基于校企合作的《数字信号处理》开放实验教学方法探索

范忠奇 王善斌

摘 要：《数字信号处理》实验教学是通信工程专业一门非常重要的实践教学，针对传统的实验教学存在的问题，该文以培养应用型工程人才为目标、教师引导、学生自我能力提升，提出了基于校企合作的《数字信号处理》开放实验教学模式。通过通信工程专业相结合，提高了学生的实际动手能力，学生的综合素质得到提高，取得了很好的教学效果。

关键词：校企合作 结合 数字信号处理 开放实验教学

1 引言

《数字信号处理》是通信工程专业一门专业基础核心课程，课程以数学算法为主，理论难度大，概念抽象，公式繁多且推导复杂，涉及知识面广，综合性和实践技术性强，而且由于新的处理算法的不断推出，呈现出算法复杂难懂、知识更新快和实践性更强的特点，是比较难学的课程。传统《数字信号处理》实验课主要以MATLAB仿真验证性为主对学生理解复杂理论有一定的作用，但由于学时的限制，实验内容较少，学生不能很好地对知识进行贯通及掌握，以往开放性实验弥补了实验课时的不足，但主要以学生自学为主，老师辅助。对这门课程的理解往往停留在理论知识上，对社会实践了解较少，达不到学生实际动手能力的提升。通过校企合作方式融合企业资源在《数字信号处理》开放性实验教学活动中向应用型靠拢，培养学生的分析设计能力，实现由理论到实践的跨越。

2 校企合作《数字信号处理》开放实验教学具体实施方案

2.1 校企合作开放实验室指导老师配置

在大数据发展背景下，以提高学生的应用能力为目标，将《数字信号处理》开放实验教学与企业合作，我们选择任课老师、专职实验老师、企业专家工程师为指导老师，这些企业工程师基本从事通信相关业务的软硬件开发与设计，与《数字信号处理》知识关系比较密切。在指导开放实验过程中三种老師进行协作指导。

2.2 联合企业修订《数字信号处理》开放实验教学方案

我们联系多家通信电子科技有限公司进行深度合作，将这些公司涉及到的可用于教学及训练用的部分5G通信中使用的信号处理算法引入到《数字信号处理》开放实验教学内容，以提高实验教学内容与生产实际的结合度，达到理论联系实际的目标。联合企业修订《数字信号处理》开放实验教学方案，进行分层次、模块化进行设计，分为基础算法验证仿真实验模块，硬件设计实验提高模块，综合提高实验及实践实验模块。

2.3 以学生为主体，校企合作开放实验教学内容和教学方法

（1）《数字信号处理》处理的基础算法验证实验模块包括：数字信号处理基本算法如数字波形产生，抽样定理的验证， 卷积算法， 傅里叶变换运算、系统零点分析等算法验证，在任课老师主导下利用《数字信号处理》实验演示软件平台及MATLAB仿真软件在课时内指导完成。

（2）硬件设计实验提高模块主要利用《数字信号处理DSP实验箱》及《数字信号处理FPGA实验箱》完成数字信号处理算法硬件仿真设计，以学生为主导，专职实验指导教师在课余时间指导对硬件感兴趣的同学进行开放实验教学。

（3）综合提高实验及实践研究实验在开放实验教学完成。综合提高实验主要涉及一些难度较大的算法编程，主要包括：LCD实验、USB通讯实验、网络通讯实验、长序列卷积的算法、 相关性算法设计、滤波器设计、语音处理实验、图像采集与处理实验等，这些综合提高实验有任课指导教师进行开放指导完成。实践研究实验不指定具体项目，主要与我们进行校企合作的通信电子科技有限公司由经验丰富的企业工程师根据自己的工作特长进行视频指导，以讲座的形式讲授实际产品中设计思路，这些实际产品设计与开发思路更能激发学生的好奇心，提高学生的学习积极性和主动性。有兴趣的同学可以借鉴他人的设计实例，快速了解实际产品的设计流程和设计方法，可以通过模仿设计提高自身的实际动手能力。

2.4 建立校企合作《数字信号处理》开放实验室网络教学资源平台

（1）建立《数字信号处理》仿真实验软件教学平台。设计《数字信号处理》仿真实验软件系统，该系统包括《数字信号处理》所有基础实验内容。

（2）建立《数字信号处理》实例库及校企合作的实物作品库以及用于教学的实际产品设计过程讲座视频库，作为开放实验室实验训练项目，供同学课后学习参考。

（3）利用学校教学资源平台，将该课程开放实验教学资源上传到学校网络，有助于学生自学与查漏补缺。课程的电子实验教案、实验指导书、优秀作品报告及实验演示等上传到学校教学资源平台。

3 教学效果及结论

通过近三届参加校企合作的《数字信号处理》开放实验教学的毕业生反馈信息来看，这些学生大多数从事通信技术及电子产品的设计与开发，有的企业主动联系学校需要掌握这些技术的学生。现在参加《数字信号处理》开放实验教学的学生每年都在增加，开放实验教学提高了本门课程的实验教学质量，学生的实际工作能力得到很大提升。

参考文献：

[1] 李远志.DSP实验教学改革与实践[J].实验科学与技术，2016，14（4）：164-167.

[2] 李其旺.Matlab在数字信号处理教学中的应用[J].科技创新与应用.2018（34）.

山东理工大学计算机学院 （山东省淄博市 255049）