信號分析與處理課程的教學探索
論文關(guān)鍵詞：信號分析與處理;教學方法;多媒體教學
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論文摘要：本文在闡述信號分析與處理的學科地往和課程特點的基礎(chǔ)上，介紹了課程的教學內(nèi)容，并根據(jù)現(xiàn)代化多媒體技術(shù)的發(fā)展，提出了多媒體教學和傳統(tǒng)教學模式相結(jié)合的教學方法，同時由于計算機網(wǎng)絡(luò)在學生中的普及，闡述了利用網(wǎng)絡(luò)教學平臺輔助教學以提高課堂教學質(zhì)量的教學方法。
１、引言
信號分析與處理是電氣工程與自動化專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，對學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)有著重要的影響，因此對于該課程的建設(shè)得到了廣泛的關(guān)注。信號分析與處理基礎(chǔ)知識面廣，涉及的數(shù)學基礎(chǔ)知識較多，公式推導復雜，課程教學難度大，要求學生具有較好的數(shù)學基本功，抽象思維能力和邏輯推理能力。本文針對信號分析與處理教學過程中遇到的各類實際問題，介紹了信號分析與處理課程的教學內(nèi)容、總結(jié)了教學方法，同時提出將網(wǎng)絡(luò)教學作為課堂教學的補充，達到更好的教學效果。
２、教學內(nèi)容
信號分析與處理課程主要講授確定性時間信號分析與處理的基本理論和基本方法，包括連續(xù)時間信號分析與處理、離散時間信號分析與處理、應用三個部分，針對教學學時有限而教學內(nèi)容相對較多的情況，如何結(jié)合學生的實際知識背景和學習能力合理地選擇教學內(nèi)容變得尤為重要。教學中，我們選擇了崔翔教授主編的《信號分析與處理》教材，并根據(jù)學生在前期的學習中已經(jīng)學習了電路、自動控制原理等基礎(chǔ)課，對連續(xù)時間信號和連續(xù)時間系統(tǒng)已經(jīng)有所掌握的實際情況，把該課程的重點放在離散時間信號分析與處理上，具體來說，包括離散時間信號和系統(tǒng)的時域分析方法、頻域分析方法、復頻域分析方法〔對應教材的第三、四、五章)，其中的頻域和復頻域方法即對應著傅里葉變換和拉普拉斯變換;接著是快速傅里葉變換(對應教材的第六章)，最后講述數(shù)字濾波器的設(shè)計(對應教材的第七、八、九章)，包括無限沖激響應數(shù)字濾波器設(shè)計和有限沖激響應數(shù)字濾波器設(shè)計。
教學中注意強調(diào)連續(xù)和離散時間信號與系統(tǒng)的聯(lián)系與區(qū)別，通過連續(xù)時間信號的離散化這一節(jié)的知識把連續(xù)時間信號和離散時間信號聯(lián)系起來，使學生不僅能夠在微觀上掌握每個章節(jié)的基本知識點，還需要在宏觀的高度，準確地把握連續(xù)時間信號與系統(tǒng)和離散時間信號與系統(tǒng)的聯(lián)系和區(qū)別，理解幾種變換方法各自的特點以及應用的場合，掌握各種變換之間的異同點。
比如周期的矩形脈沖信號，其時域參數(shù)包括脈沖寬度下和信號的周期T，而頻譜圖中頻域參數(shù)有譜線的間隔。以及第一個零點的位置等，如果時域參數(shù)信號周期變大，則譜線的間隔將變小，周期T-x，則間隔w--0，此時時域中的周期信號變成了非周期信號，而相應的離散譜變成了連續(xù)譜。可見信號的時域參數(shù)和頻域參數(shù)有著重要的聯(lián)系，有效地利用這種聯(lián)系，可以使得信號的分析更為全面，更為深刻。
３、教學方法
根據(jù)信號分析與處理的課程公式、圖表等很多，完全依靠板書將花費過多的時間，課堂上的教學內(nèi)容將受到很大限制，學生也會忙于記筆記而無暇跟著教師的思路來理解。另外根據(jù)課堂實踐來看，學生比較厭煩課件大部分是文字描述的形式，喜歡圖文并茂的教學內(nèi)容。因此，在課件制作和內(nèi)容編排上，充分利用多媒體的教學優(yōu)勢，對易懂的內(nèi)容可以點到為止，重點和難點的地方采用圖片、動畫的形式來幫助學生的理解和記憶，可取得很好的課堂效果，多媒體課件的制作需要依靠Word , PowerPoint , Flash和Matlab等，動畫的演示可以將有關(guān)知識點形象生動地展示在學生面前，加深學生對于相關(guān)知識點的認識和理解。
在教學過程中將現(xiàn)代化的程序語言和多樣的課件設(shè)計結(jié)合在一起，能更好的發(fā)揮現(xiàn)代化教學手段的各種優(yōu)勢，調(diào)動學生的學習積極性。同時，信號分析與處理課程理論性強，公式推導復雜，所以又不能完全摒棄傳統(tǒng)的教學方法，應該采用板書和多媒體教學相結(jié)合的方式，將重要的公式推導在黑板上一步一步的完成，加深學生的印象，從而提高學生對知識的領(lǐng)會，同時每節(jié)課的知識要點也應該板書在黑板上.讓學生對本節(jié)課的主要內(nèi)容有大致把握.課下也方便復習。
４、網(wǎng)絡(luò)教學平臺的建設(shè)
進人21世紀以來，計算機網(wǎng)絡(luò)在學生中逐年普及，學生宿舍擁有計算機的比例逐年增加，這就使得學生不僅可以通過學校的圖書館上網(wǎng)，在宿舍也可以方便的瀏覽網(wǎng)絡(luò)上的各種信息。這一現(xiàn)實對網(wǎng)絡(luò)教學平臺的建設(shè)具有重要的意義，這就意味著學生可以在第一時間看見老師在網(wǎng)絡(luò)教學平臺上面布置的作業(yè)，留下的通知等等。同時也給老師如何利用教學平臺發(fā)布資源提出了思索。
傳統(tǒng)教室環(huán)境是在集體講授模式下建立起來的，學生以集體形式接受學習，而網(wǎng)絡(luò)教學平臺是發(fā)生在協(xié)作技術(shù)與計算機相關(guān)技術(shù)交融的環(huán)境之中，在范圍上、活動的可控性上、學習資源、學習活動的記錄上有很大的突破。該學習平臺可以擔當認知工具、交流平臺、協(xié)作平臺、資源和信息積累的平臺，在信號分析與處理的教學過程中利用網(wǎng)絡(luò)教學平臺作為課堂教學的一種補充或延伸，是課堂與課外的整合，建構(gòu)的是一個無縫的學習環(huán)境。例如，在信號分析與處理課程講授初期，可以在教學平臺上發(fā)布教大綱、教材信息以及參考資料供學生瀏覽，方便學生在課程開始階段對課程有一定的了解;在課程講授過程中，可以在教學平臺上布置作業(yè)，同時可以讓學生把對講課進度、知識理解情況等問題在網(wǎng)絡(luò)教學平臺上留言，以方便教師隨時根據(jù)實際情況調(diào)整講課進度;在課程快講完的時候，可以在教學平臺上發(fā)布習題的參考答案，供學生復習參考。
５、結(jié)束語
信號分析與處理作為電類專業(yè)占有重要學科地位、具有鮮明特點的核心課程，怎樣結(jié)合現(xiàn)代化的教學手段組織教學內(nèi)容是值得探索和實踐的問題。本文圍繞課程的教學內(nèi)容、教學方法等方面進行了初步的探討，同時闡述了網(wǎng)絡(luò)教學平臺的建設(shè)在教學過程中的重要作用。
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