某高校信号处理课程群实践教学改革的研究与探索

耶晓东 陕西理工学院电信系 陕西汉中723003

某高校信号处理课程群实践教学改革的研究与探索

耶晓东 陕西理工学院电信系 陕西汉中723003

针对以往信号类单门课程为主下的实践教学的不足，本文从课群角度出发，对信号处理课程群下的实践教学改革提出了优化的思路。通过分析我校信号处理类课程的实践教学现状，提出了存在的问题，最后结合我校应用型本科人才培养和电子信息类专业培养方案的定位，对课程群下的实践教学建设提出了改革的思路。

信号处理；课程群；实践；改革

我校作为陕南唯一的一所地方性高校，为当地经济和社会发展培养了大量建设人才。电子信息工程专业（以下简称“电子专业”）作为我校的主要专业之一，办学几十年来，为地方经济建设发挥了积极重要的作用。随着科技的迅猛发展，学科的相互渗透和交叉，对电子专业人才培养的规格和目标提出了新的要求。过去我校电子专业的开展的实践教学改革大部分是围绕一门课程的实验的改革，虽然取得了一定成绩，但也存在不少问题，例如：在以前单一课程教学中，存在着实验内容和项目相对单一；设计性、综合性实验较少，难度不大等，这显然不能适应社会发展对电子专业人才的要求，目前我系开展了信号处理课程群的教学实践改革，因此，如何结合信号处理课程群的改革，构建合理的基于课程群基础上的信号类课程实践体系就非常必要。

1.信号处理课程群体系建设

信号处理课程群建设如何在教学计划中具体得到实施，我们结合10版教学计划修订，将课程群的改革思路融入其中。在分析了课程的性质、相互关系以及课程间内容的衔接，按基础理论类、信号处理实现类、应用类为序，构建一个结构合理、层次清晰、课程间相互连接的递进式“2+2+2”的课程群体系，如图1所示。

通过课程群的建设与改革，完善了原有信号类课程体系。针对培养计划，在原有信号内课程基础上，加入了语音信号处理，数字图像处理，嵌入式等课程。使学生在学完基础课后，有相应专业课做后续，完善了信号类课程体系。

2、信号类课程实践教学现状及存在的问题

在构建好信号课程群体系后，接下来就是在此基础上，如何构建合理的信号课程群实践教学体系。因此，我们首先对现有实践体系存在的问题进行了总结：

（1）信号类课程实践体系不够合理及完善

在以前单一课程教学中，存在着实验内容和项目相对单一；设计性、综合性实验较少，难度也不大；实验课程之间无关联，实验内容的安排没有考虑到相关课程的前后衔接等问题。这些显然不能适应社会发展对电子专业人才的要求，因此构建合理的信号类课程实践体系就非常必要。

（2）信号类方向课程安排不够完善，导致实践体系不完善

在我校电子专业以前培养计划中，信号处理课程在课程安排上不够合理。例如只安排了信号与系统，数字信号处理，DSP技术及应用等，但在学完这些课后，没有后续的信号类专业课程来支撑，例如，在上完信号处理、DSP课后，用DSP来干什么，后面却没有相应的专业课程。因此，对应的信号课程实践体系也不够完善。

（3）实践评价体系不完善

在以前实验中，验证性实验较多，结果固定，教师在评定成绩时往往根据实验报告来进行评定成绩，往往过于忽视实验过程环节。另外，在学生课外实践制作中，没有相应的学分给以鼓励，调动不了学生的积极性。

3、课程群实践教学体系改革的思路

针对上面存在的为问题，结合我校应用型本科人才培养和电子信息类专业培养方案的定位，我们提出了如下的改革思路：

3.1 加强实验教学内容建设

图1 信号与信息处理课程群课程体系结构图

在实验改革上，将实验内容分为两个系列四个层次。两个系列是课内必修系列和课外选作系列；四个层次是验证性实验、综合性实验、设计性实验和自主创新性实验。其中自主创新性主要体现在综合课程设计中。另外，每门课程除根据本课程知识点设计实验内容自成实验体系外，还设计了课程之间的联合实验，例如利用FFT验证抽样问题和分析信号频谱问题，其中F FT是“数字信号处理”课程的内容，而被验证内容是“信号与系统”的内容；“DSP技术及应用”课程的一个实验内容是将“数字信号处理”课程中的F IR滤波器设计通过DSP硬件平台实现等。这样的实验内容设计保证了知识的连续性，使学生便于构建信号分析、处理与实现过程的整体概念。课程设计多数是利用TMS320C54 DSP实验平台完成的，设计题目均来自课群中各门课程中的重要知识点，还鼓励学生围绕课程知识点自拟设计题目。通过这些改革，取得了较好的效果，促进了学生解决信号类问题的能力。

3.2 实验手段方法的改革

在实验手段上，积极引入仿真软件，同时设计了软件实验和硬件实验。软件实验通过Matlab语言、TMS320C54系列DSP汇编语言实现算法仿真或设计，硬件实验通过DSP实验平台完成。并在实验设置上，尽量贴近实际，调动学生实验兴趣，同时注意实验综合能力的培养，使学生在各个实践环节中得到锻炼。例如在教师的指导下进行了“语音信号滤波”和“双音多频数字电话按键信号检测系统”等多个贴近实际的项目，收到了良好的教学效果。

3.3 实践环境的改善

近年来，积极利用学校发展及我系发展的大好机遇，积极改善信号类课程的实践环境。先后建成了计算机信息处理实验室，单片机及dsp实验室，还准备建立现代信号处理实验室，嵌入式实验室，这些实验室的建成，将大大有利于信号课程群实践环境的改善，同时，部分实验室是对学生在课外时间义务开放，使学生可以利用业余时间进行信号相关类课外制作。

3.4 实践评价及考核方式的改革

对学生实践教学效果的考核评价对学生的引导也非常重要，评价方法直接影响教学效果。改革目前的考核方式，做到科学、合理、客观地评判学生掌握该课程实验方法的考核方式就显得非常必要。为此，采用多种考核形式，注重对过程及能力的考核，弱化对结果的评价，将过程评价与结果评价有机结合。例如，以前教师在检查实验效果时，往往只是根据实验报告或者是否违纪或迟到给出实验成绩，且实验结果往往是固定的，只是进行验证，这样既调动不了学生的兴趣，也往往不利于学生动手能力，创新思维能力的培养。因此，在实践考核评价改革中，我们一方面从实验设置上加大了设计性实验，使实验结果往往不唯一，多种多样，鼓励学生创新，成绩的高低在于是否有创新；另一方面，也注意学生实验过程的考核，将实验成绩分为两部分实验过程与实验报告，加大学生实验过程中动手能力的考核，通过这些改革，取得了良好的效果。此外，在10版培养计划中，对课外信号类制作也算学分，这样，就大大地提高了学生从事课外制作的兴趣。

4.结束语

信号与信息处理课程群实践教学改革经过一年多的探索与研究，取得了一些经验。整合优化后的信号和信息处理实践课程群体系清晰完整，结构更趋合理，便于教学组织实施。由于各课程实验之间内容不再重复，知识具有递增性，理论教学与实践教学课时分配更趋合理，综合性设计实验密切了课程之间的联系，应用技能为主的思想得到更好的体现，因而促进了课程体系的整体优化和协调发展，有利于提高教学质量。但我们也应该认识到：实践教学改革是一个长期和艰苦的历程，需要不断地从教学实践及学生意见反馈中来汲取经验，总结成败，把教学质量提到一个新的高度。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.10.184

陕西理工学院教改项目”信号与信息处理课程群建设模式及优化研究与实践”(X JG 1 0 1 9)