地方高?！皵底中盘柼幚怼闭n程教學模式探討

周作梅，石成遠

(1.凱里學院 大數據工程學院，貴州 凱里 556011；2.凱里市城市規劃設計院，貴州 凱里 556000)

1 “數字信號處理”的教學現狀及問題

隨著信息技術的快速發展，“數字信號處理”的理論得到了快速發展，其技術應用已滲透到人們日常生活中，如醫療、智能家用電器、圖像語音處理等方面?！皵底中盘柼幚怼笔切畔⒐こ獭⑼ㄐ殴こ痰葘I的專業基礎課，其課程內容可概括為一個基礎(離散時間信號與系統的時頻分析)與兩個支柱(DFT及FFT、IIR及FIR的理論指導及設計)[1]。其教學目的是在學生學完了“復變函數”“信號與系統”等課程后，進一步為學習專業知識打基礎。學生在學習這門課程后應能掌握離散信號的分析方法和數字信號處理系統的基本設計方法，學會使用一些必要的仿真軟件，為進一步應用該技術打下理論和實踐的基礎。

“數字信號處理”課程對數學基礎要求較高，許多的理論和方法都是基本于數學表達及推導展開，基礎知識里的Z變換、LS變換、DTF與FFT等涉及大量的積分、圍線積分、級數、留數定理等。地方高校的學生大部分數字基礎較薄弱，對“信號與系統”等先行課的學習也只是表面理解，照著公式等套路計算，不能將所學理論知道綜合應用到實踐中，因此在“數字信號處理”的學習過程中，不能理論與實踐相結合，不用將抽象的概念定理實例化，用實踐加強對理論知道的理解。

2 地方高?！皵底中盘柼幚怼闭n程教學改革

2.1 課程群教學模式建設

根據課程特點，將“數字信號處理”的先修課程(“隨機信號分析”“信號與系統”等)與后續課程(“數字圖像處理”“模式識別”等)融合形成課程群，根據該課程在課程群中所處的位置，優化教學大綱，使教學內容無重疊，讓學生在有限的學習時間內獲得最多的理論和實踐知識[2]。清理各課程相互間的支撐與關聯點，使課程間相互連接，在教學過程中拓寬知識面，提高學生對該課程重要性的認識，調動學生的學習興趣，通過課程群及課程群教師團隊的建設和完善，提升教學水平，提高學生的知識水平、分析能力與動手能力。

2.2 案例教學與任務驅動

“數字信號處理”由于其抽象的概念與枯燥的公式推導，很容易磨滅學生的學習興趣。因此在教學過程中適當地引入一些實例，使學生能夠直觀地感受各概念的實際意義，提高課堂教學的趣味性。

離散時間信號即序列的各種運算講解完后引入數字圖像的基本運算，對原圖像隨時加入高斯噪聲，得到M幅噪聲圖像，然后將M幅噪聲圖像相加再求平均得到去噪后的圖像。通過實際案例讓學生直觀地感受基本運算的魅力，加深對概念的理解。

任務驅動教學是教師將教學內容糅合到任務里去，使學生在完成任務的時候鞏固教學內容，是教師為主導、學生為主體的一種教學模式[3]。因此，在圖1案例講解完后將同學分組，每組學生完成表1的某一類仿真實驗，教師通過評閱后每組挑選出質量較好的仿真案例，學生根據教師的修改意見完善仿真案例、學生交流。通過任務驅動，將“數字信號處理”的教學內容與圖像處理相結合，培養學生的實踐能力與分析問題的能力。

表1 圖像的基本運算

2.3 項目式教學

項目教學法是由教師結合教學內容引導學生確定項目主題，然后項目方案設計與項目實施等都由學生自己完成[4]。學生通過完成項目這一過程，提高了查閱文獻、分析問題與解決問題的能力，從被動學習變成主動學習。項目教學法的實施過程如下。

(1)確定主題：數字信號處理本質是利用數學的方法和數字系統來實現對信號的處理，主要研究的問題是信號處理的各種算法與算法的實現。對算法的學習之道是解決什么問題用到哪一類算法就了解那一類算法，使用什么算法就詳細學習那種算法。因此這門課的項目沒有確定主題，教師講解數字信號處理有關的某一項目(比如掌紋識別)后，建議學生從圖像處理、語音信號處理等方面出發，確定一些難度適中且應用較為廣泛的項目主題。

(2)分析內容：項目主題確定后，學生通過查閱相關文獻資料，設計項目內容，并對各項內容進行分析。教師結合教學內容，引導學生完善項目，提高項目的可實現性，避免挫傷學生的積極性。

(3)細化任務：學生要在有限的時間內完成項目，團隊合作是必需的，因此學生要根據項目內容細化任務，全組同學全員參與且每個同學完成的質量不僅與自己的成績有關，還影響全組其他同學，提高學生的項目的認識度與參與度，培養學生的團隊合作精神。

(4)完成項目：學生查閱相關文獻，完成項目的仿真與項目說明書的撰寫工作。通過項目完成，提高學生查閱文獻及綜合運用相應文獻的能力，為畢業論文的完成做好鋪墊。

(5)展示成果：包括項目講解、交流討論、綜合評價等幾個方面。項目講解培養學生會做也會說的能力；交流討論提高學生分析問題與解決問題的能力；最后每個同學的成績由小組項目分(組間評分+教師評分)與個人分(自我評分+小組評分+教師評分)兩個方面綜合給出。通過綜合評價，避免小部分學生抱有濫竽充數的心理，綜合評價學生在項目完成過程中的參與度及綜合運用知識解決問題的能力。

2.4 考核指標改革

學習不是以考試為最終目的，而是能綜合運用所學知識解決相關問題，因此將“數字信號處理”的總成績分為平時成績(出勤、平時作業、課堂表現)、實驗成績、項目成績、考試成績。將項目成績作為學生的總成績的一個評價指標，提高學生對項目的重視度，提高項目質量，達到綜合訓練的目的。

3 結語

“數字信號處理”概念抽象公式繁多，大部分學生都表示難學，因此，通過課程群的建設，明確“數字信號處理”的地位，優化教學內容，使學生在有限的學習時間內獲得最多的理論和實踐知識。

提高教師隊伍的綜合素質，在教學過程中引入經典或前沿案例，激發學生的學生興趣。學生在完成任務的過程中鞏固課本知識。

最后通過項目式教學，培養學生團隊合作與綜合運用所學知識的能力，為完成畢業論文奠定基礎。