范迪 呂常智

數(shù)字信號處理課程是高等院校電子通信類專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，該課程的理論繁雜、公式多，以教材和教師為中心的傳統(tǒng)課程教學模式較為單調(diào)、枯燥，學生參與度不高，興趣不足，未能有效抓取并學習該課程的核心知識和核心技術(shù)。由程佩青編著的《數(shù)字信號處理教程（第五版）》（2017年8月1日清華大學出版社出版）以離散時間信號與離散時間系統(tǒng)的時域、頻域分析方法為理論基礎(chǔ)，重點討論了離散傅里葉變換和數(shù)字濾波器理論等理論內(nèi)容，論述簡明，深入淺出，為數(shù)字信號處理課程的教育教學內(nèi)容設(shè)計與內(nèi)容整合提供了一個專業(yè)化的范式，且該書搭配了大量輔助性的教學軟件、教學課件、例題習題等，讓數(shù)字信號處理的課程教育模式更加充實、生動和有效。

具體來說，該書共包括九個章節(jié)，分別論述了離散時間信號與系統(tǒng)、z變換與離散時間傅里葉變換、離散傅里葉變換（DFT）、快速傅里葉變換（FFT）、數(shù)字濾波器的基本結(jié)構(gòu)、無限長單位沖激響應(yīng)（IIR）數(shù)字濾波器設(shè)計方法、有限長單位沖激響應(yīng)（FIR）數(shù)字濾波器設(shè)計方法、序列的抽取與插值——多抽樣率數(shù)字信號處理基礎(chǔ)、數(shù)字濾波器實現(xiàn)中的有限字長效應(yīng)等知識重點與技術(shù)要點，條理清晰地規(guī)范了高校數(shù)字信號處理課程的教學內(nèi)容，對當前的高校數(shù)字信號處理課程的教育教學有著較為顯著的啟發(fā)。從該套教程的內(nèi)容出發(fā)，筆者認為，高等院校數(shù)字信號處理課程的教育教學應(yīng)當做出以下探索與創(chuàng)新。

第一，明確新形勢下數(shù)字信號處理課程的教學目標和教學任務(wù)，轉(zhuǎn)變教學思路，設(shè)計以應(yīng)用研究為導向的課程教學方案，讓高等院校的數(shù)字信號處理課程更與時俱進，自主自覺地融入我國高校課程教育改革的新語境。傳統(tǒng)的數(shù)字信號處理課程教學模式是以教師教學設(shè)計和教材內(nèi)容為主體的教學模式，它雖然能夠系統(tǒng)地整合該課程的核心理論知識，但是課程的應(yīng)用性不足，學生的主動性不強，教學的效果難以達到教師課程設(shè)計的預(yù)期。因此，新形勢下數(shù)字信號處理課程需要深度了解學生的學習需求和認知規(guī)律，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學理念和教學思路，重新設(shè)置更貼近現(xiàn)實應(yīng)用的數(shù)字信號處理課程教學目標和教學任務(wù)，強化課程教學中的師生互動，設(shè)計以應(yīng)用研究為導向的課程教學方案，從多個角度、多個層面保證數(shù)字信號處理課程教學的時效性和實效性。不僅如此，教師還可以根據(jù)學生學習認知的基礎(chǔ)來設(shè)置不同類型與難度的研究型作業(yè)，讓學生在理論學習之后自主嘗試和掌握相關(guān)的實際應(yīng)用。

第二，借助MATLAB等輔助教學軟件和多媒體等輔助教學課件，豐富數(shù)字信號處理課程的教學形式，調(diào)動學生在數(shù)字信號處理課程中的主動性和積極性，進而切實優(yōu)化數(shù)字信號處理教育教學的實際效果。在數(shù)字信號處理課程中應(yīng)用MATLAB等輔助教學軟件可以將理論具象化，讓學生能夠?qū)ο嚓P(guān)的概念、定義、公式推導等有更直觀的了解，促進學生對該課程內(nèi)容的深刻理解和熟練掌握。而在數(shù)字信號處理課程中引進多媒體等輔助教學課件可以豐富教學的有效形式，拓展數(shù)字信號處理課程教學的開放性渠道和資源整合平臺，線上的網(wǎng)絡(luò)學習與應(yīng)用更能夠讓學生隨時隨地參與到教學過程中，提高數(shù)字信號處理課程教學的信息化水平。從學生學習基礎(chǔ)與學習進度的差異性出發(fā).MATLAB和多媒體等技術(shù)手段的引進還能夠有效增強數(shù)字信號處理課程教學的開放性、多元性和包容性特征，讓教師和學生可以根據(jù)學習成效來制定個性化的學習方案，促進學生對自身學習情況的反思與總結(jié)，增強學生在數(shù)字信號課程教學中的自主學習能力和自主探索應(yīng)用能力。

第三，革新數(shù)字信號處理課程的評價考核體系，針對該課程復雜的理論內(nèi)容和公式推導進行創(chuàng)新性的教學考核標準制定，減少應(yīng)試型的考核，增加應(yīng)用研究型的考核，全方位反映學生的真實學習水平。數(shù)字信號處理課程的常用評價考核模式是應(yīng)試教育體制的一部分，它強調(diào)了學生對課程知識點的記憶，卻忽略了學生對課程知識點的理解、消化、應(yīng)用與創(chuàng)新。鑒于此，高等院校的數(shù)字信號處理課程教育教學應(yīng)當積極推進課程考核體系的優(yōu)化革新，拓展多元化的考核標準和測試題型，將傳統(tǒng)的應(yīng)試教育轉(zhuǎn)型為創(chuàng)新型的素質(zhì)教育，多方位多角度考核學生在數(shù)字信號處理專業(yè)上的綜合能力，對學生的學習和應(yīng)用起到良性的引導。除此以外，數(shù)字信號處理課程的評價考核體系革新還可以廣泛吸收學生的意見和需求，讓學生積極投入到數(shù)字信號處理課程的設(shè)計、實施和考核過程中，增加學生對該課程的興趣，進而讓學生真正認同數(shù)字信號處理課程的一系列改革措施，實現(xiàn)課程改革與創(chuàng)新的意義和價值。

以上就是筆者在研讀程佩青的《數(shù)字信號處理教程（第五版）》一書的過程中，對高等院校數(shù)字信號處理課程教育教學的反思與探索，結(jié)果表明，高等院校數(shù)字信號處理課程需要與時俱進，廣泛接受新形勢下教學理念、教育目標、教學資源整合、教學形式創(chuàng)新等方面的變化與發(fā)展，制定行之有效的課程教學改革方案，并針對數(shù)字信號處理課程教學的實際問題進行大膽地創(chuàng)新和改革，解決數(shù)字信號處理課程教學中的諸多問題，提高數(shù)字信號處理課程的教學質(zhì)量與教學水平。

[基金項目：2017年度教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目“基于FPGA的《數(shù)字信號處理》項目式實踐教學模式的探索與實踐” （編號：201702111012）l

（范迪，山東科技大學電子信息工程學院副教授，博士;呂常智，山東科技大學電氣與自動化工程學院副教授，碩士。）