卓越工程师“数据信号处理”课程群主题式教学探索.docx

卓越工程师“数据信号处理”课程群主 题式教学探索 一、传统教学存在的问题 “数字信号处理”是一门理论性很强的课程，涉及的 知识面很宽，主要包括离散信号的z变换、傅立叶变换、 离散傅立叶变换、快速傅立叶变换以及滤波器设计等几个 方面的内容。这些知识的学习和掌握需要微积分、复变函 数、数理统计等众多学科作为基础理论支撑。同时，数字 信号处理又是一门有着广泛应用背景的学科，其核心部分 的内容如频谱分析和滤波器设计部分与通信理论、工业控 制、模式识别、语音处理、图像处理、神经网络等应用学 科关系密切，在现代生活的各个领域中都有着广泛的应用。 因此，在教学过程中要加强学生对课程应用背景的了解， 将实践教学贯穿到理论学习中，突出实践教学在数字信号 处理教学中的重要地位。 MATL AB语言将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化 以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在 一个易于使用的视窗环境中，将其应用于数字信号处理的 教学中，可以很方便地把抽象的概念用图形直观地展示出 来，便于学生对概念的理解。DSP芯片是为了快速实现数字 信号处理算法而专门设计的工程实践平台，可以很好地架 起理论教学与工程应用的桥梁。但在实际教学中，由于应 用目标不明确，很难调动学生学习的积极性。 针对卓越工程师的培养要求和上述课程的教学特点， 组建了以“数字信号处理”课程为中心，以“信号与系统”、 “MATLAB应用”和“DSP技术及应用”课程为基础，以课 程设计为综合，以专业生产实习为实践，以毕业设计为拓 展的“数字信号处理”课程群，以深入开展主题式教学。 二、主题式教学设计 课程群主题式教学以“兴趣驱动、主题牵引、技能主 导、理论优先”为指导，釆用“单主题、双杠杆、多环 节、宽拓展”的教学路线，主要抓好教学、考核、实践和 引导四个环节。 1?有机融合要求和兴趣，精选课程主题 以全面培养优秀的通信工程卓越工程师为牵引，充分 考虑学校的教师资源、实验室资源和实践安排，根据学生 的知识背景、学时分配和掌握能力，在深入调研社会需求、 培养要求和新时期学生学习生活的特点和规律的基础上， 确立了主题式教学的思路。让学生在学习过程中围绕一个 核心问题进行深入思考，积极产生问题需求，主动解决问 题、克服困难，从而全面培养体系化、工程化的思维模式。 在课程主题的选择上，教研组在综合考虑课程教学特点、 当前研究前沿和学生兴趣领域等因素的基础上，明确了10 个课程主题，对于不同的生源背景、不同的专业方向等进 行量身定做。其中，为信息工程卓越工程师选择了 “数字 式调音台”这个主题，每个学生都应当通过设计计算、原 型验证（MATLAB平台实现）和工程实现（DS P平台、C#平台） 来创新性的打造个性化的音控系统。 合理评价理论和技能，突出教学目标 考核决定了学习的价值导向。在考核杠杆方面，采取 理论和技能一体化考核。每门课程的考核都分为作业、卷 考、机考和设计四个部分。作业和卷考以书面形式强化学 生对基础知识与基本概念的理解和掌握，侧重点放在对课 程本身的基础学习上;机考，通过在计算机上的设计和实验, 检验学生的动手能力和实际工程应用能力;设计，即随堂课 程设计，在课程一开始即布置，在课程结束时上交设计报 告，阐述利用课程知识进行工程实践的心得和体会。 在考核比例的分配上，要求四项全部合格方可通过该 门课程，按照1 ： 4 ： 3 ： 2的比例计算该门课程的最后得 分，突出了工程和实践在该课程中的重要性。 全面整合设计和实践，树立工程思想 在教学过程中，始终以工程应用背景为主线，以课程 设计为牵引，让学生的学习紧紧围绕解决工程实际问题从 课堂上、从教材上、从参考资料和网络上寻找答案。以明 确的工程背景，牢固树立工程应用的思想。以数字式调音 台主题为例，在“数字信号处理”课程的授课过程中，以 数字式调音台的工作原理和设计需求为主线，在课程设计 环节，要求学生以MATL AB为平台，以软件形式设计出数字 式调音台，输出其响应波形，加深学生对数字信号处理原 理和应用的理解;在学习“DS P技术及应用”课程的过程中, 以数字式调音台的硬件原理为主题，让学生在学习和探讨 的过程中深刻感受到进行DSP软硬件设计的工程方法和典 型应用背景;在与之配合的专业生产实习环节，安排DSP的 硬件电路设计和制作，通过配发的软件实现其硬件调试;在 毕业设计阶段，让同学们结合理论设计和硬件平台，完成 最终的数字式调音台样机。通过这一整套的主题式流程， 可以不断强化学生的工程概念。在实践过程中又要求学生 不断复习旧知识，探索新问题，大幅度提升了学生的工程 意识和解决问题的能力。 综合把握课内与课外，明确发展方向 在科技日新月异的当今世界，课堂知识很难直接解释 学生遇到的新事物，尤其是DS P芯片厂家多、型