電子信息工程課程改革研究范文

本站小編為你精心準備了電子信息工程課程改革研究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：

“數(shù)字信號處理”課程是電子信息類專業(yè)的重要專業(yè)基礎課，針對不同專業(yè)特點選擇不同教學內(nèi)容和教學方法，提高學生學習興趣，是本課程教學改革的重點。結(jié)合三亞學院電子信息工程專業(yè)課程教學實際情況、學生自身基礎，在教學的各個環(huán)節(jié)進行研究與探索，精選符合專業(yè)特點的教學內(nèi)容，采用探究式教學方法，對本專業(yè)融合激發(fā)學生興趣的工程實例；實驗教學由傳統(tǒng)的驗證性過渡到綜合設計研究型，取得了一定效果。

關鍵詞：

數(shù)字信號處理；理論教學；課程實踐；探究式教學

1.引言

數(shù)字信號處理是電子信息工程專業(yè)的專業(yè)基礎課，它的地位相當于電氣時代的“電工基礎”。作為專業(yè)的技術基礎課，要求學生通過本門課程學習建立“數(shù)字信號處理”的基本概念；掌握數(shù)字信號處理基本分析方法和分析工具；通過理論學習和實踐環(huán)節(jié)訓練，使學生具備一定的工程實踐技能，這為提高學生綜合素質(zhì)、培養(yǎng)應用型人才起著重要作用。本文以三亞學院電子信息工程專業(yè)為例進行數(shù)字信號處理教學研究和實踐進行探討。

2.教學特點與內(nèi)容設置

“數(shù)字信號處理”課程是電子信息工程專業(yè)眾多專業(yè)課中一門重要的技術基礎課，其課程內(nèi)容涉及到很多數(shù)學知識，如復變函數(shù)、差分方程、Z變換和矩陣理論、離散傅里葉變換等，同時，與工程實際又緊密相連，且技術手段發(fā)展也非?？?。結(jié)合三亞學院電子信息工程專業(yè)學生實際情況，并充分體現(xiàn)“數(shù)字信號處理”課程理論內(nèi)容豐富、實用性強而基本概念抽象難理解等特點，進行如下的教學內(nèi)容設置。電子信息工程專業(yè)大部分的學生“信號與系統(tǒng)”、“微積分理論”課程基礎較好，“數(shù)值計算”、“復變函數(shù)”基礎相對差一些。“數(shù)字信號處理”課程是本專業(yè)學生的一門重點必修課。本課程設置64個學時，理論52學時，實驗12學時；理論增加4個學時專門介紹數(shù)字信號處理中涉及的數(shù)學知識，以便后面理論學習更加自如；刪除部分因課時受限而課堂不講授的內(nèi)容；壓縮了一些與“信號與系統(tǒng)”課程重疊的章節(jié)；因通信與信號處理領域的快速發(fā)展，增加了多采樣率數(shù)字信號處理；同時，課堂增加利用MATLAB軟件進行釋疑與實現(xiàn)及LABVIEW圖形編程環(huán)節(jié)，使一些難理解的抽象理論和概念得到直觀演示解釋，使學生更容易理解、接受；對于實踐環(huán)節(jié)部分，由傳統(tǒng)的驗證性實驗改為綜合性、設計性實驗，且增加課程設計這個教學環(huán)節(jié)。經(jīng)過幾年的該課程教學研究總結(jié)，教學應該遵循這樣一個原則：以講授基本概念、基本理論、掌握基本技能為主，兼顧內(nèi)容的全面性、系統(tǒng)性和實用性?，F(xiàn)將課程內(nèi)容歸納分為三大塊：

（1）基礎理論和概念部分。對已在“信號與系統(tǒng)”課程中學過的內(nèi)容（離散信號與系統(tǒng)的時域分析、離散信號與系統(tǒng)的頻域分析）課時進行適當壓縮，重點講述利用傅里葉變換、Z變換對信號和系統(tǒng)進行頻譜分析，使學生認識到信號變換的重要性，它是分析信號與系統(tǒng)重要工具；離散傅里葉變換(DFT)及其快速傅里葉變換(FFT)，都是描述信號的頻域離散化，并能利用DFT對數(shù)字譜進行分析，注意適時信號處理過程中出現(xiàn)的(柵欄效應、泄漏效應、混疊現(xiàn)象)現(xiàn)象；FFT的講述是個難點,這是一個數(shù)學算法的優(yōu)化過程，學生很難接受，那么引導學生理解DFT運算量成為了關鍵，即讓學生關注信號分析實時處理過程的時間問題，電子信息專業(yè)的學生邏輯性一般較強，能較好理解，并為下一步學習DSP打下基礎。

（2）數(shù)字濾波系統(tǒng)設計部分。數(shù)字信號處理實用性是從濾波器的設計開始，只要有信號就會存在干擾，從現(xiàn)實生活中手機使用接收信號有強有弱及雜音，引導學生認識濾波器設計的重要性及必要性。IIR數(shù)字濾波器的設計（脈沖響應不變法、雙線性變換法）；FIR數(shù)字濾波器的設計（線性相位、窗口設計法、頻率采樣法、最佳逼近法）；數(shù)字濾波器的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)。這部分內(nèi)容學生理論計算比較困難，利用MATLAB軟件或結(jié)合LabVIEW圖形語言可以更形象的將理論教學與實踐相結(jié)合，通過ppt演示濾波器設計和信號的濾波過程，加強學生對濾波概念的理解，培養(yǎng)學生工程實踐能力。

（3）數(shù)字信號處理技術實現(xiàn)及應用部分。通信與信號處理領域的快速發(fā)展，增加多采樣率及實現(xiàn)方法；數(shù)字信號處理技術在語音系統(tǒng)中的應用（包括語言的識別、語言的理解、語言壓縮、語言合成等等,為智能計算機的發(fā)展提供基礎）；數(shù)字信號處理技術的應用舉例。實踐表明，通過對電子信息工程中數(shù)字信號處理的應用實例進行具體分析，更能體現(xiàn)出來數(shù)字信號處理與電子信息工程專業(yè)的聯(lián)系，可以更好地調(diào)動學生的積極性。

3.課程實踐改革

（1）課程一體化實踐?！皵?shù)字信號處理”課程實踐改革：通過程序編寫實現(xiàn)與本課程知識點的相關算法，從而加深對該課程基本理論理解和基本技能掌握。根據(jù)我專業(yè)學生的具體情況，對課程實踐部分做出如下改革。教師給學生布置實驗任務時給出其詳細的程序流程圖，及實驗的主框架程序（如程序初始化部分，基本函數(shù)，繪圖語句），學生根據(jù)自己對題目的理解，對照程序流程圖，實現(xiàn)完成整個實驗，這種改革方式促使學生提高了學習興趣，增強學生實踐環(huán)節(jié)的自信心，不再是面對題目無從下手的狀態(tài)，將理論與實踐結(jié)合在一起，形象生動，達到“先幫后扶再放手”的目的。實踐證明，采用這種實踐改革模式，我專業(yè)大部分學生能結(jié)合理論知識對結(jié)果做出合理的解釋和分析。

（2）獨立開設課程設計實踐。隨著社會信息化的深入，各行業(yè)大都需要電子信息工程專業(yè)人才，而且就業(yè)中對數(shù)字信號處理技術的要求也越來越高，這方面能力的提升體現(xiàn)的是理論分析能力和計算機編程分析能力的綜合過程。課程一體化的實踐過程只是針對獨立的知識點進行，加上學時限制，驗證性實驗占大多數(shù)。為此改變教學計劃，為電子信息專業(yè)學生開設“數(shù)字信號處理課程設計實踐”課程，這樣使得學生對軟硬件設計都較熟悉（原本專業(yè)只有電子技術方面的獨立課程設計），更易于滿足現(xiàn)代信息企業(yè)對電子信息人才方面的需求。

（3）探究式學習課外實踐。數(shù)字信號處理的課后練多是理論計算分析，學生做起來覺得很枯燥也沒有興趣。對此，本專業(yè)進行課程改革的另外一方面就是以課外作業(yè)的形式指導學生進行探究式學習，即圍繞課程中重要知識點，遵循一定的步驟開展探索研究性學習：提出問題、確定探究方向、搜集并整理資料、組織探究、得出結(jié)論、總結(jié)經(jīng)驗。在教學過程中引導學生利用本課程所學到的知識，探索和解決現(xiàn)實生活中感興趣的問題；要求學生在課程結(jié)束后的一周內(nèi)，提交一份研究報告，作為期末總成績的一部分。具體操作為：以2—3人為一個小組，自主搜集與本課程內(nèi)容相關、與實際問題相結(jié)合的課題。在計算中心實驗室調(diào)試MATLAB程序或LabVIEW程序。實踐證明，這種探究式課外實踐拓寬了學生視野，進一步加深學生對數(shù)字信號處理技術的了解，加強了MATLAB及LabVIEW軟件的應用。探究式學習可以督促學生發(fā)揮自己的探究精神，更好地將理論應用于實際。

4.結(jié)束語

電子信息工程專業(yè)畢業(yè)生一般都工作在電子信息和電力系統(tǒng)等高科技行業(yè)，這些行業(yè)的迅速發(fā)展，社會信息化的深入對本專業(yè)的學生提出了更高的要求。如逐步興起的5G和物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略、電力系統(tǒng)向智能化發(fā)展，數(shù)字信號處理技術是基礎之一，寬口徑的復合型人才在這一發(fā)展過程中將大有用武之地。技術基礎課的教學內(nèi)容應及時反映時代的特點并能體現(xiàn)科技發(fā)展的前沿方向，理論上古今并重、技術上厚今薄古，以適應客觀形勢對人才培養(yǎng)的需求；多媒體技術能創(chuàng)造出虛擬的現(xiàn)實世界，讓情景教學成為現(xiàn)實；利用電子課件的“輔助”教學，其信息量豐富、可減少重復性勞動、提高教學效率；加強實踐性環(huán)節(jié)教學能激發(fā)學生主動地學習、創(chuàng)造地思維，加強實踐性環(huán)節(jié)教學對知識體系的構(gòu)建有重要的作用。

參考文獻：

[1]汪西泉.“數(shù)字信號處理”課程實踐教學改革的探索[J].高等理科教育，2005.63（5）：95-98

[2]高西全，丁玉美.數(shù)字信號處理[M].西安：西安電子科技大學出版社，2008

[3]陳麗華，程耕國.“信號與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號處理”兩課的優(yōu)化整合[J].中國電力教育，2009（11）:84-85

[4]王創(chuàng)新，賀科學.電子工程院系“數(shù)字信號處理”課程的教學研究與實踐[J].中國電力教育，2009.07(上)，140：102-104

作者:李洪璠 單位:三亞學院理工學院