- 相關(guān)推薦
地方院校信號(hào)處理課程群的建設(shè)論文
地方院校信號(hào)處理課程群的建設(shè)論文從分析目前信號(hào)處理課程群教學(xué)中存在的主要問(wèn)題入手，通過(guò)信號(hào)處理課程群的課程體系建設(shè)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)及虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，基于“講、讀、議、練”對(duì)分課堂的教學(xué)模式建設(shè)，實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)等手段，有效完成了地方院校信號(hào)處理課程群的建設(shè)與探索。
地方院校信號(hào)處理課程群的建設(shè)論文【1】
[摘 要]信號(hào)處理課程群在電子工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)中具有重要的作用。
[關(guān)鍵詞]信號(hào)處理;課程群;課程體系;教學(xué)模式;講、讀、議、練
信號(hào)處理類(lèi)課程是電子信息工程專(zhuān)業(yè)的核心課程，是信號(hào)與信息處理學(xué)科和碩士點(diǎn)建設(shè)發(fā)展的基礎(chǔ)支撐課程。
其中信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理課程是學(xué)生考取信息處理類(lèi)專(zhuān)業(yè)碩士研究生的主要專(zhuān)業(yè)課程。
可以說(shuō)，沒(méi)有信號(hào)處理類(lèi)課程的建設(shè)，便沒(méi)有信號(hào)與信息處理學(xué)科的建設(shè)。
由于信號(hào)處理類(lèi)課程之間關(guān)聯(lián)度較高，可采用信號(hào)處理課程群的模式對(duì)其進(jìn)行建設(shè)。[1] [2] [3]
我校信號(hào)處理類(lèi)課程包括信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、DSP原理與應(yīng)用、數(shù)字圖像處理四門(mén)課程，組成信號(hào)處理課程群。
上述四門(mén)課在教學(xué)時(shí)間安排上前后順接(后兩門(mén)課程可以安排在同一學(xué)期并行)，且在內(nèi)容上承上啟下，相互關(guān)聯(lián)。
其中信號(hào)與系統(tǒng)課程要求學(xué)生掌握信號(hào)與系統(tǒng)分析的基本原理與基本方法，理解信號(hào)處理的數(shù)學(xué)概念、物理概念及工程概念，是信號(hào)分析的基礎(chǔ)課程，為后續(xù)的數(shù)字信號(hào)處理、DSP原理與應(yīng)用、數(shù)字圖像處理等課程的學(xué)習(xí)打下良好的理論基礎(chǔ)。
數(shù)字信號(hào)處理課程主要針對(duì)離散時(shí)間信號(hào)，采用數(shù)值計(jì)算的方法完成對(duì)信號(hào)的分析和處理。
DSP原理與應(yīng)用是將數(shù)字信號(hào)處理的基本理論和算法付諸硬件實(shí)現(xiàn)，是理論聯(lián)系實(shí)際的硬件平臺(tái)。
數(shù)字圖像處理則是將信號(hào)從一維分析上升到二維分析，是信號(hào)處理理論和實(shí)踐的具體應(yīng)用。
上述課程既相互交叉重復(fù)，互不相同，卻又具有不可分割的內(nèi)在聯(lián)系。
一、目前信號(hào)處理課程群教學(xué)中存在的主要問(wèn)題
(一)各課程間相對(duì)獨(dú)立，融合度不夠
在上述信號(hào)處理類(lèi)課程的講授過(guò)程中，為保證每門(mén)課程體系的完整性，知識(shí)點(diǎn)的重復(fù)性和不相關(guān)性問(wèn)題比較嚴(yán)重，授課內(nèi)容缺乏統(tǒng)籌安排，各課程主講人授課內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性，既浪費(fèi)了學(xué)時(shí)，又加重了學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。
(二)信號(hào)處理類(lèi)課程理論性較強(qiáng)，較抽象難懂
由于信號(hào)處理類(lèi)課程中數(shù)學(xué)公式和推導(dǎo)較多，僅僅通過(guò)課堂上的講授，學(xué)生無(wú)法較好地消化和理解課程中的概念與理論，從而也導(dǎo)致對(duì)課程的學(xué)習(xí)喪失興趣和信心。
比如信號(hào)與系統(tǒng)容易被當(dāng)成數(shù)學(xué)課來(lái)教學(xué)，體現(xiàn)不出課程在學(xué)科中的意義。
(三)課程以教師課堂講授為主，學(xué)生參與性較差
目前信號(hào)處理課程群課堂教學(xué)中，多采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，即教師以多媒體或板書(shū)等形式進(jìn)行課堂講授，偏重于對(duì)概念與理論的講授。
因而，學(xué)生參與性較差，很難能調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與積極性，從而影響了學(xué)生對(duì)課程的掌握和理解程度。
(四)實(shí)踐教學(xué)體系不完善，實(shí)踐教學(xué)模式單一
目前信號(hào)處理類(lèi)課程群中每門(mén)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)只是針對(duì)本門(mén)課程，沒(méi)有形成循序漸進(jìn)、前后有機(jī)銜接、系統(tǒng)貫穿的專(zhuān)業(yè)技能培養(yǎng)鏈條，沒(méi)有樹(shù)立工程意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的環(huán)境不完善;實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)居多，綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)較少，學(xué)生多在模仿中被動(dòng)接受知識(shí)學(xué)習(xí)和技能訓(xùn)練。
二、信號(hào)處理課程群建設(shè)
針對(duì)上述問(wèn)題，考慮到信號(hào)處理課程群的特點(diǎn)，以?xún)?yōu)化課程體系建設(shè)、推進(jìn)課堂教學(xué)模式改革、提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性為目標(biāo)，我們采用了如下的實(shí)施方案和方法，將“自主、協(xié)同、互動(dòng)”的教學(xué)理念具體落實(shí)。
(一)信號(hào)處理課程群的課程體系建設(shè)
在深入研究信號(hào)處理課程群中課程的相互聯(lián)系及實(shí)踐環(huán)節(jié)的前提下，在確保課程群體系完整性和系統(tǒng)性的同時(shí)，從信號(hào)處理基本內(nèi)容出發(fā)，對(duì)課程內(nèi)容重新規(guī)劃、設(shè)計(jì)，刪除課程間內(nèi)容的重復(fù)，實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容的優(yōu)化整合，從而達(dá)到節(jié)約課時(shí)、提高教學(xué)效率的目的。
如信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理兩門(mén)課程中都包含離散信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域、Z域分析，可以把這部分內(nèi)容歸到數(shù)字信號(hào)處理課程中，避免重復(fù)授課。
在課程群建設(shè)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)課程群內(nèi)容重新定位與整合，整合后各課程的學(xué)時(shí)及基本內(nèi)容如下：
信號(hào)與系統(tǒng)課程共48學(xué)時(shí)，本課程主要在時(shí)域、頻域、復(fù)頻域(三個(gè)域)針對(duì)連續(xù)時(shí)間信號(hào)和連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)(兩個(gè)對(duì)象)進(jìn)行分析，要求學(xué)生掌握最基本的信號(hào)與系統(tǒng)理論及分析方法。
數(shù)字信號(hào)處理課程共64學(xué)時(shí)，本課程主要針對(duì)離散時(shí)間信號(hào)和系統(tǒng)，利用傅里葉變換、離散傅里葉變換、Z變換等方法進(jìn)行分析，以及利用IIR和FIR數(shù)字濾波器等手段進(jìn)行信號(hào)處理。
課程安排中包括了16個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)，主要利用Matlab進(jìn)一步深化課堂上學(xué)到的有關(guān)數(shù)字信號(hào)處理的基本概念、基本原理以及基本的信號(hào)處理操作及濾波器設(shè)計(jì)方法，幫助學(xué)生加深對(duì)相關(guān)理論和方法的理解。
DSP原理與應(yīng)用課程共48課時(shí)，以美國(guó)TI公司的16位定點(diǎn)處理器TMS320C54x系列DSP為對(duì)象，講授DSP的原理、結(jié)構(gòu)及開(kāi)發(fā)應(yīng)用，掌握DSP開(kāi)發(fā)工具的使用及DSP匯編語(yǔ)言及C語(yǔ)言編程方法，熟悉TMS320C54x的硬件設(shè)計(jì)等。
數(shù)字圖像處理課程共48課時(shí)，要求學(xué)生掌握數(shù)字圖像的概念、類(lèi)型，掌握數(shù)字圖像處理的基本原理和基本方法：圖像變換、圖像增強(qiáng)、圖像編碼、圖像的復(fù)原和重建，并利用Matlab實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生加深理解數(shù)字圖像處理的基本原理。
(二)信號(hào)處理課程群的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)及虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
建設(shè)課程群網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)課程群資源共享，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供平臺(tái)。
網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中主要包含課程理論教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、電子課件、教學(xué)錄像、例題及習(xí)題解答等，同時(shí)設(shè)有自我檢測(cè)、自由討論等功能，幫助學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和自我評(píng)價(jià)，并通過(guò)這種互動(dòng)、探究的學(xué)習(xí)過(guò)程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，提升學(xué)習(xí)效果。
同時(shí)針對(duì)信號(hào)處理課程群理論性較強(qiáng)，較抽象難懂的特點(diǎn)，利用Matlab和Labview等工具，構(gòu)建可視化GUI演示系統(tǒng)，通過(guò)交互式演示，幫助學(xué)生更好地理解信號(hào)處理課程群中抽象的概念、原理及分析方法。
目前，我們已初步完成基于Matlab的信號(hào)處理課程群GUI演示系統(tǒng)[4]，包括信號(hào)的基本運(yùn)算、連續(xù)信號(hào)的卷積積分運(yùn)算、離散信號(hào)的卷積和運(yùn)算、連續(xù)時(shí)間及離散時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)分析、采樣定理、周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)、濾波器設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
同時(shí)我們利用Labview實(shí)現(xiàn)了信號(hào)處理虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，主要包括基本信號(hào)的產(chǎn)生、信號(hào)的運(yùn)算、采樣定理、圖像處理、聲音采集以及濾波器設(shè)計(jì)等信號(hào)處理課程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。[5]
(三)基于“講、讀、議、練”對(duì)分課堂的教學(xué)模式建設(shè)
“講、讀、議、練”對(duì)分課堂教學(xué)模式，是在“讀、議、練”教學(xué)模式[6] [7]的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行了改進(jìn)，將“讀、議、練”放在教師的“講”之后，采取對(duì)分課堂的形式[8]，以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的內(nèi)化和吸收，將課堂的一部分時(shí)間分給學(xué)生進(jìn)行討論，構(gòu)建有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)和師生互動(dòng)的教學(xué)模式，把教師課堂教學(xué)和學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)和增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性和探究性，提高學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的投入時(shí)間。
在“講、讀、議、練”對(duì)分課堂教學(xué)模式中，首先教師按照課程大綱和課程進(jìn)度的安排，采取多媒體課件與板書(shū)相結(jié)合的方式，對(duì)課程的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容和重點(diǎn)進(jìn)行講解，以理清知識(shí)體系為主，側(cè)重對(duì)重點(diǎn)難點(diǎn)的講解。
教師完成講授以后，將與所講授課程內(nèi)容相關(guān)的閱讀材料告知學(xué)生，并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效閱讀。
“讀”還包括借助現(xiàn)有的MOOC平臺(tái)，如Coursera、Udacity、EDX等平臺(tái);以及5-10分鐘內(nèi)就一個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性講解的音頻或視頻，即微課;另外還有一些微視頻，如TED、Khan、MITX等網(wǎng)站提供的微視頻等。
這些新的教學(xué)平臺(tái)和手段，都可以讓學(xué)生在“讀”的階段去進(jìn)一步接觸和消化教師所講的知識(shí)點(diǎn)。
在學(xué)生“讀”的基礎(chǔ)上，將學(xué)生按一定的人數(shù)進(jìn)行分組，開(kāi)展課堂討論，通過(guò)抽簽的方式確定一組學(xué)生進(jìn)行講解，其他各組學(xué)生進(jìn)行提問(wèn)，由學(xué)生相互討論解答一些問(wèn)題，其他共同的問(wèn)題則由教師給出解答，進(jìn)行生生互動(dòng)、師生互動(dòng)。
最后是“練”，包括課堂練習(xí)如口頭回答和書(shū)面練習(xí)，以及課后練習(xí)如實(shí)驗(yàn)操作和綜合性作業(yè)，撰寫(xiě)讀書(shū)報(bào)告等。
(四)信號(hào)處理課程群的實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)
根據(jù)為學(xué)生規(guī)劃的工程項(xiàng)目以及具體的工程技術(shù)要求，根據(jù)課程群內(nèi)課程的特點(diǎn)，建立系統(tǒng)貫穿的多層次實(shí)踐教學(xué)體系，有目的的設(shè)計(jì)各層次的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生能力的培養(yǎng)有一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，逐步達(dá)到工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面的鍛煉目標(biāo)。
信號(hào)處理課程群包括信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、DSP原理及應(yīng)用、數(shù)字圖像處理課程，除此之外，實(shí)踐體系還把學(xué)科競(jìng)賽、學(xué)生開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目、短學(xué)期的課程設(shè)計(jì)包括進(jìn)來(lái)，根據(jù)課程特點(diǎn)，將整個(gè)體系分成三個(gè)層次：第一層次為工程認(rèn)知訓(xùn)練層，第二層次為綜合技能訓(xùn)練層，第三個(gè)層次為創(chuàng)新訓(xùn)練層。
對(duì)于工程認(rèn)知訓(xùn)練層，合理設(shè)計(jì)驗(yàn)證性試驗(yàn)項(xiàng)目，增大設(shè)計(jì)性試驗(yàn)項(xiàng)目比例，如信號(hào)的基本運(yùn)算、采樣定理等;綜合技能訓(xùn)練層的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容是整個(gè)工程項(xiàng)目的核心組成部分，在教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)上充分利用好兩周時(shí)間的短學(xué)期做好課程設(shè)計(jì)，進(jìn)行圖像處理、語(yǔ)音處理等綜合性的實(shí)驗(yàn)，積極組織學(xué)生申請(qǐng)學(xué)生開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，系統(tǒng)規(guī)劃信號(hào)處理類(lèi)課程的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。
創(chuàng)新訓(xùn)練層是學(xué)生個(gè)人能力、工程意識(shí)、人際團(tuán)隊(duì)能力以及創(chuàng)新能力培養(yǎng)的最終體現(xiàn)，因此其重點(diǎn)落在學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)上，使學(xué)生能利用所學(xué)過(guò)的信號(hào)處理課程群的知識(shí)，運(yùn)用創(chuàng)新性思維，解決實(shí)際生產(chǎn)生活應(yīng)用中所出現(xiàn)的問(wèn)題。
三、信號(hào)處理課程群建設(shè)的特色之處
(一)課程體系優(yōu)化
在確保課程群體系完整性和系統(tǒng)性的同時(shí)，以培養(yǎng)學(xué)生的分析應(yīng)用能力為目標(biāo)，從信號(hào)處理基本內(nèi)容出發(fā)，協(xié)調(diào)各門(mén)課程的教學(xué)內(nèi)容與重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)課程體系的優(yōu)化，充分體現(xiàn)課程群的相關(guān)性和整合性。
(二)理論問(wèn)題可視化
通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、GUI演示系統(tǒng)、虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，將信號(hào)處理類(lèi)課程群學(xué)習(xí)中理論性較強(qiáng)、數(shù)學(xué)推導(dǎo)較多的問(wèn)題可視化、形象化，提高學(xué)生對(duì)這些問(wèn)題的理解和掌握，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。
(三)教學(xué)模式多樣化
通過(guò)“講、讀、議、練”對(duì)分課堂的教學(xué)模式，借助MOOC、微課、微視頻平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、獨(dú)立思考，鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的鉆研問(wèn)題和探究創(chuàng)新的興趣和能力。
(四)實(shí)踐教學(xué)體系工程化
建立完善的、階梯式前進(jìn)的、符合工程素質(zhì)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)規(guī)律的實(shí)踐教學(xué)體系，形成完整的實(shí)踐技能培養(yǎng)鏈條，規(guī)劃實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，改變實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生工程素質(zhì)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)建立良好的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)。
四、總結(jié)
本文通過(guò)信號(hào)處理課程群的建設(shè)與探索，完善了信號(hào)處理課程群的課程體系建設(shè)，解決了現(xiàn)有課程教學(xué)中各課程彼此割裂、部分內(nèi)容相互重疊的問(wèn)題;通過(guò)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，解決學(xué)生在信號(hào)處理類(lèi)課程學(xué)習(xí)中因理論性較強(qiáng)、數(shù)學(xué)推導(dǎo)較多而使學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性不夠的問(wèn)題;通過(guò)“講、讀、議、練”的教學(xué)模式。
利用MOOC、微課、微視頻等平臺(tái)，解決目前課程教學(xué)中以教師為主體、采用課堂講授這一單一教學(xué)組織方式的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、獨(dú)立思考，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、鉆研問(wèn)題、探究創(chuàng)新的興趣和能力;通過(guò)建立完善的、階梯式前進(jìn)的、符合工程素質(zhì)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)規(guī)律的實(shí)踐教學(xué)體系，解決課程之間實(shí)踐環(huán)節(jié)脫節(jié)、沒(méi)有形成完整的實(shí)踐技能培養(yǎng)鏈條、不利于培養(yǎng)工程意識(shí)的問(wèn)題。
[ 注 釋 ]
[1] 歐陽(yáng)繕，歐陽(yáng)寧，劉慶華.信號(hào)處理課程群的建設(shè)與改革實(shí)踐[J].大眾科技，2008(11)：185-186.
[2] 李素文，王鳳隨，邵芬，楊一軍.電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)信號(hào)處理課程群的建設(shè)[J].淮北煤炭師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2010(4)：80-82.
[3] 周小微，金寧，胡建榮.信號(hào)處理課程群教學(xué)改革的實(shí)踐與探索[J].中國(guó)電力教育，2011(1)：86-87.
[4] 李秀梅，董文，賈中云.基于Matlab的信號(hào)與系統(tǒng)課程GUI演示系統(tǒng)[J].大學(xué)教育，2014(9)：78-79.
[5] 吳湖青，李秀梅，孫晨林.基于Labview的信號(hào)處理虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)[J].杭州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2014(13)：669-672.
[6] 何菊芳，季誠(chéng)鈞.“讀、議、練”教學(xué)模式：基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的財(cái)政學(xué)課程教學(xué)改革[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2011(9)：59-60.
[7] 李秀梅，賈中云，董文.“讀、議、練”教學(xué)模式在“數(shù)字信號(hào)處理”課程中的應(yīng)用[J].工業(yè)和信息化教育，2014(5).
[8] 張學(xué)新.對(duì)分課堂：大學(xué)課堂教學(xué)改革的新探索[J].復(fù)旦教育論壇，2014(5)：5-10.
面向卓越計(jì)劃的信號(hào)處理課程群的教學(xué)研究【2】
摘要：信號(hào)處理課程群是通信與信息處理類(lèi)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程，目前主要以理論教學(xué)為主，實(shí)踐環(huán)節(jié)深度不夠。
根據(jù)“卓越計(jì)劃”的要求，從實(shí)踐教學(xué)和工程應(yīng)用培養(yǎng)方面進(jìn)行改革，建設(shè)信號(hào)處理課程群，突出工程應(yīng)用。
實(shí)踐表明，該課程群能形成持續(xù)高效的培養(yǎng)體系，教學(xué)效果得到了學(xué)生的一致好評(píng)。
關(guān)鍵詞：工程應(yīng)用;課程群;信號(hào)處理;教學(xué)研究
卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃(簡(jiǎn)稱(chēng)為“卓越計(jì)劃”)是教育部基于國(guó)務(wù)院《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》和《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》內(nèi)容在2010年6月啟動(dòng)的，其目的是全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量。[1-3]
信號(hào)與信息處理是信息與通信工程領(lǐng)域一個(gè)發(fā)展和更新最快的學(xué)科之一。
特別伴隨著微電子技術(shù)的突飛猛進(jìn)，數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的更新步伐也越來(lái)越快，使得信號(hào)與信息處理理論與技術(shù)為通信、計(jì)算機(jī)應(yīng)用提供了基礎(chǔ)理論、基本方法、實(shí)用算法和實(shí)現(xiàn)方案，其應(yīng)用擴(kuò)展到軍事、工業(yè)、通信等諸多領(lǐng)域，成為現(xiàn)代化技術(shù)的重要組成部分。
信號(hào)處理課程群是相關(guān)專(zhuān)業(yè)卓越工程師必須掌握的核心技術(shù)。
目前，在“卓越計(jì)劃”方面，各高校根據(jù)自己的條件和環(huán)境進(jìn)行了一些試點(diǎn)，但處于探索和嘗試階段，還沒(méi)有成熟、通用的成功經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蚪梃b。
桂林電子科技大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我校”)信息與通信學(xué)院各專(zhuān)業(yè)的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)通信與信息處理類(lèi)高素質(zhì)工程應(yīng)用人才。
通過(guò)承擔(dān)廣西區(qū)新世紀(jì)教學(xué)改革工程項(xiàng)目，已經(jīng)基本建立了信號(hào)處理課程群的框架，初步理順了各課程之間的關(guān)系。
但該群各方面大多還是以理論教學(xué)為主，實(shí)踐環(huán)節(jié)深度不夠，學(xué)生并未能真正接觸到信號(hào)處理的工程應(yīng)用，對(duì)于信號(hào)處理與應(yīng)用主要知識(shí)的切身體會(huì)還不夠直接和深入，培養(yǎng)的學(xué)生不能夠適應(yīng)實(shí)際企業(yè)生產(chǎn)的需求，更不能體現(xiàn)“卓越計(jì)劃”的培養(yǎng)目標(biāo)。
因此需要對(duì)實(shí)踐教學(xué)和工程應(yīng)用培養(yǎng)模式進(jìn)行改革和建設(shè)，進(jìn)行課程結(jié)構(gòu)體系調(diào)整，突出工程應(yīng)用。
分別從課程群培養(yǎng)方案、理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)方面進(jìn)行探討和實(shí)踐，通過(guò)多方位、各個(gè)環(huán)節(jié)的努力，建立一個(gè)培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型人才的持續(xù)、可靠、高效的培養(yǎng)體系。
一、信號(hào)處理課程群體系結(jié)構(gòu)
通過(guò)梳理課程在人才培養(yǎng)方案中的地位和作用，分析課程的性質(zhì)、相互關(guān)系以及課程間內(nèi)容的銜接，構(gòu)建“2+2”信號(hào)處理課程群結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖1。
其中，第一個(gè)“2”是指專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)必修課“信號(hào)與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號(hào)處理”;第二個(gè)“2”是指專(zhuān)業(yè)限選課“DSP原理及應(yīng)用”和專(zhuān)業(yè)必修實(shí)驗(yàn)課“信號(hào)分析處理實(shí)驗(yàn)”。
信號(hào)與系統(tǒng)分析課程為56學(xué)時(shí)，主要內(nèi)容為連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析、周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)、連續(xù)時(shí)間信號(hào)的傅里葉變換、拉普拉斯變換、系統(tǒng)的頻域和復(fù)頻率分析、離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析、z域分析等。
數(shù)字信號(hào)處理課程為48學(xué)時(shí)，主要內(nèi)容為離散時(shí)間信號(hào)的傅里葉變換、離散傅里葉變換、FIR和IIR濾波器的設(shè)計(jì)等，采用的是外文教材。[4]
信號(hào)分析處理實(shí)驗(yàn)為24學(xué)時(shí)，主要以MATLAB仿真為主，內(nèi)容涉及信號(hào)分析與處理、系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)、信號(hào)處理應(yīng)用三部分，[5]包括的主要實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為基本信號(hào)的產(chǎn)生、序列的基本運(yùn)算、抽樣定理、連續(xù)系統(tǒng)分析、離散系統(tǒng)分析、利用DFT分析信號(hào)頻譜、IIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)、FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)、噪聲消除等。
DSP原理及應(yīng)用課程為32學(xué)時(shí)，主要內(nèi)容涉及硬件系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境CCS軟件的使用。
實(shí)驗(yàn)包括DSP系統(tǒng)定時(shí)器及其應(yīng)用、信號(hào)的采樣與回放、實(shí)時(shí)濾波、頻譜動(dòng)態(tài)分析、語(yǔ)音信號(hào)的增強(qiáng)、圖像信號(hào)和視頻的處理等。
該課程群結(jié)構(gòu)中，通過(guò)前后銜接、左右結(jié)合，建立縱向傳承、橫向互補(bǔ)的課程體系;突出理論基礎(chǔ)、工程應(yīng)用、系統(tǒng)綜合的課程主線。
基礎(chǔ)課程側(cè)重于研究信號(hào)與信息的獲取、基本分析方法等，為應(yīng)用課程打下基礎(chǔ)。
應(yīng)用課程側(cè)重于信號(hào)與信息的處理實(shí)現(xiàn)技術(shù)及其在圖像、聲音、視頻等方面的應(yīng)用。
基于MATLAB的信號(hào)分析處理實(shí)驗(yàn)則貫穿其他三門(mén)課程。
二、課程群培養(yǎng)方案的制訂
制訂培養(yǎng)方案，為學(xué)生提供信號(hào)處理應(yīng)用的良好實(shí)踐環(huán)境，并拓展學(xué)生就業(yè)途徑。
通過(guò)深入企業(yè)調(diào)研，了解市場(chǎng)需要：嵌入式軟硬件開(kāi)發(fā)工程師、銷(xiāo)售工程師、技術(shù)支持和培訓(xùn)師等，能基于DSP及相關(guān)平臺(tái)進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)圖像、語(yǔ)音及視頻信息處理、嵌入式軟硬件件維護(hù)、調(diào)試以及產(chǎn)品技術(shù)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě);算法工程師、管理工程師等，能應(yīng)用信號(hào)處理知識(shí)實(shí)現(xiàn)圖像、語(yǔ)音、視頻(機(jī)器視覺(jué))信號(hào)與信息處理算法編寫(xiě)等。
將企業(yè)需求反饋到課程群培養(yǎng)方案、教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃。
該課程群精選了四門(mén)課程，構(gòu)成了信號(hào)與信息處理技術(shù)的基石。
在此基礎(chǔ)上，開(kāi)設(shè)了圖像處理技術(shù)、數(shù)字視頻技術(shù)、GPS導(dǎo)航等課程。
這些課程考察信號(hào)處理技術(shù)實(shí)際應(yīng)用和相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)，是課程群的延伸。
三、課程與教學(xué)資源的建設(shè)
課程與教學(xué)資源的建設(shè)上要體現(xiàn)基本理論和實(shí)際物理意義相結(jié)合，融入與理論相關(guān)的實(shí)驗(yàn)仿真和實(shí)際應(yīng)用的例子。
1.課程內(nèi)容的調(diào)整與重組
全面理順各課程的關(guān)系，將“信號(hào)與系統(tǒng)分析”、“數(shù)字信號(hào)處理”的課程內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，提供給學(xué)生一個(gè)清楚明了的知識(shí)結(jié)構(gòu)。
以傅里葉變換為主線，從連續(xù)信號(hào)的傅里葉變換開(kāi)始到快速離散傅里葉變換，涉及四個(gè)變換。
相應(yīng)的硬件設(shè)備從模擬頻譜分析儀到計(jì)算機(jī)MATLAB仿真、DSP實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)。
2.課程中心的建設(shè)
“課程中心”是成果展示、課程管理、課程建設(shè)和師生互動(dòng)的中心，包括課程介紹、教學(xué)大綱、教學(xué)團(tuán)隊(duì)介紹、教學(xué)安排、教學(xué)內(nèi)容、多媒體配套課件、學(xué)習(xí)資源、外文教材教學(xué)、習(xí)題測(cè)試、實(shí)踐教學(xué)、軟硬件參考資源庫(kù)等、工程實(shí)踐素材庫(kù)等，并開(kāi)展作業(yè)、討論等網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)。
【地方院校信號(hào)處理課程群的建設(shè)論文】相關(guān)文章：
“信號(hào)與信息處理”課程群教學(xué)改革論文10-09
應(yīng)用型人才培養(yǎng)的信號(hào)與信息處理課程群建設(shè)論文10-09
師范院校古代文學(xué)的課程群建設(shè)思考論文10-08
測(cè)試技術(shù)與信號(hào)處理的課程教學(xué)改革論文10-09
地方院校如何推動(dòng)城市文化建設(shè)工作論文10-08
本科院校園林設(shè)計(jì)初步課程建設(shè)論文10-08
關(guān)于簡(jiǎn)論地方師范院校物理化學(xué)課程建設(shè)發(fā)展與實(shí)踐的論文10-09