李海洋 曹凤才 程怡安 郑永秋

摘  要：为提高本科生的复杂问题解决能力，文章结合《MATLAB在数字信号处理中的应用》课程，选取超声无损检测为实际工程问题，主要研究内容为激光超声对表面缺陷定量检测研究，采用MATLAB软件实现激光超声信号的采集与处理，通过对声信号的时域与频域分析，最终达到定量检测表面缺陷的目的。文章针对《MATLAB在数字信号处理中的应用》课程现阶段存在的问题，提出了一套以培养学生具有解决复杂工程问题能力为目的的教学改革方案。

关键词：复杂工程问题;《MATLAB在数字信号处理中的应用》;教学改革方案

中图分类号：G642        文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2021）12-0075-06

Abstract： In order to improve the undergraduate students' ability to solve complex problems， this paper selects ultrasonic nondestructive testing as a practical engineering problem based on the course "Application of MATLAB in Digital Signal Processing". The main research content is the quantitative detection of surface defects by laser ultrasound. The acquisition and processing of laser ultrasonic signal are realized by using MATLAB software through the analysis of the time and frequency domain of the acoustic signal， finally achieving the purpose of quantitative detection of surface defects. In view of the problems existing in the course of "Application of MATLAB in Digital Signal Processing" at the present stage， this paper puts forward a set of teaching reform scheme to cultivate students' ability to solve complex engineering problems.

Keywords： complex engineering problems; "Application of MATLAB in Digital Signal Processing"; teaching reform program

2016年6月，我國正式加入《华盛顿协议》，成为第18个会员国，标志着我国工程教育迈上新的台阶。《华盛顿协议》倡导以学生为中心、传出导向（Outcome Based Education， OBE）、持续改进（Continue Quality Improvement， CQD）三大教育理念，工程教育专业认证不仅是我国高校本科教学工程改革的内在要求和必然趋势，也是各高校促进专业建设，提高人才培训质量的契机。而培养学生解决复杂工程问题（Complex Problems）的能力是工程教育培养的重中之重[1]。因此，本文以“解决复杂工程问题”为切入点，进行《MATLAB在数字信号处理中的应用》教学改革，用以培养具有工程意识、工程素质和工程实践能力的应用型人才。

一、工程教育背景下课程教学设计改革的必要性

MATLAB是MathWorks公司推出的一款商业数学软件，可实现数值计算和图形、图像处理功能，并且具备良好的人机交互界面，集成了大量不同研究领域常见函数与工具箱，已经应用在无线通信、深度学习、信号处理、量化金融与风险管理、机器人、控制系统等领域，成为从事科研活动与研究的学生必备工具[2]。……