張雪英，李鴻燕，史健芳，劉建霞，白 靜

(太原理工大學(xué)信息工程學(xué)院，山西太原 030024)

信號處理相關(guān)課程是大多數(shù)電子信息類相關(guān)專業(yè)的核心課程，但目前這些課程在教學(xué)實(shí)踐中已顯現(xiàn)出不相適應(yīng)的問題。一方面，課程體系以系統(tǒng)分析為主，信號分析為輔，重在介紹一般原理與方法。該課程的內(nèi)容、分析方法和處理技術(shù)方面的基本觀念、基本體系逐漸與學(xué)科技術(shù)進(jìn)步不太相適應(yīng)，教與學(xué)的過程中存在原理、方法與應(yīng)用方面有脫節(jié)的現(xiàn)象。另一方面，由于課程所涉及的內(nèi)容多、概念抽象和設(shè)計(jì)復(fù)雜等特點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)這些課程時(shí)，感到概念抽象，對基礎(chǔ)理論不能很好地理解與掌握。因此，對信號處理系列課程的理論與實(shí)踐進(jìn)行改革就顯得十分必要。

本文討論在我院現(xiàn)有信號處理類課程的教學(xué)基礎(chǔ)上，創(chuàng)建一套以課程改革創(chuàng)新為平臺，以課堂教學(xué)創(chuàng)新為核心，以教學(xué)管理創(chuàng)新為基礎(chǔ)，以工程實(shí)踐創(chuàng)新為重點(diǎn)的信號處理類教學(xué)與課程改革體系。

1 創(chuàng)新型課程體系建設(shè)

在創(chuàng)新型課程體系建設(shè)中，信號處理系列課程應(yīng)強(qiáng)調(diào)以信號分析和處理為基礎(chǔ)，以應(yīng)用為目的，將系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)服務(wù)于信號處理的需要，建立一套具有特色的信號處理系列課程體系［1］。

1)“信號與系統(tǒng)”等課程模塊建設(shè)

我們建立的“信號與系統(tǒng)”、“數(shù)字信號處理”與“DSP硬件技術(shù)”課程模塊，可以將理論與實(shí)踐相結(jié)合，讓學(xué)生真正理解基礎(chǔ)理論，同時(shí)掌握工程實(shí)現(xiàn)的基本技能［2］。我們在教學(xué)中，已將“數(shù)字信號處理”與“DSP硬件技術(shù)課程”這兩門課程合并為“數(shù)字信號處理及應(yīng)用”。新課程分為理論篇和應(yīng)用篇，理論篇注重算法的原理介紹，應(yīng)用篇側(cè)重算法在硬件上的實(shí)現(xiàn)。我們授課時(shí)注重加強(qiáng)學(xué)生動手實(shí)踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練，在課程設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生自己完成設(shè)計(jì)，編寫相應(yīng)程序，并在DSP硬件上實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)。

2)“信號檢測與估計(jì)”等課程模塊建設(shè)

我們建立的“信號檢測與估計(jì)”、“語音信號處理”與“圖像信號處理”課程模塊，將信號檢測與信號處理的理論在語音和圖像上得以實(shí)現(xiàn)。學(xué)生通過這一模塊對語音信號處理和圖像處理的學(xué)習(xí)，可以完成一些任務(wù)型課題，比如車輛號牌識別系統(tǒng)研究，要求對車輛號牌識別并合成語音，進(jìn)行語音提示。

2 創(chuàng)新型人才培養(yǎng)建設(shè)

人才培養(yǎng)建設(shè)重點(diǎn)在于教學(xué)方法的改革，建立課堂教學(xué)夯實(shí)基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)課程注重創(chuàng)新，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)鞏固知識，科研實(shí)習(xí)提升能力的教學(xué)改革思路。我們既要注重基礎(chǔ)理論知識的傳授，還應(yīng)及時(shí)將科研最新成果及本領(lǐng)域中的新理論和新方法引進(jìn)到教學(xué)中，建立一套完整的信號處理理論與實(shí)踐教學(xué)方法，并將該教學(xué)方法應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐中。

1)理論與實(shí)踐相結(jié)合

我們將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研相結(jié)合，觀察性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)與綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，課內(nèi)教學(xué)與課外實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，建立由基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)和科研訓(xùn)練等模塊組成的實(shí)踐教學(xué)體系。

2)開展課題式研究

我們以基礎(chǔ)理論為指導(dǎo)，以課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)為基礎(chǔ)，利用學(xué)?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，學(xué)生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行課題式研究［3］。課題式研究內(nèi)容來自于:①學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)的具有研究深度、題材新穎的信號處理內(nèi)容;②學(xué)生通過參加與信號處理有關(guān)的學(xué)術(shù)講座，從中受到啟發(fā)確定的研究課題;③學(xué)生通過查閱資料，上網(wǎng)發(fā)現(xiàn)的新課題;④由教師給出適合學(xué)生研究的小課題。

課題式研究不宜過分看重研究成果，關(guān)鍵在于鍛煉學(xué)生的獨(dú)立鉆研精神和科學(xué)思維能力，為將來進(jìn)一步深造打下良好的基礎(chǔ)。

3)將虛擬儀器應(yīng)用到教學(xué)中

LabVIEW自帶的信號處理套件可用于完成信號產(chǎn)生、信號分析、信號處理、聯(lián)合時(shí)頻分析、數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)、超高精度的頻譜分析以及小波與濾波器組設(shè)計(jì)等。將LabVIEW應(yīng)用于教學(xué)中，可以將書本上理論性較強(qiáng)的知識轉(zhuǎn)換成直觀的圖形，加深學(xué)生對理論知識的理解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)將Matlab程序設(shè)計(jì)應(yīng)用于理論仿真過程中。

4)建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

借助網(wǎng)絡(luò)對傳統(tǒng)教學(xué)方式進(jìn)行補(bǔ)充，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，我們公布實(shí)踐教學(xué)的教學(xué)大綱和教學(xué)日歷，學(xué)生下載教學(xué)講義、授課課件和演示案例，并開設(shè)問題討論專欄和教師答疑信箱。教師可以通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目庫和給出實(shí)驗(yàn)要求，發(fā)布各種消息，答疑并批改作業(yè);學(xué)生可以登陸網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，瀏覽各種資源，收看教學(xué)視頻，提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，進(jìn)行成績查詢。

5)搭建優(yōu)秀學(xué)生科研訓(xùn)練平臺

在信號處理課程實(shí)施階段，選拔一部分優(yōu)秀學(xué)生參與科研項(xiàng)目，承擔(dān)與課程相關(guān)的科研任務(wù)。

3 創(chuàng)新型教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

1)師資隊(duì)伍的梯隊(duì)建設(shè)

梯隊(duì)建設(shè)內(nèi)容包括:優(yōu)化教學(xué)團(tuán)隊(duì)的年齡結(jié)構(gòu)、職稱結(jié)構(gòu)、學(xué)緣結(jié)構(gòu)與知識結(jié)構(gòu)。有針對性地引導(dǎo)教師加強(qiáng)自我學(xué)習(xí)，以教師專業(yè)素養(yǎng)的追求和提高來促進(jìn)教育教學(xué)質(zhì)量的提高，把教師業(yè)務(wù)檔案作為教師評選優(yōu)秀和推薦晉升的重要依據(jù)，促進(jìn)教師提升業(yè)務(wù)水平。資助青年教師接受高水平的出國留學(xué)培訓(xùn)和各種專業(yè)教學(xué)技能培訓(xùn)，盡快提高青年教師教學(xué)素養(yǎng)和能力。

2)形成團(tuán)隊(duì)管理模式

信號處理系列課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)由課程負(fù)責(zé)人、骨干教師和任課教師組成。課程負(fù)責(zé)人承擔(dān)課程建設(shè)的總體規(guī)劃和人員安排等宏觀工作，提出課程的教學(xué)改革規(guī)劃，制定課程建設(shè)方案;骨干教師除協(xié)助負(fù)責(zé)人進(jìn)行總體規(guī)劃等工作外，還負(fù)責(zé)對課程群內(nèi)的課程按照相互協(xié)調(diào)的原則進(jìn)行內(nèi)容和體系的改革;任課教師應(yīng)了解課程群內(nèi)所有課程的基本內(nèi)容，能勝任課程群內(nèi)課程的教學(xué)，并做好課程的教學(xué)文件和試卷等資料的收集、整理和存檔工作。課程負(fù)責(zé)人應(yīng)不定期地跟蹤聽課，根據(jù)聽課情況、學(xué)生反饋和學(xué)生評教成績對任課教師進(jìn)行指導(dǎo)。

在科研上，課程負(fù)責(zé)人還應(yīng)在青年教師申請課題上給予幫助和指導(dǎo)，并吸收沒有課題的教師參與科研工作，使青年教師的專業(yè)能力和水平得到提高的同時(shí)，豐富課程的教學(xué)內(nèi)容。

3)深化校企合作

我們在制定專業(yè)發(fā)展方向時(shí)，應(yīng)聽取企業(yè)一線專家的意見，討論交流，學(xué)習(xí)調(diào)研。定期舉辦專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，傳授企業(yè)文化，并通過鼓勵(lì)青年教師進(jìn)修或下企業(yè)鍛煉，讓教師了解行業(yè)技術(shù)發(fā)展形勢，緊跟技術(shù)發(fā)展動向，提高自身的專業(yè)技術(shù)能力。

4 結(jié)語

本文以專業(yè)建設(shè)和學(xué)科建設(shè)為基礎(chǔ)，針對信號處理專業(yè)人才培養(yǎng)體系中相關(guān)課程建設(shè)、教學(xué)管理、實(shí)踐環(huán)節(jié)、人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)、課堂教學(xué)與社會需求等問題，建立一套完整的信號處理系列課程的理論與實(shí)踐教學(xué)方法。我們將該教學(xué)方法應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐中，培養(yǎng)具有完善的基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識，具備實(shí)際操作技能的高素質(zhì)專業(yè)人才。

［1］ 夏哲雷，肖丙剛，王秀敏，許華.電子信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)的研究［J］.南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2012，24(3):26-27

［2］ 張愛華，董秀潔，高輝.信號處理系列課程的教學(xué)改革與實(shí)踐［J］.南京:電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2010，32(4):36-38

［3］ 牟海維，呂秀麗，張勇，韓建;電子類課程實(shí)踐教學(xué)改革的思考［J］.長春:長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，11:130-131