耶曉東 陜西理工學(xué)院電信系 陜西漢中723003

某高校信號處理課程群實踐教學(xué)改革的研究與探索

耶曉東 陜西理工學(xué)院電信系 陜西漢中723003

針對以往信號類單門課程為主下的實踐教學(xué)的不足，本文從課群角度出發(fā)，對信號處理課程群下的實踐教學(xué)改革提出了優(yōu)化的思路。通過分析我校信號處理類課程的實踐教學(xué)現(xiàn)狀，提出了存在的問題，最后結(jié)合我校應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)和電子信息類專業(yè)培養(yǎng)方案的定位，對課程群下的實踐教學(xué)建設(shè)提出了改革的思路。

信號處理；課程群；實踐；改革

我校作為陜南唯一的一所地方性高校，為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟和社會發(fā)展培養(yǎng)了大量建設(shè)人才。電子信息工程專業(yè)（以下簡稱“電子專業(yè)”）作為我校的主要專業(yè)之一，辦學(xué)幾十年來，為地方經(jīng)濟建設(shè)發(fā)揮了積極重要的作用。隨著科技的迅猛發(fā)展，學(xué)科的相互滲透和交叉，對電子專業(yè)人才培養(yǎng)的規(guī)格和目標(biāo)提出了新的要求。過去我校電子專業(yè)的開展的實踐教學(xué)改革大部分是圍繞一門課程的實驗的改革，雖然取得了一定成績，但也存在不少問題，例如：在以前單一課程教學(xué)中，存在著實驗內(nèi)容和項目相對單一；設(shè)計性、綜合性實驗較少，難度不大等，這顯然不能適應(yīng)社會發(fā)展對電子專業(yè)人才的要求，目前我系開展了信號處理課程群的教學(xué)實踐改革，因此，如何結(jié)合信號處理課程群的改革，構(gòu)建合理的基于課程群基礎(chǔ)上的信號類課程實踐體系就非常必要。

1.信號處理課程群體系建設(shè)

信號處理課程群建設(shè)如何在教學(xué)計劃中具體得到實施，我們結(jié)合10版教學(xué)計劃修訂，將課程群的改革思路融入其中。在分析了課程的性質(zhì)、相互關(guān)系以及課程間內(nèi)容的銜接，按基礎(chǔ)理論類、信號處理實現(xiàn)類、應(yīng)用類為序，構(gòu)建一個結(jié)構(gòu)合理、層次清晰、課程間相互連接的遞進式“2+2+2”的課程群體系，如圖1所示。

通過課程群的建設(shè)與改革，完善了原有信號類課程體系。針對培養(yǎng)計劃，在原有信號內(nèi)課程基礎(chǔ)上，加入了語音信號處理，數(shù)字圖像處理，嵌入式等課程。使學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)課后，有相應(yīng)專業(yè)課做后續(xù)，完善了信號類課程體系。

2、信號類課程實踐教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

在構(gòu)建好信號課程群體系后，接下來就是在此基礎(chǔ)上，如何構(gòu)建合理的信號課程群實踐教學(xué)體系。因此，我們首先對現(xiàn)有實踐體系存在的問題進行了總結(jié)：

（1）信號類課程實踐體系不夠合理及完善

在以前單一課程教學(xué)中，存在著實驗內(nèi)容和項目相對單一；設(shè)計性、綜合性實驗較少，難度也不大；實驗課程之間無關(guān)聯(lián)，實驗內(nèi)容的安排沒有考慮到相關(guān)課程的前后銜接等問題。這些顯然不能適應(yīng)社會發(fā)展對電子專業(yè)人才的要求，因此構(gòu)建合理的信號類課程實踐體系就非常必要。

（2）信號類方向課程安排不夠完善，導(dǎo)致實踐體系不完善

在我校電子專業(yè)以前培養(yǎng)計劃中，信號處理課程在課程安排上不夠合理。例如只安排了信號與系統(tǒng)，數(shù)字信號處理，DSP技術(shù)及應(yīng)用等，但在學(xué)完這些課后，沒有后續(xù)的信號類專業(yè)課程來支撐，例如，在上完信號處理、DSP課后，用DSP來干什么，后面卻沒有相應(yīng)的專業(yè)課程。因此，對應(yīng)的信號課程實踐體系也不夠完善。

（3）實踐評價體系不完善

在以前實驗中，驗證性實驗較多，結(jié)果固定，教師在評定成績時往往根據(jù)實驗報告來進行評定成績，往往過于忽視實驗過程環(huán)節(jié)。另外，在學(xué)生課外實踐制作中，沒有相應(yīng)的學(xué)分給以鼓勵，調(diào)動不了學(xué)生的積極性。

3、課程群實踐教學(xué)體系改革的思路

針對上面存在的為問題，結(jié)合我校應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)和電子信息類專業(yè)培養(yǎng)方案的定位，我們提出了如下的改革思路：

3.1 加強實驗教學(xué)內(nèi)容建設(shè)

圖1 信號與信息處理課程群課程體系結(jié)構(gòu)圖

在實驗改革上，將實驗內(nèi)容分為兩個系列四個層次。兩個系列是課內(nèi)必修系列和課外選作系列；四個層次是驗證性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗和自主創(chuàng)新性實驗。其中自主創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在綜合課程設(shè)計中。另外，每門課程除根據(jù)本課程知識點設(shè)計實驗內(nèi)容自成實驗體系外，還設(shè)計了課程之間的聯(lián)合實驗，例如利用FFT驗證抽樣問題和分析信號頻譜問題，其中F FT是“數(shù)字信號處理”課程的內(nèi)容，而被驗證內(nèi)容是“信號與系統(tǒng)”的內(nèi)容；“DSP技術(shù)及應(yīng)用”課程的一個實驗內(nèi)容是將“數(shù)字信號處理”課程中的F IR濾波器設(shè)計通過DSP硬件平臺實現(xiàn)等。這樣的實驗內(nèi)容設(shè)計保證了知識的連續(xù)性，使學(xué)生便于構(gòu)建信號分析、處理與實現(xiàn)過程的整體概念。課程設(shè)計多數(shù)是利用TMS320C54 DSP實驗平臺完成的，設(shè)計題目均來自課群中各門課程中的重要知識點，還鼓勵學(xué)生圍繞課程知識點自擬設(shè)計題目。通過這些改革，取得了較好的效果，促進了學(xué)生解決信號類問題的能力。

3.2 實驗手段方法的改革

在實驗手段上，積極引入仿真軟件，同時設(shè)計了軟件實驗和硬件實驗。軟件實驗通過Matlab語言、TMS320C54系列DSP匯編語言實現(xiàn)算法仿真或設(shè)計，硬件實驗通過DSP實驗平臺完成。并在實驗設(shè)置上，盡量貼近實際，調(diào)動學(xué)生實驗興趣，同時注意實驗綜合能力的培養(yǎng)，使學(xué)生在各個實踐環(huán)節(jié)中得到鍛煉。例如在教師的指導(dǎo)下進行了“語音信號濾波”和“雙音多頻數(shù)字電話按鍵信號檢測系統(tǒng)”等多個貼近實際的項目，收到了良好的教學(xué)效果。

3.3 實踐環(huán)境的改善

近年來，積極利用學(xué)校發(fā)展及我系發(fā)展的大好機遇，積極改善信號類課程的實踐環(huán)境。先后建成了計算機信息處理實驗室，單片機及dsp實驗室，還準(zhǔn)備建立現(xiàn)代信號處理實驗室，嵌入式實驗室，這些實驗室的建成，將大大有利于信號課程群實踐環(huán)境的改善，同時，部分實驗室是對學(xué)生在課外時間義務(wù)開放，使學(xué)生可以利用業(yè)余時間進行信號相關(guān)類課外制作。

3.4 實踐評價及考核方式的改革

對學(xué)生實踐教學(xué)效果的考核評價對學(xué)生的引導(dǎo)也非常重要，評價方法直接影響教學(xué)效果。改革目前的考核方式，做到科學(xué)、合理、客觀地評判學(xué)生掌握該課程實驗方法的考核方式就顯得非常必要。為此，采用多種考核形式，注重對過程及能力的考核，弱化對結(jié)果的評價，將過程評價與結(jié)果評價有機結(jié)合。例如，以前教師在檢查實驗效果時，往往只是根據(jù)實驗報告或者是否違紀(jì)或遲到給出實驗成績，且實驗結(jié)果往往是固定的，只是進行驗證，這樣既調(diào)動不了學(xué)生的興趣，也往往不利于學(xué)生動手能力，創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。因此，在實踐考核評價改革中，我們一方面從實驗設(shè)置上加大了設(shè)計性實驗，使實驗結(jié)果往往不唯一，多種多樣，鼓勵學(xué)生創(chuàng)新，成績的高低在于是否有創(chuàng)新；另一方面，也注意學(xué)生實驗過程的考核，將實驗成績分為兩部分實驗過程與實驗報告，加大學(xué)生實驗過程中動手能力的考核，通過這些改革，取得了良好的效果。此外，在10版培養(yǎng)計劃中，對課外信號類制作也算學(xué)分，這樣，就大大地提高了學(xué)生從事課外制作的興趣。

4.結(jié)束語

信號與信息處理課程群實踐教學(xué)改革經(jīng)過一年多的探索與研究，取得了一些經(jīng)驗。整合優(yōu)化后的信號和信息處理實踐課程群體系清晰完整，結(jié)構(gòu)更趨合理，便于教學(xué)組織實施。由于各課程實驗之間內(nèi)容不再重復(fù)，知識具有遞增性，理論教學(xué)與實踐教學(xué)課時分配更趨合理，綜合性設(shè)計實驗密切了課程之間的聯(lián)系，應(yīng)用技能為主的思想得到更好的體現(xiàn)，因而促進了課程體系的整體優(yōu)化和協(xié)調(diào)發(fā)展，有利于提高教學(xué)質(zhì)量。但我們也應(yīng)該認(rèn)識到：實踐教學(xué)改革是一個長期和艱苦的歷程，需要不斷地從教學(xué)實踐及學(xué)生意見反饋中來汲取經(jīng)驗，總結(jié)成敗，把教學(xué)質(zhì)量提到一個新的高度。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.184

陜西理工學(xué)院教改項目”信號與信息處理課程群建設(shè)模式及優(yōu)化研究與實踐”(X JG 1 0 1 9)