浅谈《现代信号处理》课程的教学改进.docx

浅谈现代信号处理课程的教学改进 摘要现代信号处理是电子、通信等专业研究生的重要基础课程。该课程内容多且抽象，对数学基础的要求较高，并且新内容的增加速度快，会出现学生难以深入了解该课程的情况。针对这类情况，我们从学生角度考虑，结合“侧重基础，突出重点，面向应用”、“理论结合实践”原则，在教学方法和实践方法上进行了合理的改革和尝试，并取得较好的效果。同时，也能为信号相关课程的教学工作提供有价值的参考。 关键词现代信号处理；课程内容；教学工作 1、引言 随着科学技术的不断发展，人类步入了信息时代。众所周知，信号是信息的表现形式。因此，信号的处理技术在是否能够正确、充分的利用信息方面有着至关重要的作用。随着信息化时代的不断发展，信号处理技术已经被广泛的利用在日常生活、生产以及各个领域的科学实验研究中。依照对信号处理的定义，我们可以将信号处理的历史可以追溯到人类的起源时期。在20世纪后，信号处理理论得到了快速的发展，形成了以维纳滤波、傅立叶分析等为代表的信息处理理论。随着科学技术的不断发展，新的信号处理理论和方法的不断涌现，为我们提供了更为丰富和有效的处理手段。到了现在，信号处理的理论和应用得到了更进一步的发展，理论方面发展了有自适应、高分辨、优化理论等等； 应用方面包括的内容也非常广泛，其中有：通信、雷达、声纳、导航、医疗仪器等方面。对于电子、信息类等专业的研究生的培养目标是：培养德智体全面发展；具有坚实 的信号与信息处理理论基础与实用技术；了解信号与信息处理发展的前沿和动态；适应我国经济、科技、教育发展需要；面向二十一世纪的从事通信与电子工程研究、开发和教学的高层次人才。因此现代信号处理成为信号与信息处理专业硕士研究生的学位课就显得很必要。 现代信号处理课程作为我校的研究生重点建设课程，我们区别于传统教学方法以黑板板书为主的教学方法，更强调理论结合实际、原理结合应用，让学生通过实践过程去了解课程理论，这样不仅能提高学生学习能力，也能提高他们的实际动手能力，对并培养学生综合能力和研究能力有至关重要的意义。同时，也可以为进一步的教学研究、教学改革及教学建设提供扎实的基础。 2、课程特点及教学过程存在的问题 2.1现代信号处理课程的特点 （1）该课程已经形成一门学科，拥有非常多的研究分支，而且每个分支中的研究内容都非常广泛。如基于二阶统计量的功率谱估计、自适应滤波，时频分析以及小波分析等等； （2）该课程学习起点高、学习难度大，要求学习者具有矩阵分析、泛函分析、优化方法等方面的基础知识。又因为专业概念和定理相对抽象且不易理解，更加加大了学习者真正掌握的难度； （3）该课程的内容发展比较迅速，新思想、新方法更新较快。通常情况下，研究者会将理论知识、方法与实际应用情况进行结合，从而会提出一些新的概念和方法。因此，需要在课堂上合理地讲解最新进展与趋势，同时处理好基本内容与新内容之间的关系。 2.2教学过程存在的问题 就目前而言，我们在教学过程中存在一系列的矛盾问题：首先，从教学的角度上分析，仅仅在学校安排的学时下去学习现代信号处理，存在课程内容多与学时少的矛盾，没有足够的时间讲解全部的基础知识，另外，概念理论较为抽象，难懂，缺少直观性，加大了学生掌握基础的难度；同时，课程内容更新的较快，对学习者来说，增加了其学习的难度。其次，从学习方法方面看，对于研一的学生来说，刚刚开始发生本科生与硕士生的角色转换，仍习惯本科时期的学习思路和方法，对知识点的认识层面比较浅，对该课程的认识没有形成一个完善的体系，仅满足于考试过关，因此会造成科研视野比较狭隘，对学科前沿的新知识不感兴趣，不能深入的进行了解。 3、课程教学改进的方式 针对“现代信号处理”课程的特点以及在教学过程中可能存在的一系列问题，我们提出，组建包含课程重要知识点的教学实例库和包含最新动态的综合项目库，让学生在实际操作过程中，通过理论结合实际，深度掌握本课程的精髓，并且鼓励学生创新，培养独自思考、团队合作的能力，养成研究性、探索性的思维习惯。 1.教学内容的改革：“现代信号处理”内容丰富，且每个内容主题都是科研方向，因此，信息量非常大，为解决课程内容多与学时少之间的矛盾，我们采用以下原则进行教学，即：侧重基础，突出重点，面向应用。以基础知识为基石，将讲解内容偏向科学研究实际案例中，及时将最新的科研动态引入到课堂，引导学生关注最新的科研动态，开拓视野。 2.建立MATLAB教学实例库：针对“现代信号处理”课程概念内容较抽象难懂等特点，我们从课程具有较强的实践性出发，将实际工程问题作为教学示例引导学生去理解内容概念。在课程建设过程中，结合专业特点及学生的研究方向，适当选择工程问题。主要是在图像信号处理、视频信号处理、通信信号处理等方面建立MATLAB应用实例库，有助于学生在通过自己亲手操作后，清晰地理解相关概念的物理及工程意义，简单化复杂的问题，可视化抽象的问题，以此来提高课堂教学质量，扩展学生知识面。 3.建立综合项目库：为了使研究生不局限在自己研究的方向上，了解其他学科的研究思路以及最新的科研动态，课程建设可组建包含课程重要知识点的综合项目库。根据学生的研究方向分组确定学习不同项目，引领学生对项目进行任务分解，剖析与讨论，在完成项目的过程中提高自身的科研素质和研究能力。 4、结语 尽管，真正掌握好“现代信号处理”课程存在种种的困难和挑战，但是通过合理的教学内容的筛选和教学方式的改进，能使之事半功倍。对电子、通信类等研究生的研究内容分析可知“现代信号处理”课程对他们的研究内容都起了至关重要的作用。因此，通过改进教学方法、简历Matlab应用实例库、建立综合库可以为他们提供更好的学习平台。 参考文献 http：