词与图像、颜色等建立记忆链接,把一长串枯燥的信息变成彩色的、容易记忆的、有高度组织性的图画,从而使思维过程更全面、更系统、更高效。

2 思维导图在数字信号处理教学中的应用

2.1 利用思维导图可以使学生对课程有一个整体了解思维导图能够帮助人们在认识事物方面拥有一个整体和全局化的观念,它注重表达与核心主题有关联的内容,并可展示其层次关系以及彼此之间的关系。教师在教学过程中,将数字信号处理课程借助思维导图进行呈现,使学生明确所学内容在整个课程中所处位置以及与其他内容的相互关系。

数字信号处理课程包括数字信号分析和数字滤波器设计,主要内容如图1所示。DFT(离散傅里叶变换)是实现信号数字化分析的核心技术,FFT(快速傅里叶变换)是提高DFT运算效率的重要算法。信号分析是信号处理的基础,而数字滤波器设计则是信号处理的具体实现。通过图1可以使学生对数字信号处理课程整体有一个清楚的认识。

2.2 利用思维导图可以加强学生对知识点的理解思维导图是一种放射状的辐射性思维表达方式。在数字信号处理教学中,运用思维导图可以将与主题相关联的任何内容以分支的形式展现出来,也可只将关键知识点展现出来。各知识点的相互关系在思维导图上也可以得到方便、直观的表示,并引导学生进行积极主动的思考。利用思维导图,可以快速系统地整合知识,使知识的表达具体化、形象化,加深学生对知识点的理解和融会贯通。

图2从离散信号的表示、产生和基本序列及序列的基本运算等几个方面对离散信号进行分析,离散信号的表示采用图形、向量和表达式等3种形式。通过离散信号的思维导图可以使学生对这个知识点相关内容有一个直观、形象的认识。另外,利用思维导图,还可以建立各个知识点之间的关系。

2.3 利用思维导图可以帮助学生进行复习总结利用思维导图不仅可以帮助学生定制学习计划,还可以组织、引导学生对前面所学的知识、规律、方法进行归纳整理。学生可以根据模板总结回忆所学习的知识以及它们的关系,使他们能够从整体上掌握各个知识点之间的关系,在头脑中形成清晰的知识网络图。学生通过循环往复地绘制、修改、反思、再设计思维导图,可以不断完善思维导图,学会反思自己的学习过程。

思维导图具有极大的可伸缩性,它顺应人们大脑的自然思维模式,从而可以使人们的主观意图自然地在图上表达出来。学生在复习离散信号与系统分析时,可以采用图3的方式,从主要知识点、实验、重点和难点、自我评测和思考与讨论等方面建立思维导图,促使他们积极动手操作和动脑思考,并能够将新旧知识结合起来,对复习总结起到事半功倍的效果。

3 结论

思维导图能够极大地提高学生的理解能力和记忆能力。把思维导图作为一种教学辅助手段,使学生对数字信号处理课程的整体把握起到提纲挈领作用,并有助于学生对知识点的深入理解。实践证明,利用思维导图在教学改革中取得一定成效,得到广大学生的一致认同。将思维导图引入到数字信号处理教学中,能够为教学改革注入新的活力,提高教学的效率和质量。

参考文献

[1]陈后金,胡健,薛健.信号与系统[M].北京:高等教育出版社,2007

[2]王秋生,袁海斌.“数字信号处理”教学方法的探索与实践[J].电气电子教学学报,2008,30(4):87-89

[3]托尼·博赞.开动大脑[M].李燕红,译.北京:世界图书出版公司,2004

[4]托尼·博赞.思维导图——放射性思维[M].李斯,译.北京:作家出版社,2005