“数字信号处理”课程教学方法探索.doc

“数字信号处理”课程教学方法剖析随着信息化时代飞速发展,“数字信号处理”学科地位与作用日益凸显出来。它已经发展成为通信、雷达、声纳、测控、遥感、语音、图像等学科领域重要理论基础与技术基础。“数字信号处理”课程因此发展成为国内外各大学电子信息类学科与专业必修课。“数字信号处理”课程是郑州轻工业学院电气信息工程学院电子信息工程专业三年级学生必修专业基础课。作为本专业非常重要一门基础课程,它在信息理论学科建设中发挥着举足轻重作用。本课程内容多、学时少(共56学时,含8学时实验),因此在课程设置上如何提纲挈领,把握全局,以满足培养高素质学生知识结构、能力结构与素质结构需求,成为本课程最为关注问题。一、教材选择多样化本课程参考教材较多,例如由程佩青编著《数字信号处理教程》,自1995年出版至今已经历了多次修订与完善,其知识框架体系成熟、概念明确、推演严谨、思路清晰,对于初学者来说,无疑是一本很好理论学习教材。另外,由高西全、丁玉美编著《数字信号处理――原理、实现及应用(第2版)》,王大伦等编著《数字信号处理――理论与实践》,吴湘淇编著《信号与系统(第3版)》,徐守时编著《信号与系统》,分别从不同视角、不同领域对数字信号处理进行了深入剖析与研究,它们相得益彰,可以为学生们提供有益借鉴与帮助。二、课堂教学详略得当由于课时少、内容多,因此,针对重点与难点详细讲解,对简单或应用较少内容简要讲解。例如“信号与系统”课程某些章节与“数字信号处理”某些章节出现重叠与重复。[1]如离散时间信号与系统基础、Z变换等。因此,在离散时间信号与系统这一章,通过比较连续与离散时间信号与系统性质异同,加深理解与记忆。在Z变换这一章,着重强调不同序列收敛域含义与MATLAB功能实现,而对Z变换定义与性质只做简要回顾。通过整合教学内容与结构,可以实现教学资源充分利用。对于复杂抽象问题,可以借助数学几何推演等工具进行形象化解释。例如,“离散时间系统频域剖析”这一节中“利用零极点分布剖析系统频率响应”这一知识点,要求根据系统函数零点与极点位置大致判断系统频率响应特性。看起来复杂难懂,但是结合矢量特点,就不难理解零点矢量与极点矢量在取最小值时候,频率响应相应获得极小值与极大值。[1]因此,在零、极点所在频率处,频率响应会分别出现波谷与波峰。三、板书推演与多媒体演示取长补短“数字信号处理”这门课程概念多、公式繁,因此大量、详细理论推导对学生们加深印象、增强理解是必不可少。仅仅借助多媒体软件进行走马观花式快速浏览不利于概念深入理解与应用,只有通过板书推演带领学生们循序渐进、层层深入,弄清来龙去脉,才能使学生从根本上接受、掌握与运用这些知识。另一方面,如果仅仅借助板书进行数学推导,课堂教学就会变成枯燥繁琐数学理论课,且卷积、频谱、滤波、调制等概念比较抽象难懂,而辅以多媒体软件进行生动直观演示,将复杂问题简单化、抽象问题形象化,可以以一种活泼有趣方式使学生们接受工科理论知识学习,提升学习乐趣与效率。 MATLAB是当前国外信号处理与系统设计等领域最为流行仿真软件之一,具有语言简洁、程序简单、效率高特点。[2]MATLAB强大数字信号处理工具箱可以对各种复杂抽象概念给予直观形象演示。例如,相对于直观时域波形,频谱概念抽象复杂,通过MATLAB演示,可以轻松实现对其内涵准确把握。如图1所示为时域波形与幅度谱,