“信号与系统”和“数字信号处理”课程的优化整合研究

2020-08-10 09:25:42 科教导刊·电子版 2020年15期

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。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进行整合研究,深化改革。本文以研究型教学为目标,对这两门课程在教学内容、教学方式、实验教学等方面进行了改革的尝试,以建立新的课程体系。

关键词 信号与系统 数字信号处理 课程优化

中图分类号:G642文献标识码:A

“信号与系统”课程是面向电子信息学科的专业基础课,电路与系统、集成电路工程、生物医学工程等众多领域都应用其分析方法对信号进行分析。“数字信号处理”课程是国内外许多工科类大学的专业课程,起着承上启下的核心作用,是相关专业的研究生入学考试课程。因此,教师如何更好地教授这两门课程,对学生能力素质的培养影响深远。基于这一目的,本文在转变教学观念的基础上,对如何改革这两门课程教学内容及教学方式进行了初步研究。

1两课程在教学中存在的问题

目前,许多高校都在制定新一轮的教学计划,倾向于重组课程体系、改进教学方法,精简课程内容、压缩课内学时,想方设法给学生留出足够的时间和精力,让他们积极主动地学习和从事创新思维。“信号与系统”是专业基础课,“数字信号处理”则是它的延续,两门课程的教学内容密不可分。教学中主要存在以下几个方面的问题:(1)授课内容重复;(2)这两门课程的负责人不同,不能互通有无,授课内容的重复性问题突出;(3)两门课的内容配合得不好,没有形成一个有机的整体。

2如何构建新课程内容体系

为了培养高素质人才,鉴于两课程间的联系及矛盾等情况,有必要构建一个适合学科发展方向、符合学生认知特点的新的课程内容体系。具体体现在以下几个方面:(1)在内容组织上,去粗取精、有机整合,将二者作为系列课程进行整体规划。在“信号与系统”中以连续时间信号分析和处理为基础,突出基本原理和概念;在“数字信号处理”中突出数字化方法与技术,强调三大变换(FT,LT,ZT)的数学概念和工程概念,淡化其数学技巧和运算。融入仿真软件,增加工程实际的例题和习题。(2)傅里叶变换是“信号与系统”和“数字信号处理”课程的重要教学内容,该变换类型较多,分析推导过程较复杂,学生在学习过程中不易理清思路。因此,如何帮助学生掌握其分析方法及不同傅里叶变换间的相互转换关系,进而能应用傅里叶分析方法解决实际问题就成了这两门课程需要解决的关键问题。学生只要牢牢抓住时域—频域间存在着“离散对应周期”的结论,学习三大变换就会事半功倍。

3传统教学方法与现代教学方法相结合

“信号与系统”和“数字信号处理”这两门课程理论性较强,其中有大量的数学公式推导。传统板书的教学方式会让学生感觉枯燥无味,因此要提高教学效果,必须改进教学方式,提高课堂教学效果。(1)可利用Flash、Matlab等软件制作多媒体电子教案,以生动的表现形式来讲述较抽象的知识点。(2)开发基于MATLAB GUI的可视化教学仿真平台,以交互的方式实时仿真课程中的抽象概念,并以图形和图像的方式显示仿真结果,有助于老师的讲解和学生的理解,激发学生主动探索,发现和解决问题,有利于创新型人才的培养。(3)改进综合考核方式,学生的成绩主要取决于期末的闭卷考核方式。这种成绩评定方法已经与现代教学评价体系格格不入。为了进一步深化教学改革,不断提高对课程教学的过程管理,把课程考核与成绩评定分散到课程教学的整个过程中。同时,教师通过考核反馈的信息,及时调整和改进教学活动,提高教学质量。这将对进一步加强学风建设,营造浓厚的学习氛围起到积极的引领作用。

4課堂教学中引入项目教学法

教师在教学过程中,注重实践教学环节,适当引入生动的工程实例,让学生能运用所学知识解决实际问题。只有通过自己亲自动手实践,才会真正的产生兴趣,也就会积极主动地去学习。项目教学法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,有着重要的意义:首先,有利于转变传统的教学观念,师生双方共同参与而非以教师为中心;课内与课外学习实践相结合而非以课堂为中心;教师引导学生探索知识,应用知识而非教师传授知识。其次,有利于提高学生的学习兴趣,整个学习阶段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性,更易激发学生的学习欲望,提高学生的学习兴趣。再次,有利于提高学生的动手能力,为其步入工作岗位垫定了基础,实践是最好的老师。

5结束语

以上总结了“信号与系统”和“数字信号处理”这两门课程在课堂教学和实践性环节出现的问题。归根结底,还是源于这两门课程在教学内容与教学方法方面存在的不足。针对这两门课理论性和实践性都非常强的特点,如何改变原有的教学内容、教学方式上的弊端,加强实践环节,让学生能够快速入门并培养动手、创新能力,必将成为该课程教学改革的重要课题,也是培养具有创新意识和实践能力的高素质应用型人才的重要要求。

基金项目: 安徽工程大学校级教学研究项目(2012xjy32);安徽教育厅教研项目(2015zdjy082)。

作者简介:王世芳(1981-),女,安徽芜湖人,工学硕士,讲师,主要研究方向:智能算法和信号分析与处理。

参考文献

[1] 杨会成,王世芳.项目教学法在信号处理课程教学中的实践与探索[J].中国电力教育,2012(29):50-51.

[2] 吴利华.在VB课程中引入项目教学法的研究与探索[J].辽宁教育行政学院学报,2009(08):161-162.

[3] 葛愿. “信号与系统”创新教学模式探索[J].科技视界,2014(01):65-66.