思維導圖在數字信號處理教學中的應用

李劍鋒　李聚波

摘要 思維導圖是一種簡單、有效的圖形思維工具。在介紹思維導圖特征的基礎上,分析思維導圖在數字信號處理教學中的具體應用。思維導圖有助于學生對課程的整體把握、對知識點的深入理解以及系統全面地進行復習總結。教學實踐證明,將思維導圖運用于數字信號處理的教學中,效果較好,激發學生的學習興趣,提高教學質量。

關鍵詞 思維導圖;數字信號處理;教學

中圖分類號:G642.0;TN911.72 文獻標識碼:B 文章編號: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

隨著信息技術的不斷發展,數字信號處理技術在通信與電子工程、航空航天、工業現場、生物醫學等諸多領域得到廣泛應用。作為研究信號與系統的基本理論與方法的課程,“數字信號處理”已經成為國內外許多大學電子信息類專業的必修基礎課程[1,2]。但“數字信號處理”課程的特點是公式多,概念抽象,難于理解,學生在學習過程中容易感覺枯燥,表現出“厭學”態度,很難達到教學的目的和效果。為此,在數字信號處理教學中引入思維導圖,從而激發學生的學習興趣,提高教學質量。

1 思維導圖

思維導圖[3,4](Mind Maps)是由英國學者托尼·巴贊(Tony Buzan)發明的一種新的思維模式,它將左腦的邏輯、順序、條例、文字、數學以及右腦的圖像、想象、顏色、空間、整體等各種因素全部調用起來,充分運用左右腦的機能,利用記憶、閱讀、思維的規律,協助人們在科學與藝術、邏輯與想象之間平衡發展,從而開啟人類大腦的無限潛能。

思維導圖主要作用是使思維可視化。思維導圖運用圖文并重的技巧,把各級主題的關系用相互隸屬與相關的層級圖表現出來,把主題關鍵詞與圖像、顏色等建立記憶鏈接,把一長串枯燥的信息變成彩色的、容易記憶的、有高度組織性的圖畫,從而使思維過程更全面、更系統、更高效。

2 思維導圖在數字信號處理教學中的應用

2.1 利用思維導圖可以使學生對課程有一個整體了解思維導圖能夠幫助人們在認識事物方面擁有一個整體和全局化的觀念,它注重表達與核心主題有關聯的內容,并可展示其層次關系以及彼此之間的關系。教師在教學過程中,將數字信號處理課程借助思維導圖進行呈現,使學生明確所學內容在整個課程中所處位置以及與其他內容的相互關系。

數字信號處理課程包括數字信號分析和數字濾波器設計,主要內容如圖1所示。DFT(離散傅里葉變換)是實現信號數字化分析的核心技術,FFT(快速傅里葉變換)是提高DFT運算效率的重要算法。信號分析是信號處理的基礎,而數字濾波器設計則是信號處理的具體實現。通過圖1可以使學生對數字信號處理課程整體有一個清楚的認識。

2.2 利用思維導圖可以加強學生對知識點的理解思維導圖是一種放射狀的輻射性思維表達方式。在數字信號處理教學中,運用思維導圖可以將與主題相關聯的任何內容以分支的形式展現出來,也可只將關鍵知識點展現出來。各知識點的相互關系在思維導圖上也可以得到方便、直觀的表示,并引導學生進行積極主動的思考。利用思維導圖,可以快速系統地整合知識,使知識的表達具體化、形象化,加深學生對知識點的理解和融會貫通。

圖2從離散信號的表示、產生和基本序列及序列的基本運算等幾個方面對離散信號進行分析,離散信號的表示采用圖形、向量和表達式等3種形式。通過離散信號的思維導圖可以使學生對這個知識點相關內容有一個直觀、形象的認識。另外,利用思維導圖,還可以建立各個知識點之間的關系。

2.3 利用思維導圖可以幫助學生進行復習總結利用思維導圖不僅可以幫助學生定制學習計劃,還可以組織、引導學生對前面所學的知識、規律、方法進行歸納整理。學生可以根據模板總結回憶所學習的知識以及它們的關系,使他們能夠從整體上掌握各個知識點之間的關系,在頭腦中形成清晰的知識網絡圖。學生通過循環往復地繪制、修改、反思、再設計思維導圖,可以不斷完善思維導圖,學會反思自己的學習過程。

思維導圖具有極大的可伸縮性,它順應人們大腦的自然思維模式,從而可以使人們的主觀意圖自然地在圖上表達出來。學生在復習離散信號與系統分析時,可以采用圖3的方式,從主要知識點、實驗、重點和難點、自我評測和思考與討論等方面建立思維導圖,促使他們積極動手操作和動腦思考,并能夠將新舊知識結合起來,對復習總結起到事半功倍的效果。

3 結論

思維導圖能夠極大地提高學生的理解能力和記憶能力。把思維導圖作為一種教學輔助手段,使學生對數字信號處理課程的整體把握起到提綱挈領作用,并有助于學生對知識點的深入理解。實踐證明,利用思維導圖在教學改革中取得一定成效,得到廣大學生的一致認同。將思維導圖引入到數字信號處理教學中,能夠為教學改革注入新的活力,提高教學的效率和質量。

參考文獻

[1]陳后金,胡健,薛健.信號與系統[M].北京:高等教育出版社,2007

[2]王秋生,袁海斌.“數字信號處理”教學方法的探索與實踐[J].電氣電子教學學報,2008,30(4):87-89

[3]托尼·博贊.開動大腦[M].李燕紅,譯.北京:世界圖書出版公司,2004

[4]托尼·博贊.思維導圖——放射性思維[M].李斯,譯.北京:作家出版社,2005