鄒連英，楊述斌，程 莉

(武漢工程大學(xué) 電氣信息學(xué)院，湖北 武漢430073)

信號與信息處理類課程是通信工程和電子信息工程類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)平臺課［1］，起著承上啟下的作用，其基本概念和分析方法廣泛應(yīng)用于電信、通信、測控與儀器等眾多領(lǐng)域。信號與信息處理系列課程教學(xué)效果的好壞與學(xué)生的能力高低有著密切聯(lián)系。我們課程組為提高學(xué)生的思維與創(chuàng)新能力，依托湖北省電子信息與控制實驗教學(xué)示范中心，優(yōu)化了課程體系。

1 信號與信息處理課程群

信號與信息處理課程群主要由“信號與系統(tǒng)”、“數(shù)字信號處理”、“信號與信息系統(tǒng)分析實驗”、“DSP 原理與應(yīng)用”和“數(shù)字圖像處理”等課程組成，其中的“信號與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號處理”是電信類專業(yè)的重要主干課程。授課對象涉及四個專業(yè):電子信息工程、通信工程、自動化和測控技術(shù)與儀器專業(yè)，我校每學(xué)期平均有12 個班級開設(shè)這兩門課程，總?cè)藬?shù)超過350 人。

課程群的教學(xué)計劃安排如表1所示。

表1 信號與信息處理系列課程教學(xué)計劃表

課程群內(nèi)的課程從大二下開始一直延續(xù)到大四上，在教學(xué)時間安排上前后銜接。這些課程既相互交叉，又各自獨(dú)立設(shè)課，具有不可分的內(nèi)在聯(lián)系［2，4］。

2 完善課程體系

2.1 能力培養(yǎng)型課程體系結(jié)構(gòu)的整合

我們以信號的產(chǎn)生、處理、傳輸和應(yīng)用為主線，通過對各門課程教學(xué)內(nèi)容研究和分析，理順了各門課程之間的關(guān)系。課程組適時引入新知識和新技術(shù)，形成能力培養(yǎng)型課程體系，使培養(yǎng)計劃具有科學(xué)性、時效性和先進(jìn)性。

在課程組織上，突出每門課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，對群內(nèi)每門課程采取分層次、依據(jù)不同的主線來建設(shè)。信號處理的基本理論知識整合為圖1所示。

圖1 信號與系統(tǒng)處理基本理論

“信號與系統(tǒng)”課程側(cè)重講述模擬信號與連續(xù)時間系統(tǒng)的基本理論，“數(shù)字信號處理”課程則重點(diǎn)講述數(shù)字信號與離散時間系統(tǒng)的基本理論。

“信號分析與處理實驗”則按照圖2的具體案例進(jìn)行Matlab 系統(tǒng)建模的設(shè)計與驗證，以培養(yǎng)學(xué)生的理論應(yīng)用與分析能力。圖3延續(xù)圖1和圖2的理論與建模體系，完成設(shè)計思維訓(xùn)練?！皵?shù)字圖像處理”課程將一維信號擴(kuò)展為二維信號，通過對二維圖像的建模與分析，將一維數(shù)字系統(tǒng)的理論延伸到二維數(shù)字空間，突破學(xué)生對數(shù)字信號進(jìn)行一維分析理解的局限性?！癉SP 原理與應(yīng)用”課程將數(shù)字信號的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化成硬件代碼，將濾波器及頻譜儀的數(shù)學(xué)模型變成工程應(yīng)用實體，讓學(xué)生充分理解并掌握理論與工程應(yīng)用的轉(zhuǎn)換方法，提高學(xué)生的應(yīng)用設(shè)計能力。

圖2 系統(tǒng)建模思維訓(xùn)練體系

圖3 系統(tǒng)設(shè)計思維訓(xùn)練體系

通過這樣細(xì)化安排，突出主要矛盾，分層次建設(shè)，避免精力均分，體現(xiàn)課程的系統(tǒng)性。以課程基本概念和重要定理為點(diǎn)，課程內(nèi)容為線，課程組織為面對課程群的教學(xué)內(nèi)容整體規(guī)劃，實現(xiàn)優(yōu)化整合。

2.2 工程應(yīng)用型實驗教學(xué)內(nèi)容的整合

在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中，我們對實驗的內(nèi)容進(jìn)行了統(tǒng)一安排，從系統(tǒng)角度出發(fā)來設(shè)計整個課程群的實踐環(huán)節(jié)。實驗內(nèi)容設(shè)計如表2所示。單獨(dú)設(shè)置基于Matlab 的信號與信息處理實驗課，加強(qiáng)信號基礎(chǔ)理論的建模思維訓(xùn)練，為后續(xù)設(shè)計應(yīng)用型課程奠定堅實的理論建模分析基礎(chǔ)。而在“數(shù)字圖像處理”和“DSP 原理與應(yīng)用”課程的實驗中，以設(shè)計性和綜合性實驗為主，學(xué)生自己動手完成系統(tǒng)的設(shè)計和仿真。

表2 實驗課程內(nèi)容

2.3 研究設(shè)計型課外實訓(xùn)內(nèi)容的整合

我們還積極組織學(xué)生參加課外項目實訓(xùn)與各項競賽，能夠讓他們接觸生動的工程應(yīng)用實際案例。學(xué)生可以將課堂教學(xué)的內(nèi)容和校長基金項目、挑戰(zhàn)杯競賽、大學(xué)生電子設(shè)計競賽、飛思卡爾智能車競賽及SOPC 設(shè)計大賽等課外科技活動相融合，采用興趣—理解—實踐—應(yīng)用的遞進(jìn)方式，循序漸進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實踐能力，促進(jìn)創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

3 結(jié)語

本文介紹了我校信號與信息處理類課程體系的整合情況。通過對學(xué)生、教師、校督導(dǎo)組、其他高校同行以及用人單位的社會調(diào)查，取得較好的評價。培養(yǎng)的學(xué)生動手能力強(qiáng)，創(chuàng)新意識高，為湖北省乃至全國各地培養(yǎng)了一大批的合格的信息類應(yīng)用人才。學(xué)生就業(yè)率高，用人單位對畢業(yè)生的工作態(tài)度、理論水平和處事能力均表示滿意。

［1］ 任淑萍，王欣峰.數(shù)字信號處理的優(yōu)化教學(xué)研究［J］. 太原:電力學(xué)報，2008，23(3):255-257

［2］ 陳戈珩，王宏志.信號與系統(tǒng)和數(shù)字信號處理課程優(yōu)化整合的探索與實踐［J］. 長春:長春工程學(xué)院學(xué)報(社會科學(xué)版)，2008，9(2):83-85

［3］ 胡居榮，曹寧.基于Matlab 的數(shù)字信號處理研究型教學(xué)的探索［J］.北京:中國電力教育，2008，121(1):67-69

［4］ 王國富，尚小梅.數(shù)字信號處理課程建設(shè)與實踐［J］. 桂林:桂林航天工業(yè)高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2008，51(3):84-85