张虹++张薇++尹维春

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.19.096

摘 要：根据信号分析与处理课程群的特点，分析了“信号分析与处理”课程群实践能力培养的重要性， 依托Matlab软件和DSP硬件平台，论述了递进式实践教学体系的构建思路和实现过程。实践研究表明构建的课程群体系，加强了学生理论分析能力、实践能力和工程创新能力的综合协调发展，对课程群建设起到非常重要的作用，取得了显著成效。

关键词：信号与系统 实践教学 递进式

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）07（a）-0096-02

Research on Course Group Construction of Signal Analysis and Processing

Zhang Hong Zhang Wei Yin Weichun

（School of Electrical Engineering，Northeast Dianli University，Chuanying Jilin，132012，China）

Abstract：According to course group characteristic of signal analysis and processing，importance of practice ability training is analyzed.Based on MATLAB software and DSP hardware platform，construction mentality and realization process of progressive practice teaching system was discussed. Research results show that constructions of course group system strengthen studentstheoretical analysis ability，practice ability and innovation ability，which benefits to integrated and coordinated development.It plays an important role in the construction of course group，and has achieved remarkable results.

Key Words：Signal and system；Practice teaching；Progressive

《信号与系统》、《数字信号处理》和《DSP原理及应用》是我校电气工程及其自动化、电子信息工程、电子信息科学与技术等专业的信号分析处理类课程。它们有各自的理论体系，在教学内容上各有侧重。其中《信号与系统》、《数字信号处理》属于学科的基础课程，《DSP原理及应用》属于专业必修课程，属于工程实现的课程。这3门课程都与信号处理这一核心关联，且课程之间的内在联系也非常紧密，具有很强地专业针对性。根据21世纪人才培养目标的要求，打破课程之间的壁垒，依据课程之间内在逻辑和结构的联系，整合优化课程资源，构建了“信号分析与处理”课程群[1]。

“信号分析与处理”课程群的教学内容理论性强，包含较多数学方面的知识，抽象概念多，而且与工程实践紧密关联。经过几年的课程建设，在注重基础理论学习的同时，强化工程意识，使学生从工程实践的角度理解信号分析处理技术显得非常重要。CDIO工程教育模式，是近年来国际工程教育及应用型人才培养改革提出的全新教育理念和最新成果，它是以工程项目设计为导向、工程能力培养为目标的新型工程教育模式[2]。

该文从CDIO教育理念的角度出发，结合“信号分析与处理”课程群的建设需要，以工程技术为主线，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，通过理论教学与实践教学的优化重组，从教学设计、实践教学和课外培养等环节入手，探索培养学生工程实践能力和创新能力的教学体系。

1 “点—线—面”形式的课程群教学主线

在课程群体系中，《信号与系统》是信号分析处理的基础课程，同时也是信号分析方面的考研课程。作为主干课程，《信号与系统》课程将信号与系统的数学描述、系统的物理实现等作为主要知识点进行讲解，侧重于基础理论学习。《数字信号处理》课程，则重点学习离散傅里叶变换、FFT频谱分析、数字滤波器设计等内容。《信号与系统》和《数字信号处理》2门课程，以连续信号（系统）分析-离散信号（系统）分析-数字信号分析作为学习的主线。《DSP原理及应用》是将《数字信号处理》的理论算法付诸实践的途径和方法，基于DSP硬件平台实验是理论算法的延伸和拓展。同时，按知识点的递进，以“数字信号处理”为核心，以强化基础理论—软硬件相结合—突出实践应用为主线，建立纵向传承的课程教学体系，如图1所示。

2 递进式实践教学体系构建

2.1 验证性和设计性实验

东北电力大学“信号分析与处理”课程群有满足课程教学需要的固定的实践基地。其中，“电力系统自动化数字仿真中心”配置有近100台计算机，负责《信号与系统》和《数字信号处理》课程的实验工作，学生运用 Matlab仿真软件进行验证性实验和设计性实验，并在课后开展综合性课题的探究性学习。“DSP原理及应用实验室”负责《DSP原理及应用》课程的实验工作，开设了DSP系统硬件实验。整个课程群实验软硬件并重，形成一个完整的信号分析处理课程群的实验体系[3]。

2.2 课程群综合性实践

综合性实践是培养学生综合运用所学知识，提出问题、分析问题和解决实际问题，锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。在学习了频响特性分析、IIR和FIR数字滤波器等相关知识后，经过验证性和设计性实验的训练后，学生们可以进行综合性实验项目的学习，进行后续的课程设计工作。

《数字信号处理》课程进行3周的数字信号算法课程设计，基于Matlab软件仿真进行语音信号的分析和处理。《DSP原理及应用》课程，采用自制的DSP实验进行课程设计，包括TMS320LF2407A

最小系统设计、A/D转换系统设计、逆变器控制器设计等设计题目[4]。课程设计提高了学生的动手能力，激发了学生的创新意识，使学生更加深刻地理解数字信号处理的相关知识与技术。

2.3 开展多种实践教学活动

结合课程群内容，开展丰富多彩的实践活动。采取电子竞赛或科研活动的形式，每年组织大学生参加校级“长通杯”电子竞赛，省级大学生电子竞赛，飞思卡尔设计竞赛等活动。经过前期的学习和动手能力的增加，学生参加竞赛的热情高涨，大学生电子竞赛获奖比例逐年增加，显示出较好地实践能力。另外，当学生在大二年级时，组建兴趣小组进入信号分析相关的实验室，依托开放实验室自主完成项目研究，加强实践动手能力培养。学生在大三年级时，实行导师负责制，吸收优秀本科生进入导师的课程组，协助导师和研究生开展信号处理有关的科研活动。综上所述，通过开展服务于课程学习的多种课外培养活动，扩宽了学生们的学习渠道，使教学内容在实践中得以延伸和发展，教学质量得到显著提高[5]。

3 结语

融合CDIO理念的“信号分析与处理”课程群建设，形成了“点-线-面”形式的课程群教学体系，通过培养学生实验技能和综合性实践能力的各项举措，将实践教学延伸到课内实践、课外实践和科研项目活动中，有利于学生实践能力和创新能力的培养，教学效果显著。

参考文献

[1] 沈君凤，潘永才，杨维明.整体优化的“信号与系统”课程群建设研究及实践[J].工业和信息化教育，2014，12（5）：71-74.

[2] 黄海，张宏国，刘胜辉，等.集成专业CDIO二级项目建设——基于信号处理课程群构建[J].北方经贸，2013（2）：117-118.

[3] 王艳芬，张剑英，张晓光，等.信号处理课程群实验教学体系的构建[J].实验室研究与探索，2013，32（4）：132-134，139.

[4] 刘卫东.《DSP原理与应用》实验教学改革研究[J].实验科学与技术，2012，10（1）：84-85.

[5] 王天仕，宋纯鹏，尚富德，等.构建能力培养型实验教学新体系[J].实验室研究与探索，2011，30（5）：97-100.