“数字信号处理”课程教学探索
地方高校电子信息类《数字信号处理》课程教学改革探索
地方高校电子信息类《数字信号处理》课程教学改革探索发布时间:2022-09-02T02:41:03.771Z 来源:《教育学文摘》2022年5月9期作者:关旋旋[导读] 近年来,社会进步迅速,数字信号处理是计算机专业的一门专业课。
其应用领域极其广关旋旋宿州学院机械与电子工程学院安徽省宿州市 234000摘要:近年来,社会进步迅速,数字信号处理是计算机专业的一门专业课。
其应用领域极其广泛,包括现如今非常热门的移动通信5G 技术、语音及图像的处理技术,生物医学工程,雷达导航及定位系统等。
这门课程以复变函数以及信号与系统这两门课程为先修课。
文章以计算机科学与技术专业培养目标为中心,以数学知识为基础,同时强调其实际应用效果为准则,从教学方式及考核方式两个方面进行教学改革与实践。
关键词:地方高校电子信息;《数字信号处理》课程;教学改革探索引言教育的目标是培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人,立德树人是其根本任务,“思政课程”和“课程思政”是立德树人的两条基本的途径。
对于电子信息类专业,大量的专业基础课、专业课,由于其科学性、快速发展性、以及高技术性,与国家的发展战略、国家及区域的经济社会发展紧密相关。
课程内容的逻辑性、学习方法的科学性、学习态度及工作要求的严谨性、思维方式的系统性和辩证性,使得这些课程在教学过程中蕴含着大量的思政元素。
将思政元素充分挖掘出来,有效地融入专业教学之中,可以起到润物细无声的育人效果,根除机械说教带来的负面作用。
实现全体教师、全课程、全课堂、全方位育人,完美体现育人为本、以德为先的课程思政理念,促进学生的全面发展。
1课程定位与存在的问题分析数字信号处理是电子信息工程、通信工程、信息工程等电子信息类本科生的一门专业必修课程,它是信号与线性系统课程的后续课程,为后续的图像信号处理、多媒体信息处理等课程打基础,一般在大学三年级第一学期开设。
它是理论分析与实践操作相结合的重要专业课程,以离散时间信号与系统作为对象,对离散时间信号进行各种分析与处理,包括频谱分析和滤波处理。
数字信号处理课程中侧重应用的教学实践与探索
数字信号处理课程中侧重应用的教学实践与探索作者:黄琳程小辉董明刚杨铁军来源:《电子世界》2012年第24期【摘要】数字信号处理是电子信息类专业的重要的专业基础课,是学习数字图像处理、DSP技术等后续课程的基础。
随着现代社会数字化应用越来越多,数字信号处理这门课程显得尤为重要。
该课程有繁杂的数学推导与计算,学生在学习过程通常会感觉吃力,从而丧失兴趣。
为提高教学效果、激发学生学习兴趣,本文在侧重应用的教学思路上进行了探索与实践。
【关键词】数字信号处理;学习兴趣;教学思路;探索与实践1.引言随着信息科学技术的发展数字信号处理的地位和作用变得越来越重要。
现代社会信息化是以数字化为基础,而数字化的核心技术就是数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)。
数字信号处理是理论性和工程性都很强的学科,其理论性体现在,它综合应用数学、电路理论、信号与系统等领域的基础理论和方法,发展并形成了自己的理论体系,成为通信、雷达、声纳、电声、电视、测试、控制、生物医学工程等众多学科和领域的重要理论基础与技术基础[1][2]。
其工程性体现在,其应用极为广泛,从科学技术各领域,到国民经济建设的各行业;从国防建设的各种武器装备,到林林总总的消费类电子产品的设计与生产,都是数字信号处理技术的应用领域。
因此,社会对既掌握DSP理论和方法,又掌握DSP工程技术的人才的需求,近年来爆发式地增长。
数字信号处理是电子信息类专业学生必修的重要的必修专业课,它是一门理论性、应用性、实践性较强的专业课,内容涉猎面广、跨度大、知识点多[3]。
该课程涉及很多数学推导与计算。
例如:卷积和的计算、相关的计算、离散时间信号的傅里叶变换、Z变换、Z变换性质推导以及Z反变换,DFT的计算及其性质、FFT算法、IIR和FIR数字滤波器的设计等。
中国人喜欢追本溯源,注重公式性质定理如何而来,注重它的严谨与正确性,但假如对每个公式性质定理都一一证明,这会花费很多时间与精力,但繁杂的数学推导和计算使学生学习起来感觉困难,难以理解和接受,从而降低对这门课程的学习的兴趣,兴趣降低之后花在预习和复习的时间就少了,就会认为这门课更难学,引起恶性循环。
《数字信号处理》教学说课
与
提交实 验报告
六. 教学考核模式
总成绩=平时成绩20%+实验操作考试30%
+闭卷考试50%。
平时成绩包括学生出勤、实验态度、实验报告、操 作训练熟练程度等;实验操作考试以每次实验操作的 完成情况进行评定。
变换域的知识 与数字滤波器 的知识
时域离散信号 的几种变换、 两种数字滤波 器的网络结构
傅里叶变换和Z 变换、数字滤 波器的设计
三. 教学内容及教材
教材选用
四. 教学方法与手段
教学方法
讲解教学法 互动式教学法
教学方法 教学方法
实验教学法
演示教学法
四. 教学方法与手段
教学手段
第二节 离散信号的傅里叶变换及其性质
传 现 统 代 多 板 信 媒 书 息 体 教 技 教 学 术 学 手 段
一.定义 二.存在的充要条件 练习题
三.性质 性质的证明 四.课下思考的习题
五. 教学过程设计
实验课 验证
提交实 验报告
课前 准备 课堂习 题讨论
课堂 反馈
知识点 讲授
课堂例 题讲解
五. 教学过程设计
课前 准备
教师
1.根据教学计划, 提前预习。 2.列出本章节的基 本内容 3.指出本章节的重 点难点。
学生
1.提前预习。 2.对预习中不懂得 问题作出标记,课 堂之上认真听讲。
目的
1.加深教师对本次 课程的熟悉程度。 2.增强学生的自主 能力。 3.增强学生对知识 点的掌握。
五. 教学过程设计
知识点 讲授 讲 解 基 本 概 念 推 导 公 式 的 演 化 给 出 性 质 的 证 明
五.教学过程设计
《 数字信号处理 》
“数字信号处理”课程教学改革探索与实践
年之 际在于春 , 天之 际在 于晨 ” 一 。好 的 开
始往往 都会有 事半功倍 的效 果 , 因此上好 第一 堂课 ,
作为数字信号处理 的前 导课程, 信号与系统 已 经对离散信号的基本概念、 性质进行 了初步讲解 , 因 此 , 排授课 计 划时 , 定要 避免设 置过 多 的课 时讲 安 一
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长春工程学院学报 ( 社会科学版 )2 1 年 第 1 01 2卷 第 3期
JC aghnIs T c . Sc SiE i)2 1 , o.2 N . . h ncu t eh (o .e. d. ,0 1 V 11 , o3 n.
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设计一次精彩的绪论讲解就显得尤为重要。 对于初学者来说 , 数字信号处理这门课就其本 身而言, 繁琐的公式推导、 口的专业术语会让很多 拗 学 生的学 习热情骤 减 , 至产生 畏难情 绪 , 甚 此时 一堂 解这一部分内容 , 把握重点以离散信号 的分析和处 理为 核心 内容展 开教 学 。例如数 字信号 处理第 一章 精彩 的绪论课 会恰 如冬 日暖 阳一般 。那么 如何 才能 一定要 中, 系统 的 四大特 性— —线 性 性 质 、 不 变性 、 时 因果 讲好绪论课呢?我觉得应该在思想上重视 , 性和稳定性在信号与系统的课程中已经做了详细的 摒弃绪论课 没什么可讲 , 只需简单介绍 的旧观念。
讲解 , 在这里应 以回顾为主 , 过多地讲解会让学生产 同时增加具体实例并加 以动画演示 , 如选取不同的 生厌烦情绪 , 失去学习兴趣。所 以合理分配学时 , 重 采样率对同一段语音信号进行处理 , 获得不同的声
点把 握 “ 离散 ” 个 概 念 , 出重 点 , 好课 程 之 间 这 突 做
"数字信号处理"课程建设的探索与实践
内蒙 古工业大学 ( 以下简称 “ 本 校”) 的“ 数字信号处理 ” 是为电子信息工程和通信 工程专业本科生开设 的学科基础课 。 对这两个专业而言,“ 数字 信号处理 ” 是承前启后的重要课 程。 近年来 随着信息技术 的飞速 发展, 数字信号处理 的应用 日 益 广 泛, 对该 课程教学 的要求也 不断提高 。 课 程组不 断吸取国内外 高校 的先 进经验 , 结合本 校的实际情况在课程 体系与教学 内容 改革 、 完善教学 资源 、 双语 教学 等方面进行了探索和实践 , 取得 了明显的效果。
同时课程组编写并多次修订了与课程教学同步的学习和实的教学内容和课程体系进行优化和改革在信号与系统中重验指导书内容包括各章重点难点及典型例题解析自测练习点分析信号与线性时不变系统的基本概念和理论而在数字题matlab实验指导专业术语英汉对照课程学习中常见问信号处理中则突出离散时间信号的处理方法和系统结构从题的解答及如何撰写电子版作业等内容辅助学生课下自主学而在保持各自教学的完整性基础上更好地衔接了两门课程习解答学生在教学过程中遇到的疑问
的数字信号处理 应用 能力。基于D S P 器件 的数 字信号处 理硬件 实现方法 , 学生则在后续开设 的课 程 “ D S P 技术”中学习。 “ 数字 信号处理” 与其先修课 “ 信号与系统 ” 作为电子、 通 信专业在信号系统 与控制知识领域 的核心课程 , 其 核心知识 点 存在 部分重 叠 的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ象 , 如离散 时 间信 号与系统 的分 析、 z 变换 等。f 2 在 这两门课程 的分离教学 中, 极 易出现重 叠教学 内容 占用
“数字信号处理”课程综合性实验教学探索
“数字信号处理”课程综合性实验教学探索发布时间:2021-03-30T05:51:55.569Z 来源:《科技新时代》2021年1期作者:张湃[导读] 数字信号处理课程为通信及电子信息专业学生解决复杂工程问题提供理论基础,在理论课程结束后,开展综合性实验教学能够促进学生对知识的理解,提高其解决问题能力。
(唐山学院智能与信息工程学院,河北唐山063000 )摘要:数字信号处理课程为通信及电子信息专业学生解决复杂工程问题提供理论基础,在理论课程结束后,开展综合性实验教学能够促进学生对知识的理解,提高其解决问题能力。
本文设计了“数字信号处理”课程综合性实验教学——“语音信号处理与滤波分析”。
该综合性实验通过对语音信号的处理与滤波,将快速傅里叶变换、常用滤波器的设计等理论问题引入到实验中,能够帮助学生通过将理论知识转化为实践,锻炼和培养了学生的工程意识,以及解决综合性工程问题的能力。
关键字:数字信号处理;综合性实验;滤波器前沿:数字信号处理课程是通信及电子信息专业一门重要的专业基础课程。
该课程可为后续课程DSP处理、通信原理、多媒体数字技术等课程打下良好的基础「1-2」。
由于该课程思维新颖,理论难度较大,不少学生在学习中遇到瓶颈,因此该门课程期末考核通过率较低。
为进一步帮助学生加深对“数字信号处理”课程理论知识的掌握,提高其解决实际问题的能力,提出了“数字信号处理”课程综合性实验教学——“语音信号处理与滤波分析”。
采用FIR窗函数法设计滤波器,并对语音信号进行处理,得出不同滤波器下信号对应的频率响应;并对滤波前后的信号进行对比,分析信号的变化;回放语音信号。
综合运用本课程的理论知识进行频谱分析以及滤波器设计,通过理论推导得出相应结论,并利用MATLAB作为工具进行实现「3」。
一、设计要求:(1)语音信号的采集熟悉并掌握MATLAB中有关声音(wave)录制、播放、存储、和读取的函数,在MATLAB环境中,使用声音相关函数录制6-8秒音乐的声音。
《数字信号处理》课程教学改革探讨
《数字信号处理》课程教学改革探讨摘要:《数字信号处理》作为电子信息类专业的重要基础课,普遍被学生认为是难点课程。
本文在理论教学与实践教学两个方面对《数字信号处理》课程进行了教学改革的探讨。
实践证明,通过改革可以提高学生的学习兴趣,增强课程的教学效果。
关键词:数字信号处理教学改革知识网络数字信号处理(Digital Signal Processing,简称DSP)是一门涉及许多学科而又应用领域非常广泛的新兴学科。
随着计算机技术和数字信号处理器件的飞速发展,数字信号处理的理论和方法得到了广泛的应用,如在音频处理、图像处理、雷达声纳信号处理等领域都有大量的使用。
因此,越来越多的高等院校开设《数字信号处理》课程作为通信与电子信息类专业学生的一门重要专业基础课。
然而,由于这门课理论性强,公式推导复杂,学生常常觉得枯燥难学,直接影响了他们的学习兴趣,从而很大程度上降低了课程的教学效果。
因此,为提高学生的学习积极性,改善该课程的教学效果,我们对本课程从理论教学与实践教学两个方面进行了有针对性的改革探讨。
1 理论教学改革1.1 淡化数学推导,注重概念物理含义的阐述《数字信号处理》这门课涉及到的公式繁多,概念抽象。
由于大量结论由数学推导方式得到,学生往往过于注重结论的数学推导过程,而没有理解各种数学公式所包含的物理含义。
针对这种情况,在概念与公式的讲授中,要避免通篇繁琐的数学推导,需要特别强调基本概念、基本原理等方面的物理含义阐述和定性分析。
1.2 采用多媒体与板书相结合的教学方法由于《数字信号处理》这门课理论性强、概念抽象,对于学生来讲比较枯燥难学。
因此,考虑利用现代多媒体的教学手段,将抽象的概念通过动画、声音、图像等方式展现出来,使学生能够很容易理解概念的内涵。
另外,采用多媒体的教学方式,还需要与板书这种教学形式相结合。
《数字信号处理》这门课数学公式推导较多,如果省去板书推导,直接给出结论,学生接受起来将会很困难。
“数字信号处理”课程思政教学的融入点探索
“数字信号处理”课程思政教学的融入点探索徐艳,朱孔伟(临沂大学信息科学与工程学院,山东临沂276000)[摘要]“数字信号处理”是国内外信息类专业的基础课,理论性和技术性都比较强,授课教师大多数都以讲授专业知识为主,少有人文关怀的内容。
因此,需要将与课程有关的思政元素融入课堂教学中去,潜移默化地对学生进行思想政治教育,完成“立德树人”的根本任务。
通过对课程思政在教学中的必要性、如何根据“数字信号处理”的课程性质实施课程思政、思政教育在“数字信号处理”教学中的融入点三个方面的探讨,真正达到“润物细无声”的教学效果。
[关键词]立德树人;课程思政;工科专业;数字信号处理[基金项目]2020年度临沂大学博士科研启动基金(HYDX2020BS003)[作者简介]徐艳(1978—),女,山东临沂人,硕士,临沂大学信息科学与工程学院讲师(通信作者),主要从事模式识别、医学图像配准等研究;朱孔伟(1974—),男,山东临沂人,博士,临沂大学信息科学与工程学院讲师,主要从事自动化控制等研究。
[中图分类号]G641[文献标识码]A[文章编号]1674-9324(2021)07-0117-04[收稿日期]2020-12-07在思想政治教育中课堂教学是非常重要的环节。
因此,需要挖掘各学科所蕴含的思政资源,将其运用到日常的课堂教学中去,保证学生在各个成长阶段都有思政学习,都不缺席思政教育,形成一个“传授知识、培养能力、塑造价值”三维的教学和育人体系,全体教师都承担起立德树人的职责。
作为一名专业课教师,需要深刻思考如何在日常的课堂教学中融入思政元素,潜移默化地对学生进行思想政治教育,让学生明确自己前进的目标,为祖国贡献自己的一份力量[1,2]。
理工科课程大都是展示客观的自然科学知识、揭示事物的客观规律,几乎与思想政治不沾边[3]。
因此,在教学过程中就面临着如何找到融入点,自然而然地将思政元素融入自然学科的教学过程中去,以达到两者有机融合的问题。
“数字信号处理”双语课程教学探索
“数字信号处理”双语课程教学探索作者:杨定礼皇甫立群来源:《中国电力教育》2012年第32期摘要:根据教育部的要求,许多本科院校“数字信号处理”课程开设了双语教学。
根据双语教学的重要意义,结合近几年在双语教学中遇到的问题,提出一些双语教学的改革方法。
教学实践表明,该教学改革方法取得了明显的效果。
关键词:数字信号处理;双语教学;教学改革作者简介:杨定礼(1973-),男,江苏淮安人,淮阴工学院电子与电气工程学院,讲师;皇甫立群(1975-),女,江苏淮安人,淮阴工学院电子与电气工程学院,讲师。
(江苏淮安223003)中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)32-0053-02随着计算机信息技术的发展,数字信号处理的理论、方法和应用在过去几十年内得到了飞速的发展,特别是在无线电通信、数字电视、生物医学和数字音视频等技术领域得到广泛应用。
如需要获取最新的有关数字信号处理的资料必须要查阅大量的国外文献资料。
同时,2001年教育部《关于加强高等学校本科教学工作、提高教学质量的若干意见》中明确提出“本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学,力争三年内外语教学课程达到所开课程的5%~10%”。
[1]2004年,教育部颁布《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》规定,本科教学要达标,必须实施双语教学,适宜专业的“双语授课课程比例要大于等于10%”。
[2]因此,作为电子信息类专业的一门理论与实践应用相结合的重要课程——“数字信号处理”,采用双语授课越来越受到重视。
同时,双语教学是高等教育面向世界、面向未来的必然趋势,是国际化的必然要求。
由于种种原因,各个学校之间是有差异的。
如何寻求一种适合本校及同类学校的双语教学方法是本文的宗旨。
本文在多年“数字信号处理”教学实践与研究的基础上,根据本校学生专业知识及英语能力的实际情况,对“数字信号处理”双语课程提出了一些改革方法,并将这些方法应用于本课程的教学实践,取得了较好的教学效果。
【教学创新大赛】《数字信号处理》教学创新成果报告精选全文
精选全文完整版(可编辑修改)摘要:数字信号处理是电子信息类专业的主干课程之一,是一门理论与实践相结合,实践性较强的专业课程。
参赛团队以“新工科”建设为指导,以学生为中心,以高阶能力培养为目标,针对本课程工程性强的特点。
对该课程的教学方法进行探索和实践。
以OBE理念贯穿全教学过程,构建以能力为导向的“知·能·用”教学内容:以“立德树人”为出发点,实现思想政治理论与课程的有机结合,构建以“明-思·辨”为脉络的思政内容:构建以能力为导向的双层评价体系,实现以评促学。
该教学改革较好地实现了以学生为中心培养创新型人才的教学目标。
一、课程教学背景《数字信号处理》作为电子信息工程专业的必修课程,在电子信息领域的重要作用也被越来越多的其他研究领域所认同。
然而,该课程理论性很强,概念抽象,公式繁多,推导复杂,涉及工程数学、高等数学等多门基础数学课程和信息类课程的相关知识。
要想在短期内学好该门课程,难度可想可知。
从我院目前开设的状况来看,学生普遍存在学习困难、考试成绩不理想、实际应用能力弱的问题,显然,这样的尴尬处境与“新工科”的教学要求有着巨大差距,这就需要作为教师的我们要尽快找出教学中的短板,从授课形式、教学方法、实践环节、考核方式等方面重新进行设计,切实做到“以学生为中心”,以培养学习兴趣为主要出发点,逐步消除差距,提升教学的质量,真正做到产学研应用的紧密结合。
二、课程改革内容针对《数字信号处理》课程在实际教学中出现的问题,本次课改更加贴近实际,更好地适应“新工科”教学要求,主要从教学大纲、课程教学模式设计、课程思政以及课程考核体系设计几个方面着手,并通过实践,取得了较好的教学效果。
2.1基于OBE的教学大纲改革教学大纲是课程教学的纲领性文件,传统教学大纲过于强调知识的规范性,规定教学方式以教师讲授为主,学生被动接受教师“灌输”的知识。
整个授课过程没有关注学生的学习成果,导致缺乏持续性改进的措施。
基于工程教育专业认证的数字信号处理课程教学改革探索
基于工程教育专业认证的数字信号处理课程教学改革探索蒋 沅, 严玉为, 黄巧银, 代冀阳, 欧巧凤(南昌航空大学 信息工程学院,南昌 330063)[摘 要]工程教育专业认证的主要思想是“以学生为中心,以学生学习产出为导向”的教育培养模式。
为了更好的提高教学效果,更好的培养学生的实践创新能力,本文以南昌航空大学信息工程学院开设的“数字信号处理”课程为例,对数字信号处理课程提出了确定培养目标、修订教学大纲、优化课程体系、调整教学内容、改进教学方法、完善考核方法、加强持续改进等一系列具体改进措施,通过对2017级自动化专业本科生实施教学改革发现,该课程教学改革充分调动了学生的学习主动性与积极性,并提高了学生解决实际工程问题的能力。
[关键词]工程认证; 课程目标; 达成度; 考核方法; 数字信号处理[中图分类号] U458 [文献标志码] A doi :10.3969/j.issn.2096-8566.2020.04.019[文章编号]2096-8566(2020)04-0112-06Exploration on Teaching Reform of Digital Signal Processing CourseBased on Engineering Education Professional CertificationJIANG Yuan , YAN Yu-wei , HUANG Qiao-yin , DAI Ji-yang , OU Qiao-feng(School of Information Engineering, Nanchang Hangkong University, Nanchang 330063, China )Abstract : The main concept of engineering education professional certification is a result-oriented education mode centered on all students. In order to improve the teaching effect and cultivate students’ practical and innovative ability. This paper takes the course of “Digital Signal Processing” from the School of information engineering of Nanchang Hangkong University as an example, and proposes measures to clarify the objectives of the course, revise the syllabus,integrate teaching content, enhance teaching methods,consummate the assessment, and strengthen continuous improvement. Through the implementation of the teaching reform for 2017grade automation undergraduates, it is found that the teaching reform has fully mobilized the students' learning initiative and enthusiasm, and improved their ability to solve practical engineering problemsKey words: engineering certification ; course targets ; achievement degree ; assessment method ;引 言近几年来,中国的高等教育取得了长足的进步,为经济发展做出了巨大贡献。
《数字信号处理》课程教学大纲
数字信号处理Digital signal processing物联网工程复变函数、线性代数、信号与系统2484816《数字信号处理》是物联网工程专业基础必修课。
主要研究如何分析和处理离散时间信号的基本理论和方法,主要培养学生在面对复杂工程问题时的分析、综合与优化能力,是一门既有系统理论又有较强实践性的专业基础课。
课程的目的在于使学生能正确理解和掌握本课程所涉及的信号处理的基本概念、基本理论和基本分析方法,来解决物联网系统中的信号分析问题。
培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。
助力学生树立正确的价值观,培养思辨能力、工程思维和科学精神。
培养学生精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。
它既是学习相关专业课程设计及毕业设计必不可少的基础,同时也是毕业后做技术工作的基础。
运用时间离散系统的基本原理、离散时间傅里叶变换、 Z 变换、离散傅里叶变换(DFT)、快速傅里叶变换(FFT)、时域采样定理和频域采样定理等工程基础知识,分析物联网领域的复杂工程问题。
培养探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。
助力学生树立正确的价值观,培养思辨能力、工程思维和科学精神。
说明利用DFT 对摹拟信号进行谱分析的过程和误差分析、区分各类网络的结构特点;借助文献研究运用窗函数法设计具有线性相位的FIR 数字滤波器,分析物联网领域复杂工程问题解决过程中的影响因素,从而获得有效结论的能力。
培养学生精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。
第一章 时域离散信号与系统(1)时域离散信号表示; (2)时域离散系统;(3)时域离散系统的输入输出描述法; * (4)摹拟信号数字处理方法;:数字信号处理中的基本运算方法,时域离散系统的线性、时不变性及系统的因果性和稳定性。
时域采样定理。
培养探索未知、 追求真理、 勇攀科学高峰的责任感和使命感。
:时域离散系统的线性、时不变性及系统的因果性和稳定性、时域采样定理。
新工科背景下研究生“现代信息与信号处理”课程教学改革与探索
新工科背景下研究生“现代信息与信号处理”课程教学改革与探索摘要:本文面向“新工科”建设的内涵和发展要求,针对电子信息类研究生学科基础课“现代信息与信号处理”的教学改革展开初步探索。
首先,从课程自身特点、内容学时安排、考核组织形式等方面分析了该课程在以往教学过程中存在的主要问题。
进而,提出了梳理课程体系、优化教学内容、增设实验环节、丰富教学方式以及强化过程性考核等多个维度的教学改革的具体措施与路径,由此不断强化该门课程在电子信息类研究生培养过程中的基础性作用。
关键词:新工科;研究生;现代信息与信号处理;教学改革1 概述为主动应对新一轮科技革命和产业变革,加快培养新兴领域工程科技人才,改造升级传统工科专业,主动布局未来战略必争领域人才培养,自2017年以来,教育部积极推进新工科建设,指出工科优势高校要对工程科技创新和产业创新发挥主体作用,并先后形成了“复旦共识”“天大行动”“北京指南”等指导性文件,提出了面向工程教育的“新理念”“新结构”“新模式”“新质量”和“新体系”五大建设内涵。
与此同时,我国为推动创新驱动发展,实施“一带一路”“中国制造2025”“互联网+”等一系列重大战略,对工程技术人才培养提出了新的更高要求,要求面向产业、面向世界、面向未来建设“新工科”。
根据新工科建设的发展要求,高校人才培养的内涵发生重要变化,加快高等院校的工科专业课程教学改革和实践势在必行。
以功率谱估计、维纳滤波器、卡尔曼滤波器、自适应滤波器及应用等经典信号处理方法为代表的现代信息与信号处理技术是信息技术领域中发展最迅速的学科专业基础课之一,广泛应用于通信信号处理、雷达信号处理、语音信号处理等领域,涉及信息与通信工程、计算机科学技术、控制科学与工程等多个学科门类,该技术具有理论深、实践强和应用广的特点。
与之对应的“现代信息与信号处理”课程内容丰富,相关理论在信息技術前沿领域有着极为重要的作用,因此,诸多高校将该门课程作为电子信息类专业研究生的核心专业基础课。
基于案例的《数字信号处理》实验教学方法
基于案例的《数字信号处理》实验教学方法摘要:本文针对《数字信号处理》实验教学传统方法存在的问题,提出了基于案例的实验教学方法。
通过案例设计、案例演示、案例分析和案例模仿创新,提高学生综合应用理论知识解决实际问题的能力。
通过在教学实践中具体实施,案例教学方法取得了好的教学效果。
关键词:数字信号处理实验教学方法案例数字信号处理技术在最近几十年得到了飞速发展,并广泛应用于通信、语音、图像、视频、航空航天、遥测遥感、生物医学、自动控制、振动工程、通信雷达、水文科学模式识别、人工智等领域[1-6]。
《数字信号处理》课程一方面高度数学抽象,涉及的数学知识多,另一方面实践性强,实际应用中需要掌握一定的编程能力,甚至软硬件设计调试能力,使得理论和实践结合难度大,如何提高学生的知识应用能力和工程实践创新能力,是《数字信号处理》课程教学的难点。
目前《数字信号处理》课程的教学研究日益深入,包括学位差异化教学[1],电子题库的设计[2],网络课程的建设[3]和工程实例引入[4]等方面。
目前《数字信号处理》课程的实验教学存在以下问题:(1)理论教学和实验教学分离。
由于学时等因素限制,主讲教师不涉及实验,实验教师不进行理论依据分析。
(2)实验和实践分离。
实验多使用正弦信号等简单信号,对实际工程信号不能应变。
(3)学生软件编程能力和硬件调试经验不足。
(4)该课程一般在大三下学期开课,学生面临考研或就业压力,时间精力投入不充分。
1.实验教学改革指导思想我通过分析《数字信号处理》实验教学的存在问题及原因,并结合教学大纲要求、实验学时安排和学生知识结构,提出了实验教学改革的指导思想。
(1)教学过程体现理论联系实际。
教学过程理论联系实际,学生可以更好地学会理论联系实际。
通过案例演示、案例分析、案例模仿创新把理论教学、实验教学、工程案例教学结合起来,通过课堂演示实验,可以辅助理论教学,使学生加深理解,直观感受实验效果。
(2)以工程案例提炼的实验锻炼未来工程师。
数字信号处理教案
数字信号处理教案一、教学内容概述数字信号处理是一门研究信号的获取、变换和分析的学科,它涉及到对数字信号进行处理、传输、存储等方面的技术。
本教学内容主要介绍数字信号处理的基本概念、原理和常用算法,帮助学生全面理解和掌握数字信号处理的相关知识。
二、教学目标1. 理解数字信号处理的基本概念和原理;2. 掌握数字信号的采样和量化技术;3. 熟悉离散时间信号和系统的特性和性质;4. 能够设计和实现基本的数字滤波器;5. 掌握常用的信号处理算法和方法;6. 能够应用数字信号处理技术解决实际问题。
三、教学内容详述1. 数字信号处理基础知识1.1 数字信号与模拟信号的区别1.2 采样定理和采样频率选择1.3 数字信号的量化和编码1.4 数字信号处理系统的基本框架2. 离散时间信号与系统2.1 离散时间信号的定义和表示2.2 离散时间系统的响应和性质2.3 离散时间卷积和相关运算2.4 离散时间系统的稳定性与因果性3. 数字滤波器设计3.1 FIR滤波器的设计原理和方法3.2 IIR滤波器的设计原理和方法3.3 巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器的设计3.4 最小均方误差设计和自适应滤波器4. 常用信号处理算法与方法4.1 快速傅里叶变换及其应用4.2 离散余弦变换及其应用4.3 数字滤波器的设计和实现4.4 谱估计和频谱分析方法5. 数字信号处理应用实例5.1 语音信号处理与识别5.2 视频信号处理与压缩5.3 生物医学信号处理5.4 通信信号处理和调制技术四、教学方法1. 前导知识激发:通过提问、引发思考等方式调动学生的学习兴趣,激发他们的前导知识。
2. 理论授课与案例分析:讲解数字信号处理的基本概念、原理和常用算法,并通过一些实际案例进行解析和分析。
3. 实验与实践操作:安排一定数量的小组实验和实践操作,让学生亲自动手实践和体验数字信号处理的过程和效果。
4. 讨论与交流:安排学生进行小组讨论和交流,共同解决一些数字信号处理的问题和难题。
《数字信号处理》课程教学改革和实践
书; 举例时 , 当引入使用 M T A 适 A L B处理信号的实例 , 发挥 M T A A L B图 形化结果直观 、 形象的优点。 () 3 知识传授与能力培养并 重 , 课堂讲授 、 教学研讨 、 后作业 、 课 课 外答 疑和实验研究相结合 , 提高教学的科学性 、 先进性和趣味性。 如, 例 对于时域离散信号和系统部分 采用 教师引导 , 生 自主讨论 , 学 最后教师 总结 的方式进行教学 ; 在时域 、 频域抽样 , R和 FR滤波器设计等 内容 I I I
科技信息
高校 理科 研 究
《 数字信号处理》 课程教学改晕和实践
江 苏科技 大学电子信 息 学院 凌 霖 林 明 黄 炜嘉
[ 摘 要 ]数字信号处理 ” 电子信息类专业本科 生的重耍 专业基础课 , ‘ ‘ 是 课程理论性 强、 学。 难 本文介绍 了通过对课程进行教 学内容、 教学手段和 方法的改革, 在教 学实践过程中, 有效地激发学生学习主动性和积极性, 高了课程教学效果。 提 [ 关键 词 ] 学改 革 教 学 实践 数 字信 号处 理 教
的教学 中, 注意 突出比较 教学 ; D T、T、T T以及 F1 的联系及物 对 F Z DF Fr 理意义上引导学生进行思考 和总结 。实验教学过程 中注意引导学生的 自主 设 计 和分 析 。
0 引言 .
近年来 , 数字信号处理在无线通信 、 数字电视和媒体 、 物医学和 生 数字音频等技术领域产生着 日益重要 的影响 。数字信号处理 目前 已成 为大多数 电子信息类 相关专业的核心课 程, 对后续课程影响很大 。 在此 背景下 ,数字信号处理课程教学的建设与改革应该引起从 事该门课 程 教学的教育工作者的广泛关注和积极参与i l 。 本课程是在学生学 完了《 号与系统》 信 的课程后 , 进一 步为学 习专 业知识打基础的课程 。 课程涉及较多的数学知识 , 客观上造成 了不少学 生对此课 程有畏学 、 厌学的现象 。因此 , 在教学过程 中教师既应强调基 础理论知识又应强凋应用 背景 ,尽量将学生的学 习注意力引 向概念意 义的理解和技术的应用 , 以提高学生的学 习积极性。