導(dǎo)語：數(shù)字信號處理實驗教學(xué)探索一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：“數(shù)字信號處理”是電子信息類專業(yè)的重要課程，其相關(guān)原理和技術(shù)是通信與控制等諸多學(xué)科的基礎(chǔ)。本文主要探討實驗方面的教學(xué)改革，結(jié)合近幾年學(xué)生上機(jī)實驗中的經(jīng)驗及教訓(xùn)，提出從實驗內(nèi)容和教學(xué)方法兩方面進(jìn)行改革。優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，編寫適合本校學(xué)生特點的實驗題目，每次實驗，學(xué)生可根據(jù)自身能力和興趣選題來做，從而激發(fā)其學(xué)習(xí)主動性,提高其動手能力，避免出現(xiàn)較多抄襲現(xiàn)象。目前，數(shù)字信號處理實驗教學(xué)改革處在試行和探索階段，并已經(jīng)取得了一定成效。

關(guān)鍵詞：數(shù)字信號處理；實驗；改革

數(shù)字信號處理是電子與電氣信息類學(xué)科專業(yè)的核心課程，相關(guān)原理和技術(shù)是通信與控制等諸多學(xué)科的基礎(chǔ)。因此，除了通信和電子技術(shù)等專業(yè)，數(shù)字信號處理作為必修課程，在自動控制，電氣工程和醫(yī)學(xué)處理等專業(yè)，數(shù)字信號處理也作為選修課程，隨著電子通信技術(shù)的飛速發(fā)展，其在高等院校理工科教學(xué)體系中的地位日顯重要。然而，在本校教師講授數(shù)字信號處理的過程中，我們發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)此課程感覺很吃力，后期更是望而生畏，究其原因，主要有以下三點：一是課程理論性強，概念抽象，公式繁瑣，并且需要較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；二是MATLAB軟件應(yīng)用不熟練；三是無法用相關(guān)的理論知識指導(dǎo)實驗操作，動手困難。針對這些問題，本文主要從實驗促進(jìn)教學(xué)方面進(jìn)行探討，給出實驗教學(xué)改革的一些思路。

一實驗教學(xué)中出現(xiàn)的問題

（一）課時不足。本校通信工程和電子信息科學(xué)與技術(shù)兩個專業(yè)在大二下學(xué)期開設(shè)數(shù)字信號處理課程，總學(xué)時48，其中理論授課38學(xué)時，剩下10個學(xué)時為上機(jī)實驗。數(shù)字信號處理中涉及傅里葉變換、快速傅里葉變換、線性卷積、圓周卷積、IIR和FIR濾波器的設(shè)計，如果以4學(xué)時為一次上機(jī)課時，很顯然，10個學(xué)時不夠用，因此，只能選取部分內(nèi)容作為上機(jī)實驗，無法涵蓋所有知識點，這就造成了學(xué)生只對實驗中用到的理論知識理解較為透徹。（二）教學(xué)方法不適應(yīng)。一直以來，數(shù)字信號處理每次實驗都是所有學(xué)生同做一個實驗題目，開始的實驗較為簡單，大部分學(xué)生都能完成，隨著授課知識的逐漸深入，題目的難度也逐漸加大，這時，差距就顯露出來，平時學(xué)的較好或能力較強的學(xué)生通過分析題目、查閱資料，較好的完成了實驗，但大部分學(xué)生卻難以下手，最后只能以抄襲報告的形式向老師交差。這種現(xiàn)象一方面不利于學(xué)生的培養(yǎng)，部分能力較差的學(xué)生喪失自信，陷入越差越不想學(xué)的惡性循環(huán)；另一方面，也給教師對學(xué)生的考核帶來了很大困難。從以上問題中不難發(fā)現(xiàn)，實驗課程的改革不僅僅是加大課時的比重，更重要是針對不同的學(xué)生選擇合適的實驗內(nèi)容，改革教學(xué)方法，使更多的學(xué)生真正參與到實驗中，通過實驗，加強學(xué)生對理論知識的理解，提高其動手能力，并從實驗中體會到學(xué)習(xí)的樂趣。根據(jù)多年以來的教學(xué)經(jīng)驗，并結(jié)合本專業(yè)學(xué)生的特點，我們提出適應(yīng)他們的實驗教學(xué)方法，達(dá)到因材施教的目的。

二實驗教學(xué)的改革

（一）教學(xué)內(nèi)容的改革。以往實驗大綱的內(nèi)容都是選擇授課教材里面的上機(jī)實驗題目,而這些被選的優(yōu)秀教材基本都是針對一本和二本高校,有些實驗題目的難度超出了三本院校大部分學(xué)生的接受度，因此，從一些優(yōu)秀教材中選擇適合本校學(xué)生的實驗內(nèi)容并進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷氖歉母锏氖滓蝿?wù)。由于本校電信類專業(yè)大部分學(xué)生基礎(chǔ)較薄弱，實驗內(nèi)容應(yīng)主要以驗證性實驗為主，例如，可以設(shè)置典型信號的圖形顯示、利用filter函數(shù)和線性卷積兩種方法求系統(tǒng)響應(yīng)、計算兩個信號的圓周卷積、信號的頻譜分析等等，這些實驗?zāi)繕?biāo)明確，在教材上一般能找到類似的例題作為借鑒，大部分學(xué)生都能獨立完成。對于一些基礎(chǔ)較好或能力較強的學(xué)生，這些題目并不能滿足他們的求知欲，因此，設(shè)置一些設(shè)計性或綜合性的實驗題目也非常有必要，例如：各種濾波器的設(shè)計、對一段包含噪聲的語音信號進(jìn)行去噪處理、圖形的噪聲處理等等。通過教學(xué)內(nèi)容的改革，讓大部分學(xué)生都能獨立完成實驗，在實驗中慢慢增強自信心,進(jìn)而提高動手能力。（二）教學(xué)方法的改革。傳統(tǒng)的教學(xué)通常是每次實驗課，所有學(xué)生同做一個實驗題目，這就造成了，當(dāng)題目較簡單時，無法滿足學(xué)習(xí)能力較強學(xué)生的需求；當(dāng)題目較難時，大部分學(xué)生動手困難，最后只能抄襲他人報告交差。這種“一刀切”的模式無法適應(yīng)本校學(xué)生的特點,不能讓絕大多數(shù)的學(xué)生得到較好的培養(yǎng)。因此，應(yīng)該改變教學(xué)思路，根據(jù)學(xué)生能力的區(qū)別，讓他們選作不同的題目。按照10學(xué)時的實驗課時，一般設(shè)置三次實驗，并且實驗多以驗證性實驗為主。第一次實驗2個學(xué)時，內(nèi)容主要是典型信號的圖形顯示，難度較小，學(xué)生上手容易，便于讓他們建立起學(xué)好該課程的信心，第二次實驗用時4個學(xué)時，選擇系統(tǒng)響應(yīng)及穩(wěn)定性，線性卷積和圓周卷積的比較為上機(jī)內(nèi)容，第三次實驗也是4個學(xué)時，主要設(shè)計IIR和FIR數(shù)字低通濾波器。三次實驗大約涵蓋了80%的教材內(nèi)容。第二次實驗和第三次實驗都是包含了兩個方面的內(nèi)容。因此，每個學(xué)生均可根據(jù)自己的能力和興趣從中選擇一個在規(guī)定時間內(nèi)完成，未選的內(nèi)容以課后作業(yè)的形式完成。部分能力較強的學(xué)生可選擇完成全部實驗內(nèi)容。通過這種改變，一方面降低了實驗難度，提高了學(xué)生的自信心；另一方面，由于每次都是兩個內(nèi)容擇其一完成，提交報告的重復(fù)率降低，抄襲現(xiàn)象也得到了一定的遏制。此外，為了滿足不同層次學(xué)生的需求，我們也設(shè)置了一些綜合性實驗，選做一個綜合性實驗的同學(xué)可免做驗證性實驗2或3，選做兩個綜合性實驗的可免做后兩次驗證性實驗。通過這種改革，保證絕大多數(shù)學(xué)生都能真正地參與到實驗中來，避免出現(xiàn)少數(shù)學(xué)生做實驗，多數(shù)學(xué)生抄襲的現(xiàn)象，同時，也有利于選撥優(yōu)秀的學(xué)生參與全校甚至全國的各種學(xué)科競賽，對有意報考研究生的學(xué)生提供了鍛煉機(jī)會。

三結(jié)束語

數(shù)字信號處理是電子信息類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是一些學(xué)校考研的必考課程，其重要性顯而易見。我們總結(jié)了近幾年學(xué)生在上實驗課程中的情況，提出了從實驗內(nèi)容和教學(xué)方法兩方面進(jìn)行改革，一方面優(yōu)化實驗內(nèi)容，主要以驗證性實驗為主，綜合性實驗作為選作實驗，滿足能力較強學(xué)生的需求；另一方面，改革教學(xué)方法，以學(xué)生為主體，讓學(xué)生根據(jù)興趣和能力選擇實驗來做，從而提高其學(xué)習(xí)主動性和動手能力，減少抄襲現(xiàn)象。目前，改革還在試行和探索階段，并取得了一定成效。

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作者:劉芳 單位:文華學(xué)院