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摘要：針對(duì)電子信息工程專業(yè)信號(hào)處理類課程講授過(guò)程中知識(shí)點(diǎn)重復(fù)的問(wèn)題，對(duì)電子信息工程專業(yè)的信號(hào)處理類課程進(jìn)行融合，即首先對(duì)所有課程的內(nèi)容進(jìn)行分析和整合，重新設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，并結(jié)合專題網(wǎng)站和移動(dòng)端課件進(jìn)行案例教學(xué)，課下與學(xué)生交流課上遺留的問(wèn)題，課后再通過(guò)實(shí)驗(yàn)和綜合性課程設(shè)計(jì)加深學(xué)生的理解，形成一套適合學(xué)生的信號(hào)處理類課程學(xué)習(xí)的現(xiàn)代化的教學(xué)體系。

關(guān)鍵詞：信號(hào)處理；融合；電子信息工程；項(xiàng)目教學(xué)

近年來(lái)，信息產(chǎn)業(yè)已成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要組成部分，隨著高等教育的擴(kuò)招，現(xiàn)有的教學(xué)方法和培養(yǎng)模式已不能滿足社會(huì)的需求：教師的“教”與學(xué)生的“學(xué)”不能有機(jī)的融合，使得學(xué)生缺少獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力；不同專業(yè)課的任課教師不能融合在一起，造成教學(xué)資源的浪費(fèi)；學(xué)生之間的學(xué)習(xí)過(guò)程不能融合在一起，無(wú)法通過(guò)團(tuán)隊(duì)成員的交互作用使團(tuán)隊(duì)智慧和能力大于個(gè)人之和[1]。

一、信號(hào)處理類課程之間的聯(lián)系

信號(hào)處理類課程是電子信息工程專業(yè)課程體系中的重要組成部分，該類課程主要包含“信號(hào)與系統(tǒng)”“數(shù)字信號(hào)處理”“通信原理”“數(shù)字圖像處理”“MATLAB仿真”“DSP技術(shù)”等專業(yè)課。信號(hào)與系統(tǒng)是電子信息工程專業(yè)的一門專業(yè)課，是信號(hào)處理類課程的基礎(chǔ)，主要分析確定的模擬和數(shù)字信號(hào)通過(guò)線性時(shí)不變系統(tǒng)的輸入輸出分析。前序課程是數(shù)學(xué)類課程和電路分析，而它又是數(shù)字圖像、通信原理等課程的基礎(chǔ)。如在圖像處理里處理的信號(hào)就是圖像信號(hào)，用到的變換就是在信號(hào)與系統(tǒng)中學(xué)的傅立葉等變化。通信原理介紹了通信系統(tǒng)及通信網(wǎng)的基本原理及分析方法，包括模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)，并以數(shù)字通信系統(tǒng)為主，從通信信號(hào)傳輸?shù)慕嵌戎饕榻B傳輸信號(hào)、調(diào)制、均衡和最佳接收內(nèi)容，從信息傳輸?shù)慕嵌戎饕榻B信源和信源編碼、信道容量和信道編碼等內(nèi)容。MATLAB仿真講授系統(tǒng)建模和仿真，應(yīng)用MATLAB可以將連續(xù)和離散信號(hào)的系統(tǒng)處理過(guò)程和處理結(jié)果生動(dòng)、形象地展現(xiàn)在學(xué)生面前。DSP技術(shù)講授的是數(shù)字信號(hào)處理的硬件實(shí)現(xiàn)，是信號(hào)處理類課程的延伸。

二、課程間的融合

不同專業(yè)課程既有聯(lián)系又有區(qū)別，一般由不同教師講授，課程間相同的知識(shí)點(diǎn)重復(fù)講，造成教學(xué)資源的浪費(fèi)，不同的專業(yè)課教師缺少溝通，前序課程不了解后續(xù)課程所需要的知識(shí)點(diǎn)。不同學(xué)生對(duì)課程理解程度不同，大部分學(xué)生不能把緊密聯(lián)系的課程結(jié)合起來(lái)。筆者在此對(duì)信號(hào)處理類課程融合的結(jié)果分析如下。

（一）講授內(nèi)容的整合

對(duì)于這幾門專業(yè)課程，相互重復(fù)的內(nèi)容只講一遍。信號(hào)與系統(tǒng)課程中只講授單輸入單輸出的連續(xù)信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域與變換域分析和多輸入多輸出的狀態(tài)變量分析法；課程中的離散信號(hào)分析與處理與數(shù)字信號(hào)處理中的內(nèi)容重復(fù)，刪除重復(fù)內(nèi)容可實(shí)現(xiàn)課程體系的優(yōu)化；數(shù)字圖像處理用到的傅立葉變換等內(nèi)容，在信號(hào)與系統(tǒng)中就是重點(diǎn)內(nèi)容，在數(shù)字圖像處理里沒(méi)必要再重復(fù)。在講授信號(hào)處理類課程前，對(duì)復(fù)雜的理論先給出其應(yīng)用實(shí)例及其MATLAB實(shí)現(xiàn)，使學(xué)生有一個(gè)直觀的概念。例如，在講卷積的時(shí)候，一般先講卷積的概念，再講性質(zhì)，在性質(zhì)中穿插一些應(yīng)用例子。如沒(méi)有實(shí)例，學(xué)生雖能掌握卷積的概念和性質(zhì)，卻不明白卷積在數(shù)字信號(hào)處理中的應(yīng)用。把MATLAB和信號(hào)處理融合后，在講卷積前先舉一個(gè)卷積在音箱中數(shù)字分頻器里的應(yīng)用實(shí)例，然后講理論課，之后再上一次實(shí)驗(yàn)課，學(xué)生可用MATLAB設(shè)計(jì)數(shù)字分頻器的單位沖激響應(yīng)和幅頻響應(yīng)，通過(guò)不同的輸入信號(hào)觀察輸出信號(hào)的變化，再通過(guò)硬件實(shí)驗(yàn)箱里的實(shí)際電路連接，體會(huì)理論分析和實(shí)際電路實(shí)現(xiàn)的區(qū)別。通過(guò)理論講解和軟硬件實(shí)驗(yàn)的結(jié)合，學(xué)生對(duì)整個(gè)知識(shí)體系便理解得更透徹了。

（二）項(xiàng)目教學(xué)法的運(yùn)用

項(xiàng)目教學(xué)法是以實(shí)用性、創(chuàng)造性項(xiàng)目來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對(duì)課程及其在工程實(shí)踐中的應(yīng)用的理解。選取綜合性項(xiàng)目使相關(guān)課程緊密結(jié)合，按照“提出問(wèn)題—分析問(wèn)題—制定計(jì)劃—實(shí)施計(jì)劃—完成報(bào)告”組織教學(xué)活動(dòng)，提高學(xué)生對(duì)課程的理解力及其實(shí)踐操作能力。選取綜合性項(xiàng)目，明確項(xiàng)目任務(wù)：教師提出任務(wù)，同學(xué)討論。目前已有實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)的項(xiàng)目包括遠(yuǎn)程智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)、圖像檢索系統(tǒng)、人臉識(shí)別系統(tǒng)、三維實(shí)時(shí)仿真設(shè)計(jì)等。項(xiàng)目聯(lián)系的課程主要包括語(yǔ)音及數(shù)字圖像處理、數(shù)字信號(hào)處理、通信原理、VHDL等，基本包含了電子類專業(yè)的所有基礎(chǔ)課及專業(yè)課。

（三）專題網(wǎng)站和移動(dòng)端課件的運(yùn)用

建設(shè)電子信息工程專業(yè)信號(hào)處理課程專題網(wǎng)站和移動(dòng)端課件，通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)上和課件中嵌入動(dòng)畫、視頻及論壇，加強(qiáng)學(xué)習(xí)的靈活性。多媒體課件可安裝在手機(jī)中，學(xué)習(xí)者可隨時(shí)學(xué)習(xí)，提高了課件的使用率[2]。主要是設(shè)計(jì)了一個(gè)電子信息專業(yè)在線學(xué)習(xí)中心和信號(hào)處理類專業(yè)課程的移動(dòng)端課件，這一基于手機(jī)與電腦的雙模式教學(xué)平臺(tái)，通過(guò)手機(jī)和電腦都可訪問(wèn)。這個(gè)在線學(xué)習(xí)中心任課教師和學(xué)生都可登錄，能滿足學(xué)生和老師課下的各種互動(dòng)。任課教師可在網(wǎng)上課程介紹，上傳課程資料，留作業(yè)，與學(xué)生在線交流課堂上遺留的問(wèn)題。課程教學(xué)資源主要包括課程信息、相關(guān)課件、視頻資料、考研資料和考試資料等。除了學(xué)習(xí)中心，學(xué)生也可通過(guò)移動(dòng)端課件在手機(jī)上隨時(shí)下載課程資料，與任課教師交流。

（四）重新設(shè)計(jì)和編寫實(shí)驗(yàn)

原來(lái)的實(shí)驗(yàn)都是針對(duì)單門課的，沒(méi)有注意課程之間的聯(lián)系，比如，數(shù)字信號(hào)處理用MATLAB仿真，圖像處理也用MATLAB仿真，但兩個(gè)實(shí)驗(yàn)之間沒(méi)有聯(lián)系，重新編寫實(shí)驗(yàn)時(shí)，充分把各門課程的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行融合，用圖像處理的實(shí)驗(yàn)來(lái)證明數(shù)字信號(hào)處理里的理論。還要注重軟硬件結(jié)合，結(jié)合DSP試驗(yàn)箱，讓學(xué)生通過(guò)硬件電路理解理論和實(shí)際電路實(shí)現(xiàn)的區(qū)別，也可以通過(guò)軟件仿真和硬件實(shí)現(xiàn)理解參數(shù)改變對(duì)系統(tǒng)性能的影響。把幾門信號(hào)處理類課程的實(shí)驗(yàn)整合成一門大課程實(shí)驗(yàn)，把理論、軟件仿真和硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)合在一起，這樣可使學(xué)生對(duì)知識(shí)有更全面的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)習(xí)興趣。

（五）增加綜合性的課程設(shè)計(jì)

在學(xué)完這些專業(yè)課程后增加信號(hào)處理類的綜合課程設(shè)計(jì)，在課程設(shè)計(jì)中采用團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)的模式，對(duì)學(xué)生分組，每個(gè)小組分配一個(gè)題目，選出一個(gè)組長(zhǎng)。學(xué)生在個(gè)體學(xué)習(xí)中有孤立感，面對(duì)各種信號(hào)處理問(wèn)題容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒，團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)既相互合作，又能發(fā)揮每個(gè)同學(xué)的積極性和自主性。團(tuán)隊(duì)成員通過(guò)分工合作完成一個(gè)課題，在這個(gè)過(guò)程中，個(gè)人能力得到提高，還鍛煉了合作能力和溝通技巧。

三、信號(hào)處理類課程融合的實(shí)踐

課題組對(duì)電子信息工程專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行了教學(xué)試點(diǎn)，通過(guò)組建教師團(tuán)隊(duì)，重新整合教案，編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，開(kāi)展案例式教學(xué)，進(jìn)行綜合性課程設(shè)計(jì)，并制作了相關(guān)網(wǎng)站和基于移動(dòng)端的課件，教學(xué)效果良好。信號(hào)處理類課程在電子信息工程專業(yè)開(kāi)設(shè)多屆，學(xué)生多次參加“畢昇”全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，獲得全國(guó)一等獎(jiǎng)一次、二等獎(jiǎng)四次、三等獎(jiǎng)三次。

四、結(jié)語(yǔ)

本文從電子信息工程專業(yè)和信號(hào)處理類課程的特點(diǎn)出發(fā)，首先對(duì)信號(hào)處理類課程課堂講授、上機(jī)和課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行了融合和重新設(shè)計(jì)，課上采用項(xiàng)目教學(xué)法，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課下再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)端課件進(jìn)行輔導(dǎo)，幫助學(xué)生加深對(duì)課上內(nèi)容的理解。通過(guò)一系列的措施，可以提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和工程實(shí)踐能力，為將來(lái)融入社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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作者：郭偉 龍?jiān)谠?張連連 單位：河北建筑工程學(xué)院