某高校信號處理課程群實踐教學改革的研究與探索

耶曉東 陜西理工學院電信系 陜西漢中723003

某高校信號處理課程群實踐教學改革的研究與探索

耶曉東 陜西理工學院電信系 陜西漢中723003

針對以往信號類單門課程為主下的實踐教學的不足，本文從課群角度出發，對信號處理課程群下的實踐教學改革提出了優化的思路。通過分析我校信號處理類課程的實踐教學現狀，提出了存在的問題，最后結合我校應用型本科人才培養和電子信息類專業培養方案的定位，對課程群下的實踐教學建設提出了改革的思路。

信號處理；課程群；實踐；改革

我校作為陜南唯一的一所地方性高校，為當地經濟和社會發展培養了大量建設人才。電子信息工程專業（以下簡稱“電子專業”）作為我校的主要專業之一，辦學幾十年來，為地方經濟建設發揮了積極重要的作用。隨著科技的迅猛發展，學科的相互滲透和交叉，對電子專業人才培養的規格和目標提出了新的要求。過去我校電子專業的開展的實踐教學改革大部分是圍繞一門課程的實驗的改革，雖然取得了一定成績，但也存在不少問題，例如：在以前單一課程教學中，存在著實驗內容和項目相對單一；設計性、綜合性實驗較少，難度不大等，這顯然不能適應社會發展對電子專業人才的要求，目前我系開展了信號處理課程群的教學實踐改革，因此，如何結合信號處理課程群的改革，構建合理的基于課程群基礎上的信號類課程實踐體系就非常必要。

1.信號處理課程群體系建設

信號處理課程群建設如何在教學計劃中具體得到實施，我們結合10版教學計劃修訂，將課程群的改革思路融入其中。在分析了課程的性質、相互關系以及課程間內容的銜接，按基礎理論類、信號處理實現類、應用類為序，構建一個結構合理、層次清晰、課程間相互連接的遞進式“2+2+2”的課程群體系，如圖1所示。

通過課程群的建設與改革，完善了原有信號類課程體系。針對培養計劃，在原有信號內課程基礎上，加入了語音信號處理，數字圖像處理，嵌入式等課程。使學生在學完基礎課后，有相應專業課做后續，完善了信號類課程體系。

2、信號類課程實踐教學現狀及存在的問題

在構建好信號課程群體系后，接下來就是在此基礎上，如何構建合理的信號課程群實踐教學體系。因此，我們首先對現有實踐體系存在的問題進行了總結：

（1）信號類課程實踐體系不夠合理及完善

在以前單一課程教學中，存在著實驗內容和項目相對單一；設計性、綜合性實驗較少，難度也不大；實驗課程之間無關聯，實驗內容的安排沒有考慮到相關課程的前后銜接等問題。這些顯然不能適應社會發展對電子專業人才的要求，因此構建合理的信號類課程實踐體系就非常必要。

（2）信號類方向課程安排不夠完善，導致實踐體系不完善

在我校電子專業以前培養計劃中，信號處理課程在課程安排上不夠合理。例如只安排了信號與系統，數字信號處理，DSP技術及應用等，但在學完這些課后，沒有后續的信號類專業課程來支撐，例如，在上完信號處理、DSP課后，用DSP來干什么，后面卻沒有相應的專業課程。因此，對應的信號課程實踐體系也不夠完善。

（3）實踐評價體系不完善

在以前實驗中，驗證性實驗較多，結果固定，教師在評定成績時往往根據實驗報告來進行評定成績，往往過于忽視實驗過程環節。另外，在學生課外實踐制作中，沒有相應的學分給以鼓勵，調動不了學生的積極性。

3、課程群實踐教學體系改革的思路

針對上面存在的為問題，結合我校應用型本科人才培養和電子信息類專業培養方案的定位，我們提出了如下的改革思路：

3.1 加強實驗教學內容建設

圖1 信號與信息處理課程群課程體系結構圖

在實驗改革上，將實驗內容分為兩個系列四個層次。兩個系列是課內必修系列和課外選作系列；四個層次是驗證性實驗、綜合性實驗、設計性實驗和自主創新性實驗。其中自主創新性主要體現在綜合課程設計中。另外，每門課程除根據本課程知識點設計實驗內容自成實驗體系外，還設計了課程之間的聯合實驗，例如利用FFT驗證抽樣問題和分析信號頻譜問題，其中F FT是“數字信號處理”課程的內容，而被驗證內容是“信號與系統”的內容；“DSP技術及應用”課程的一個實驗內容是將“數字信號處理”課程中的F IR濾波器設計通過DSP硬件平臺實現等。這樣的實驗內容設計保證了知識的連續性，使學生便于構建信號分析、處理與實現過程的整體概念。課程設計多數是利用TMS320C54 DSP實驗平臺完成的，設計題目均來自課群中各門課程中的重要知識點，還鼓勵學生圍繞課程知識點自擬設計題目。通過這些改革，取得了較好的效果，促進了學生解決信號類問題的能力。

3.2 實驗手段方法的改革

在實驗手段上，積極引入仿真軟件，同時設計了軟件實驗和硬件實驗。軟件實驗通過Matlab語言、TMS320C54系列DSP匯編語言實現算法仿真或設計，硬件實驗通過DSP實驗平臺完成。并在實驗設置上，盡量貼近實際，調動學生實驗興趣，同時注意實驗綜合能力的培養，使學生在各個實踐環節中得到鍛煉。例如在教師的指導下進行了“語音信號濾波”和“雙音多頻數字電話按鍵信號檢測系統”等多個貼近實際的項目，收到了良好的教學效果。

3.3 實踐環境的改善

近年來，積極利用學校發展及我系發展的大好機遇，積極改善信號類課程的實踐環境。先后建成了計算機信息處理實驗室，單片機及dsp實驗室，還準備建立現代信號處理實驗室，嵌入式實驗室，這些實驗室的建成，將大大有利于信號課程群實踐環境的改善，同時，部分實驗室是對學生在課外時間義務開放，使學生可以利用業余時間進行信號相關類課外制作。

3.4 實踐評價及考核方式的改革

對學生實踐教學效果的考核評價對學生的引導也非常重要，評價方法直接影響教學效果。改革目前的考核方式，做到科學、合理、客觀地評判學生掌握該課程實驗方法的考核方式就顯得非常必要。為此，采用多種考核形式，注重對過程及能力的考核，弱化對結果的評價，將過程評價與結果評價有機結合。例如，以前教師在檢查實驗效果時，往往只是根據實驗報告或者是否違紀或遲到給出實驗成績，且實驗結果往往是固定的，只是進行驗證，這樣既調動不了學生的興趣，也往往不利于學生動手能力，創新思維能力的培養。因此，在實踐考核評價改革中，我們一方面從實驗設置上加大了設計性實驗，使實驗結果往往不唯一，多種多樣，鼓勵學生創新，成績的高低在于是否有創新；另一方面，也注意學生實驗過程的考核，將實驗成績分為兩部分實驗過程與實驗報告，加大學生實驗過程中動手能力的考核，通過這些改革，取得了良好的效果。此外，在10版培養計劃中，對課外信號類制作也算學分，這樣，就大大地提高了學生從事課外制作的興趣。

4.結束語

信號與信息處理課程群實踐教學改革經過一年多的探索與研究，取得了一些經驗。整合優化后的信號和信息處理實踐課程群體系清晰完整，結構更趨合理，便于教學組織實施。由于各課程實驗之間內容不再重復，知識具有遞增性，理論教學與實踐教學課時分配更趨合理，綜合性設計實驗密切了課程之間的聯系，應用技能為主的思想得到更好的體現，因而促進了課程體系的整體優化和協調發展，有利于提高教學質量。但我們也應該認識到：實踐教學改革是一個長期和艱苦的歷程，需要不斷地從教學實踐及學生意見反饋中來汲取經驗，總結成敗，把教學質量提到一個新的高度。

[1]李慧仙.論高校課程群建設[J].江蘇高教. 2006(6): 73-75

[2]黃鄉生.《信號與系統》重點建設課程群的若干問題探討[J].東華理工學院學報(社會科學版).2007,26(4):418-421

[3]歐陽繕.信號處理課程群的建設與改革實踐[J].大眾科技.2008(11):185-186

[4]何亞銀，等.機械類專業創新人才培養模式的研究與實踐[J].裝備制造技術.2009.(3):191-192

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.184

陜西理工學院教改項目”信號與信息處理課程群建設模式及優化研究與實踐”(X JG 1 0 1 9)