项目教学法在信号处理课程教学中的实践与探索

摘要：“信号与系统”和“数字信号处理”是电子信息工程、通信工程类专业的核心课程。传统的课程教学模式是以课本经验知识为载体、教师传授为主导。这种模式对培养应用型人才显然不再适应。为适应信息技术日新月异的变化，培养高质量人才，迫切需要对这两门课程的教学进行改革。项目教学法是在课堂教学中，把理论与实践教学有机地结合起来，充分发掘学生的创造潜能，提高学生解决实际问题的综合能力。因此，在这两门课程教学中采用项目教学法是非常必要的。

关键词：信号与系统；数字信号处理；项目教学法

作者简介：杨会成（1970-），男，安徽来安人，安徽工程大学电气工程学院，副教授；王世芳（1981-），女，安徽芜湖人，安徽工程大学电气工程学院，讲师。（安徽?芜湖?241000）

基金项目：本文系安徽省重点教学研究项目（项目编号：20100725）、“信号与系统”校级精品课程建设项目的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）29-0050-02

“信号与系统”和“数字信号处理”课程是国内外许多工科类大学通信和电子信息类专业的两门关系最紧密、最活跃、最具生命力的专业基础课程，起着承上启下的核心作用。目前，国内许多高校都将它们作为相关专业的研究生入学考试课程。这两门课程的概念和原理目前已广泛应用在语音、雷达、地震、图像、通信、控制、生物医学、航空航天、故障检测、自动化仪表等领域。因此，如何更好地对这两门课进行教学不仅涉及学生对整个专业课程体系的认知程度和对课程的学习效果，而且对学生的能力和素质培养至关重要，且影响深远。这就需要教师在转变教学观念的基础上对课程体系、教学内容和教学方式进行必要的改革。基于这一目的，本文引入项目教学法对这两门课程的教学内容和教学方式进行初步研究。

一、两课程在教学中存在的问题

目前，各高校都正在制订新一轮教学计划，总的倾向是要压缩课内学时、重组课程体系、精简内容、改进方法，尽量给学生留出足够的余地，让他们有时间和精力主动积极地学习和从事创新思维。“信号与系统”和“数字信号处理”是电子信息类本科生的主干技术课程，两门课程的教学内容有着密不可分的内在联系。传统的课程教学模式是以课本经验知识为载体、以教室为学习场所、教师传授为主导。这种模式对培养创新应用型人才显然不再适应，课程教学内容与实际工作岗位需要的能力脱节，教师主导的传授式的教学不再适应学生特点，课程教学效果差，人才培养规格难以达到。

二、应用能力和创新素质培养不够

信号处理是应用很广的课程，需要学生具备很强的硬件设计和软件编程能力。学生只有通过自己亲自动手实践才会真正地对信号处理产生兴趣，才会充分调动自己的主观能动性去学好该课程。但由于学时和经费有限，目前的实验教学仍以现成的硬件设备为平台，缺少硬件设计、应用型实验。由于硬件固定，学生只能在有限的实验平台上进行验证性实验，造成了学生缺乏自己设计硬件系统的实际能力，缺乏现代工程设计思想和运用信号处理解决实际问题的能力。许多学生仅是继承型、模仿型人才，与要培养创新和应用人才的培养模式还有很大差距。归根结底还是源于课程教学内容与教学方法方面存在的不足。

针对这两门课程理论和实践性都非常强的特点，只有改变原有的教学内容、教学方式上的弊端，加强实践环节，将信号处理课程的教学以工程的真实项目为载体，将课程学习过程与解决实际工程问题融合起来。教师的主要作用是开发项目，将知识传授通过指导学生完成项目任务来实现，调动学生主动学习的兴趣，培养学生的动手能力，这样的课程教学模式将大大提高教学效率和教学水平，推进信号处理课程教学模式的改革与创新，能更好地适应“具有创新意识和实践能力的高素质应用型人才”的培养模式，这必将成为该课程体系教学研究的重要课题。

三、理论与实际相结合，把项目教学法引入课程教学

加强理论与实际相结合，要求既有严密的理论体系又有生动的工程实例。在理论推导中引出工程应用的概念，加深学生对理论的认识和理解。“信号与系统”和“数字信号处理”是两门理论性和实践性都很强的课程，需要学生具备很强的硬件设计和软件编程能力。多年来，如何开设和加强“信号与系统”和“数字信号处理”这两门课程的实践环节一直是广大任课教师关注的问题，尤其是新增一些与教学内容相关的实验更是如此。目前，一些实验指导书中对实验的内容、步骤、程序、结果写得很明确，导致学生做软件实验就是简单的敲程序和单纯的现象演示，导致学生缺乏实验兴趣。而构造一个合理的、富有启迪性的、难易繁简适中的、可以实现而又饶有兴趣的实验不仅有大量耗时耗力的工作要做，而且还有一定的难度，并非一件轻而易举的事。

项目教学法是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动，其目的是在课堂教学中把理论与实践教学有机地结合起来，充分发掘学生的创造潜能，提高学生解决实际问题的综合能力。在信号处理课程教学中实施项目教学法具有重要的意义。

1.有利于传统教学观念的转变

项目教学法与传统的教学法相比，其特点主要表现在以下四个方面：由原来的“以教师为中心”转变为“师生双方共同参与”；由原来的“以课堂为中心”转变为“课内与课外学习实践相结合”；由原来的“以课本为中心”转变为“以课本为线索，以现代信息知识为平台，网络化学习，重组构建知识”；由原来的“教师传授知识”转变为“教师引导学生探索知识，有组织、有体系、有目的地应用知识”。这样，学生不只是教学的受体，更重要的是学习的主体。

2.有利于提高学生的学习兴趣

项目教学法的特点是从项目计划的制订、项目的实施到项目的验收与评估都是以学生作为主体，极大地调动了学生学习的积极性和主动参与的意识。由于项目内容来自于生产实际，具有较强的实用性，因而更易激发学生的学习欲望，提高学生的学习兴趣。

3.有利于提高学生的动手能力

在教学过程中将项目教学法的理念和方法引入课堂，为学生设计项目任务，激励学生参与，不但培养了学生的专业能力，同时也增强了学生的动手能力，为其步入工作岗位，真正实现与工作岗位零距离接轨准备了条件。