数字信号处理课程现状分析及改革探索

摘要：数字信号处理是电子工程与信息类专业的一门重要的专业基础课，该课程是一门理论性与实践性并重的课程。本文分析了目前课程教学中存在的普遍问题，针对存在的问题提出了切实可行的解决方案。

关键词：数字信号处理 教学改革 课程考核

一、引言

从20世纪60年代以来，随着信息科学和计算技术的迅速发展，数字信号处理理论与应用飞跃发展，它的重要性日益在通信、信息技术、图像处理、生物医学等领域中表现出来，并发展成为一本极其重要的学科。数字信号处理已经成为大专院校电子信息类相关专业的一门必修课程，该课程也是信号类课程中的一门承上启下的课程，越来越多的教育工作者都积极的参与到课程教学的建设与改革中。在此背景下，提高教学质量和效果使学生能把所学的理论和方法灵活的应用到实践中去，成为了该课程教学所要解决的关键问题。为达到这一目标，我院从理论教学和实验教学环节入手，积极探索，对该课程的教学进行了改革，并取得了较好的成效。

二、课程现状分析

1.课程内容比较抽象，很多重要公式、定理和性质所涉及的数学知识比较多，由于抽象、繁琐使学生形成课程难学的印象，从而产生厌学情绪。

2.课程之间缺乏整体联系，学生对该课程的前续知识准备不够，对后续课程没有足够的认识，这种情况对于培养学生的能力和素质都有影响。

3.教学内容较多，而学时数在面临不断的压缩。

4.实验教学内容验证性实验较多，设计性实验偏少，综合性课程设计性内容较少。

5.随着高校不断扩招，在一定程度上导致高校入学学生的平均水平相对下降；大班授课教学效果较差，影响了教学质量。

6.学生的课下学习自主性不高，大部分依赖老师的课上讲授，不善于课下搜集和整理资料，不善于阅读外文资料。

三、课程改革思路

课程改革是要更新教学思想、教学观念，把传统的教学模式改变过来，形成以学生为中心的教学方法。要变单向式、灌输式为启发式、讨论式、研究式教学。针对当前高等教育中理论学习多、实践动手少，教师灌输多、学生独立思考少，接受知识多、创造机会少的弊端，必须增加学生实践机会、自学机会和创新机会，充分发挥其个性和特长，以利于他们素质和能力的综合提高。将培养学生的创新精神和自学能力放在首位。

针对课程现状，提出了以下的具体改革措施：

1.针对课程内容抽象的问题，教师首先应注意课程目标的定位，我院对于该课程的目标定位是“通过本课程的学习使学生较好地掌握数字信号处理的基本原理，掌握基本的处理方法，具备初步的信号仿真能力，并能熟练使用MATLAB编译环境进行仿真语言的编写、编译与调试”，该目标中重点强调基本理论基本概念。在此课程目标的指导下，教师的课堂教学应该重视概念的讲解，适当减少复杂的计算和公式推导，工程教学应该培养其良好的工程师素质，将重点放在理论和概念的应用上，避免让学生陷入复杂的计算中去。掌握学科的核心概念和理论，核心技能，从而最大程度的减轻学生对该门课程的抵触情绪。

2.针对课程内容之间的联系问题，教师在教学中要重视第一堂课的设计，教师要讲清楚以下几方面内容：为什么学这门课程，课程所包含技术与内容的起源、发展与历史、轶闻逸事；课程对学生个人发展的影响，如在学生进一步深造、职业发展等方面的影响；清晰描述课程学习结束时要求学生能够做什么。

3.针对学时的问题，教师可以适当删减内容。数字信号处理课程在我院的课内学时数为64学时，其中理论教学48学时，实验教学16学时。理论教学内容的章节选取，既包含传统的数字信号处理算法思想也包含了DSP芯片应用等硬件内容。具体内容包括：数字信号处理的基本概念，典型序列，时域离散系统，系统特性及其判定，信号的傅里叶变换与分析，数字滤波器网络结构及设计，数字信号处理器。实验教学内容为随堂实验，实验报告课下完成。

4.针对传统教学中缺乏设计类实验的现状，本课程要求完成8次随堂实验，掌握数字信号处理的概念和设计方法，能用仿真软件完成相关时域信号和频域信号的仿真，通过实验学会数字信号处理的分析方法，每次实验完成相应的实验报告。实验1关于仿真软件的基本操作，实验2、3、4是关于时域和频域离散信号的仿真模拟和分析运算，实验5是关于信号变换傅里叶变换的知识验证实验，实验6、7是数字滤波器的设计，实验8是使用傅里叶变换和滤波器的知识进行声音信号的处理。其中，后三次实验都是设计类的实验，要求每个学生提交的实验报告内容要有差异性。

5.针对班型较大的问题，可以采取理论课大班讲授，实验课分班教学的形式，保证实验课的学生数目不超过30人，便于教师指导，同时提高学生的实践能力。

6.针对学生课下学习自主性不高的问题，教师要合理安排学生的课下任务，让学生课下有事可做。本课程要求完成8次随堂实验，3次课后作业，1次调研报告。

四、课程考核

课程的教学效果要依靠课程考核来验证，所以课程考核的改革也是重要环节。在该课程的考核形式上，做出了重大的改革，改变传统的“一卷定终身”的形式，考核贯穿在教学过程的各个环节，从学生的出勤、日常表现、作业、测试、实验完成情况及完成质量、对学生进行全方位的考核。而传统的试卷考核仅占最终考核成绩的50%，该考核形式更够全面考核学生的日常学习情况及动手实践能力，激发学生持久的学习兴趣。

五、结语

数字信号处理是电子信息类专业重要的专业基础课，具有很强的理论性和实践性，对教师的教学和学生的学习都有一定难度。为了更好的开展教学工作提高学生的学习兴趣，本人在课堂教学和实验教学方面都进行了一定的探索。教学改革最终的检验是学生的学习效果，文中的教学改革方法已经应用到近几届的学生中。实践证明，对应用型本科院校的人才培养起到了良好的效果，学生的学习效果显著提高，学生的自主学习能力和实践能力得到了用人单位的肯定。

参考文献：

[1]李丽芬，张秋菊，邵芬红，云彩霞，马春旭.应用型本科信号类课程教学改革与实践，2009，（13）.

[2]周超，周冰.高职院校“操作系统”课程改革探索，职业时空，2009，5（4）.