许芹 张海涛 张玉山
（安徽科技学院，安徽 凤阳 233100）
【摘要】本文根据数字信号处理课程特点，明确应用型本科院校“数字信号处理”课程建设的教学基本原则。针对存在的问题，修订教学内容，“因地制宜”地调整教学方法及手段，合理制定评价体系，刺激学生学习积极性。经教学实践证明，调整后的教学思路更加清晰，目的更加明确，改革更加注重应用型，方法更加贴合学生实际，教学效果明显提升。
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关键词 数字信号处理；教学改革；教学方法
相对于较成熟的研究性高校和教学研究型高校而言，应用型高校是新催化产物。为适应高校教育发展形式、满足社会发展需要，应用型高校不断探索和摸索人才培养模式，提高教学水平，培养高质量人才。作为高校最基层教育教学工作者，以适应应用型培养目标为目的，从基本课程建设入手，不断地调整课程体系教学内容和方法，注重学生实践、创新能力的培养，探索课程改革。
随着信息技术的发展，数字信号处理技术被越来越多的领域应用，在高校也成为电子信息、电气工程、机械自动化等专业的必修课程。数字信号处理课程，是一门以算法为核心的理论与实践、原理与应用紧密结合的学科，多年来一直被认为是一门较难学的本科课程[1]，结合本专业学生特点，围绕教学要求，不断凝练教学内容，优化教学方式、方法，在教学过程中不断摸索适合本院学生特点的教学模式并在不断尝试调整中。多年来，课程组取得一定研究成果。
1 教学基本原则
教学多年来，一直本着“强基础，重应用，抓能力”的宗旨及原则。本课程在信息工程、通信工程等相关专业起着“承上启下”的重要作用，为后续信号处理应用打下坚实基础。首先，让学生明确课程定位与作用，掌握学习的方法，让学生在自愿的基础上建立牢固的知识基础。其次，强调知识的应用能力，应用与能力齐抓共管，达到事半功倍的效果。从教学经验看，学生明确基础知识概念，对课程重视程度也会增强，兴趣提高，课下也会主动花更多的时间去学习；学习方法得当，学习效率提高，学习主动性提高。
2 凝练课程教学内容
数字信号处理课程理论性强，内容枯燥，为让学生在有限时间内提高学习效率，更有效地拓宽知识面，培养创新、应用能力，合理调整本课程教学体系，制定科学教学体系，有效避免学时不够、内容重复等传统问题。
该课程国内外经典教材较多，结合本校应用型办学定位，和教学方法的改革，本课程将教材更换为王艳芬等主编的《数字信号处理原理及实现》，将理论推导内容与MATLAB软件融合在一起，加强学生理论实践能力。二，加强该课程前后衔接，有效避免课程内容重复，提高学生综合素质培养。在课程体系调整中，肯定前期《信号与系统》基础地位，但如文献[2]中第一、二章离散时间信号与系统的时域及频域分析，这部分内容占有一定学时，但分量不足，但此部分内容对本课程后期内容具有重要意义，实际授课时减少此内容的授课学时，以例题、练习题作为引导，复习性讲解，从而重点突出离散傅里叶变换及应用、数字滤波器设计等两大经典内容。
与此同时，为做好与本课程紧密相关的后期专业课程《DSP原理与应用》课程的衔接，利用少量学时，做过渡性介绍，提高学生学习的系统性。在前后课程的相互呼应下，学生更加明确本课程的重要性及在专业课程中的地位，对激发学生的学习兴趣起到一定帮助。
3 改进教学方法和手段
数字信号处理论课程内容多、学时少，尤其涉及大量数学推导过程，学生普遍感觉枯燥、厌学以及学不懂。为调整学生学习状态，以线性时不变系统为中心，时域、频域分析为基本点，应用MATLAB软件为工具，不断强化学生对DFT应用、滤波器分析设计等知识的应用能力，将学生的学习兴趣和注意点引向概念的理解和技术的应用, 提高学习积极性，强调理解和掌握数字信号处理的核心理论、处理问题的方法和应用能力。
3.1 丰富教学方法
单一的教学方法，就如同一个音调讲话，无法刺激学生学习积极性及兴趣。根据实际授课内容，“因地制宜”，适时调整教学方法，调整教学内容讲授方式，多种方式并存，更有效地提高学生的学习兴趣。
改变教学模式，学生变被动学习为主动学习。避免传统满堂灌的教学方式，更加注重培养学生主动学习的意识、课程学习的方法和个人素质、能力的培养。以学生为主的互动式教学方法是提升学生学习积极性及提高教学效果的主要方法，让学生在教师的科学指导下主动参与，主动获取，自主构建，自我发展，自我完善。
采用启发式、形象化教学，弱化理论内容教学中数学公式推导过程，增强知识点的应用性, 激发学生的学习兴趣。如在无限脉冲响应（IIR）数字滤波器设计双线性变换法的中，采用研究问题、发现问题并解决问题的思路，利用两个基本问题引入脉冲响应不变法的缺点，产生的本质原因？回想自变量为（-∞，+∞）而输出为（-π，π）的函数是什么？对学生的回答做纠正分析；再利用
阐述本方法的实现思路及目标，思路清晰；而对于本方法所产生的缺点，利用MATLAB软件仿真结果，如图1所示，利用500Hz频点位置阐述产生原因以及解决的办法，形象化示人，学生印象深刻，乐于去接受和理解，避免了繁琐的公式推导过程。
3.2 多媒体与传统教学手段相结合
信息技术的发展和广泛应用, 为丰富教学手段、共享教学资源和提高教学效率提供了良好的保障。由于多媒体形式具有形象高效简单的特点, 适于展示图表、声音、动画和软件编程等。很多教师上课时通常会为了省事，过分的借助依赖于数字化多媒体教学辅助设备，而往往忽视了传统的板书教学模式。而相比于多媒体，板书的教学形式灵活、易控、现场互动性更好,更适用于重要的推导、分析和演算。
所以，利用本课程特点，教师在教学过程中应当根据具体内容采用恰当的多媒体技术和一定的板书形式相结合。当然，授课教师应该认识到多媒体在教学上仅仅起到的是辅助教学，而不应该是教学行为的主角。合理运用多媒体所能演绎的动画效果，明确主题，附以一定的图文搭配可以取得良好的教学效果。
3.3 多样化实践训练
为培养学生自主学习性及加大应用能力培养，数字信号处理实践教学中也积极做出调整。首先开设综合性和设计性实验。再者，将传统手工演、练的课程习题部分调整为上机操作，利用课后时间自主加强MATLAB软件应用，并采取不定期上机考核抽查，杜绝学生偷懒、抄袭等现象，保证学习效果。最后，重视实验结果分析，加强学生对理论知识的掌握和理解，提高应用能力。从实验效果看，学生学习主动性增加，知识点应用能力增强。
3.4 制定综合评价体系，刺激学习积极性
有效奖惩机制可以更有效调动学生学习积极性。占总评成绩20%的平时成绩评价一直较模糊，教师主观性较强。合理规范课前预习、课上提问与课后习题占平时成绩比例，实验报告撰写等内容占平时成绩比重，让学生客观参与平时成绩评定中，激励学生自主、自发地参与学习中。做到知识传授与学生综合素质培养并重。
3.5 考试改革
为提高学生对知识点的应用能力，重视实验操作，重视MATLAB软件在本课程中的应用，考试中增加了应用题型的比重。当然，卷面成绩在课程评价中占绝对高比例。
本文分析授课过程中出现的问题，探究解决办法，及时调整教学内容及方法，改革了教学（理论+实验）形式，更新了考试内容，进一步完善课程体系，有助于课程教学。当然，授课辅助工具不断更新，各届学生也有差异，尤其是师生代沟不断加大，对学生学习状态的把我与心理的研究也是一个重要内容，只有教、学和谐，才能培养出适合社会发展的应用型人才。
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参考文献
［1］朱幼莲,倪福银.数字信号处理课程教学改革与实践[J].江苏技术示范学院学报，2012，08．
［2］王艳芬.“数字信号处理”精品课程建设探索[J].电气电子教育学报，2011，02．
［3］赵伟.浅谈数字信号处理重点课程的教学改革[J].成人教育，2013，1．
［4］辜小花，杨利平.“数字信号处”课程的教学方法探讨[J].重庆科技学院学报：社会科学版，2012，23：180-181．
［5］郭庆，陈尚松.传统教学方法与多媒体教学方法的相互配合[J].电气电子教学学报，2004，26（1）：95-97．
［责任编辑：薛俊歌］