《數字信號處理》課程教學方法分析

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【摘要】電子信息類專業中，最重要的專業基礎理論課之一就是《數字信號處理》這門課。本文基于長期的課堂教學經驗，結合工科學生學習本課程難于理解的現狀，對《數字信號處理》課程的特點進行了分析梳理，并對課程的重難點提出了具體的教學方法。

【關鍵詞】數字信號處理;教學方法;電子信息專業

一、《數字信號處理》課程的教學內容

1.1合理處理教材內容

目前，有關《數字信號處理》課程的參考教材很多，有些教材不僅理論性強，而且難度也比較大，很難適用于工程教育為背景的學習能力相對較弱的學生。依據具體的教學需求，需要有目的、合理的選用教材內容。具體而言，為適應學生的特點，課程講解需要從離散時間信號處理內容講起，并且在課程復習的過程中重點強調離散時間信號的知識點。依據講解濾波器的設計，講授有限沖激響應等，以求幫助學生掌握課程內容，彌補課程學時少、內容多的缺陷。

1.2精心組織教學內容

《數字信號處理》的內容理論性較強，晦澀難懂，大多數的概念涉及到了大量數學公式的推導，此外，學生們普遍的反映教學內容枯燥無味、難以接受。為了讓學生在有限的課時內理解掌握好數字信號處理的基本知識點，并且重點對信號處理授課內容進行了精心的選擇及安排，對部分詳細內容進行精簡，重點講授關鍵的理論和重點的內容。最后采用專題的形式講解數字信號處理在實際工程信息處理中的應用，這一做法避免大量冗長復雜的推導公式，豐富了教學內容，在一定程度上提高了學生的學習興趣。

1.3實驗教學和理論教學同步進行

數字信號處理課程教學中只有理論和實踐同步進行才能夠達到理想的教學效果。針對課程具體內容涉及信號的產生與采集、信號的FFT(FastFourierTransformation即快速傅氏變換)分析、濾波器設計等等。這要求學生在熟悉數學處理工具Matlab軟件的情況下對圖像信號進行采集，并且對信號進行回放、顯示、縮小及放大。而后對不同頻率、不同幅值的信號進行FFT譜分析，針對圖像的內容、畫圖說明譜的含義，最后對信號進行濾波，并比較信號在濾波前后的頻譜的變化。

二、提高學生學習《數字信號處理》課程的興趣

2.1多元化教學手法的應用

《數字信號處理》課程在長久以來因內容抽象、理論性強，常常采用“灌輸式”的課堂教學方式進行授課。這種“灌輸式”的教學方式使得學生處于被動的接受地位，缺乏積極學習的主動性。因此，在具體的教學過程中一方面應當重視問題的難以程度，注重啟發式的教學，進而激發學生的求知欲；另一方面注重理論結合實際，學生密切聯系實際應用，通過具體的實驗和實際案例對問題進行探究，盡量減少課堂上繁瑣的數學推導，采用板書加多媒體輔助式的教學方式進行教學，由淺入深進行教學，學生只有聽得明白，才會有成就感、才會感興趣。

2.2將理論內容可視化

目前，國際上許多學校采用Matlab的仿真方法來完成數字信號處理教學的相關理論教學，Matlab仿真方法的運用能夠將理論與實踐教學進行有機地結合，可做到基本原理和基本運算可視化、可操作化。這里所提到的可視化及可操作化是國外大學中所提供出的一種可以在我們理工科教學中進行應用的、很好的思路及解決方法。對于課程布置的具體實驗而言，具有大型化、系統化的發展趨勢，難度比較大，可使得學生對復雜的理論進行動手操作，可提供具體的解決問題的方法和能力，這一做法能夠促使學生較為深刻地掌握和理解信號處理課程中所學習到的內容。

2.3從工程中來到工程中去

具體舉例而言，實際工程中DFT（DiscreteFourierTransform即離散傅里葉變換）和FFT技術在電話撥鍵的雙音頻號的具體應用，讓學生找出學習的重難點，建立學習目標。這一做法被看作為從工程中來；此外，大學生的電子制作競賽中，DSP競賽或學生科研立項中選擇與數字信號處理相關的課題去進行開發研究，由學生進行全程參與，這就是到工程中去。

三、結語

數字信號處理課程因其理論性強，一直以來不受學生喜愛，因此要想提高教學水平，增強學生的學習興趣，就需要在教學內容、教學手段及實驗教學上不斷進行嘗試與探索。此外，還要不斷地完善理論教學內容，更好地應用于實踐中。

作者:王崢 劉盾 單位:天津職業技術師范大學

參考文獻

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