“数字信号处理”实验课程的教学改革与探索
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计算机教育 ・
“ 数字信号处理” 实验 课程 的教学改革 与探索
郑展恒
（ 桂林电子科技大学信息与通信学院， 广西 桂林 ５ １０ ） ４０ ４
摘 要：“ 数字信号处理” 是电子信息类专业的一门重要的专业基础课， 实验课是理论教学的重要组成部分。 本文针对数字信号处理实验 课
教学进行 初 步改进 ， 索提 高学生创新 能力和研 究能 力的方 法， 得 了 好 的教学效 果 。 探 取 较
ｓ ｅ ｉ ｌ ｙ ｅ ｐ ｒ ｍｅ ｔ ｔ ａ ｈ ｎ ｉ ａ ｉ ｐ ｒ ａ ｔ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｈ ｏ ｙ Ｔ ｓ ａ ｅ ｄ ｓ ｕ ｓ ｓ ｈ ｐ ｅ ｉ ｉ ａ ｙ ｐ ｃ ａ ｔ ， ｘ ｅ ｉ ｎ ｅ ｃ ｉ ｇ ｓ ｎ ｍ ｏ ｔ ｎ ａ ｔ ｆ ｈ ｔ ｅ ｒ ． ｈｉ ｐ ｐ ｒ ｉ ｃ ｓ ｅ ｔ ｅ ｒ ｌ ｍ ｎ ｒ ｉ ｐ ｏ ｅ ｅ ｔ ｃ ｏ ｄ ｎ ｔ ｔ ｅ ｍ ｒ ｖ ｍ ｎ ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｏ ｈ ｄｉ ｉ ａ ｓ ｇ ａ ｐ ｏ ｅ ｓ ｎ ｅ ｐ ｒ ｍ ｎ ｔ ａ ｈ ｎ ， ｅ ｐ ｏ ｅ ｈ ｍ ｔ ｏ ｔ ｉ ｐ ｏ ｅ ｇｔ ｌ ｉ ｎ ｌ ｒ ｃ ｓｉ ｇ ｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｅ ｃ ｉ ｇ ｘ ｌ ｒ ｔ ｅ ｅ ｈ ｄ ｏ ｍ ｒ ｖ ｓ ｕ ｅ ｔ ’ ｉ ｎ ｖ ｔ ｏ ｃ ｐ ｂ ｌ ｔ ｎ ｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｉ ｉ ｙ ａ ｄ ｇ ｔ ｅ ｔ ｒ ｅ ｃ ｉ ｇ ｅ ｆ ｃ ｅ ｃ ． ｔｄｎｓ ｎ ｏ ａ ｉ ｎ ａ ａ ｉ ｉ ｙ ａ ｄ ｒ ｓ ａ ｃ ｂ ｌ ｔ ， ｎ ｅ ｂ ｔ ｅ ｔ ａ ｈ ｎ ｆ ｉ ｉ ｎ ｙ
一
代码部分甚至参 考别的同学， 没有学 习 分析实践和创新 能力 的最直接 的一个环节， 也是全面培养和提 书写实验报告 的时候 ， 兴趣， 乏独 立思考精神， 缺 导致教学效果较差。 高学生综合科学素养的重要方式。
２ 之前的实验教学现状和分析
数字信号处理是一 门重要 的课 程 ， 为了紧跟先进 的教学 技
２１教学的整体规划方面有所欠缺 ．
以前的理论 教学和 实验教学分 别是 由理论课 教师 和实验
２４具体的教学效果落实问题 ．
教学过程 中一些概 念和原理 ， 尤其是一些难 点和重点， 学 （ 下转第７页） １
曰圜日圆
６ ９
计算机 教育 ・
Ｑ ／ ｍ ｅ ｄ ｄ ｔ ｐ ａ Ｕ 应用开发也采用这样的模式。 ｔＥ ｂ ｄ ｅ 和Ｑ ｏ ｉ 的Ｇ Ｉ 先在 总之 ， 嵌入 式教学系统的构建 ， 不仅使的理论和实践更加
不论是考核 的通 过率 ， 还是成绩的优 良率都优于实 研讨规 划具体的教学内容和教学 大纲。 其次 ， 理论课教师 现在 效 果来看， 这为培 养和提高学生科学创 新素养奠 也承担相应 的实验 课程 ， 具体 的实践 中能够及时了解 在双语 验 改革之前的教学效 果。 在
教学过程 中出现的不足 ， 及时采取针对性措施， 有的放矢， 确保 定基础 。
（ 上接 第６页） ９
生理解和 掌握 不足 。 另外 ， 由于教学是采用是双语教学， 而且是 对 编程过程 也有所 了解， 激发了学习的兴趣 。 另外 ， 综合性 的设 英文教材 ， 这在某种程 度上会 使英文较差 的同学对理论知识 的 计 性实验 ， 让学生独立设计方案， 综合之前的信号时频域分析、 掌握 较慢 ， 延迟他们对理论 的理解 。 理论课 的基 本概念 没有掌 滤波器 设计及优化等内容， 不给任 何参考。 要求从几个不同频率
综 合分析处理问题的能力。
３ 实验教学改进及其效果
基于实际教学过程 中出现 的问题， 对其进行了分析研 究 ， 并有针对性的进行 了如下的改进 ：
３１优化教学资源。 ． 确保教学效果
实施 改革措施之 后， 实际的课堂教学效果来看， 从 激发了
提高 了独立 思考的意识 。 实验 考核 从 首先 ， 理论 课教师 与实验 课教师加强教学 研讨交流 ， 包括 学生学习兴 趣和积极性 ，
宿主机 上调试应 用程 序， 试通过后 ， 过交叉编译移 植到 目 紧密 的完美 结合， 调 经 一方面深化 了学生 对理论知识 的理解 ， 增强 标板上 。 动手能力 ， 为毕业课题设 计打 良好 基础 ， 另一方面让学生学 以
Ｑ ／ｍ ｅ ｄｄ ｔＥ ｂ ｄ ｅ 直接 写入帧缓存 ， 在宿主机上 则是 通过ｑ ｆ 致 用， 过了解 ， ｖｂ 通 熟悉到 掌握 ， 步完善系统设置， 逐 并在此 过程 （ｉ ｔ ａ ｆ ａ ｅ ｕ ｆｒ 来模拟帧缓存 。 ｖ ｂ 窗 口用来运 中， ｖｒｕ ｌ ｒ ｍ ｂｆｅ） ｑ ｆ 是ｘ 充分的调动学生的学习理论知识 的积极性。
关键词： 数字信号处理； 实验 ； 教学； 改革
Ｔｈｅ Ｐｅ ａ ｄ ｇｏｇ ｃ ｌＲ ｅ ｏ ｍ ｓ ａ ｐｌ ａ ｉ ｎ ｈｅ Ｅｘ ｒｍ ｅ ａ ａ ｈｉ ｉ ａ ｆ ｒ ｎｄ Ｅｘ ｏｒ ｔｏｎ ｏ ｔ ｐｅ ｉ ｎｔ ｌＴｅ ｃ ｎｇ ｏｎ
Ｄ ｉ ｉａ ｉ ｇ ｔ ｌ Ｓ ｇｎａ ｏｃ ｓ ｉ ｌＰｒ ｅ ｓ ｎｇ
息类等 新技术 的不断涌现 和发展， 信号处 理技术也在 日新月异 用 。
． 地 迅猛发展 ， 并且 已逐渐在各个学科和工程应 用领域 扮演非常 ２２实践教学的指导思想陈旧 之前 的实验教学多为验 证性的实验 ， 教师 讲解相关 原理和 重要 的角色。 因此， 于数字信号处理课 程， 对 学生首先必 须掌握
实验 课程与其相关 内容同步， 但是以前 在具体的实验 环节存在 的问题有 以下几个方面：
握不足 ， 导致实验效果较 差。 主要的状况有两个 ： 一个就是对软
件应用掌握不足 。 二是读程 序和 软件编程 ， 再到通 过Ｍ Ｔ Ａ 处 ＡＬＢ 理实际问题的时候 凸显 出不足， 能力有所欠缺 ， 这会 影响学生 的学习积极性和主动性。
在结合科研和 以及学生兴趣 方面进 信 类等专业的一 门 要的基础课 。 重 信号处理的过程 首先是将常 由于繁重的实验教学工作 ， 理论课教 师由于单一的理论 遇 到 的模拟信号进行 采样 、 量化 、 数字化 ， 最后对 得到 的数 字 行实验教学改进 等方面有所滞后 。
不能及 时了解 学生 的实践情况 ，自然也就不能结合实 践 信号进行变换、 分析、 滤波及识别等处理， 使其最终得到 的结果 讲授 ， 情况有的放矢 的开展教学 ， 势必会 影响教学的效果。 整个教学 较 为直观和 易分析。 各种教育资源 没有合 理充分地利 随着各个学科基 础研究和应用的不断深 入与突破 ， 子信 过程缺乏 统一的协调和沟通 ， 电
２３实验所用的软件 （ Ａ Ｌ Ｂ 的掌握问题 ． Ｍ ＴＡ ）
从 实 际的实 践教学情 况来 看， 生从学 习软件 的具体应 学 用， 再到用软件来学习信号处理的实际问题时， 显现 出对软件掌
术， 在教材选取上 ， 采用国外电子与通信 教材的英文 改编版 。 此
书 是由ｓｎｉ Ｋ Ｍｔａ 阔永红 改编 ， ａ ｊ ． ｉｒ著， ｔ 作为学生理论课 本。
［ １ 实验技术与管理．０ ８２ １） １ ５ １７ Ｊ． ２ ０ ，５（０ ： ２— ２ ．
行和测试Ｑｏ ｉ应用程序 的系统程序。 ｖｂ ｔｐａ ｑ ｆ使用 了 共享 内存存
储 区域 （ 虚拟 的帧 缓存）来模拟帧缓存 并且在一个窗 口中模拟
一
［ 参考文献］
个应用程序来 显示帧缓存， 示的区域被周期性 的改变和更 ［ ２ １一 实验指导书》． 显 １ ４０Ｓ ］ 博创科 技配套指导手册 新。 ［］ ２ １～ 快速 开始手册》． ２ （ ４０ Ｓ 博创科 技．
时要 求学生预 习实验 内容， 确保 实验效 果， 并有针对性 的开展
实验。
［ 参考文献］
［ Ｓ ｎ ｉ ＫＭ ｔ ａ数字信号处理 （ １ ａ ｊｔ ． ｉｒ ． ］ 第三版）【 】． Ｍ 北京： 电子工业出版
其次 ， 实践课内容 中加强 了实 际信号处理 的应用性和 设计 社 ， ０ ７ ２ ０．
良好 的教 学效 果。 另外， 理论和实践相 紧密结合也能保证 理论 ４ 实验教学探索和展望 和实践教学进度 的统一， 免产生 脱节。 避 实验教 学是一个 长 期的系统 性的工程 ， 也是有 其规律性 的， 我们 尊重和掌握 其客观规 律， 根据教 学的实际情况 ， 断 不
３２重新规划实践教学计划， ． 重视设计性试验
握好 ， 实践课 的动手 效果 就会 很差 的， 会产 生一系列 的后续 问 分 量的组成 的混合信号中分别滤出各个独立频率分量的信号，
题， 最终 导致整 个教学效果不佳。 并对其进行 时频域分析，自己确定和选择 滤波方法 ， 个步骤 每 必 须确定所用滤 波器 的参数， 观察滤波 效果， 并要对其滤 波效 果 进行优化 ， 出相关 结论 。 得 综合设计实验 锻炼和 强化 了学生
２朱 江冰 ． 数字 信号处理 综合 设计性 实验教学探 索与实践 等． 性试 验的设置 。 其中一个 是对语音信号 的简单 处理 ， 在理解 实 ［］ 金秀 ，
验 原理的基础 上通过修改参数 ， 听取 实验效果 ， 观察 处理前后
的波形图， 这使得 学生从视 听觉上直观 了解信号处理 的过程 ，
部分学生在不进行实验 预习的情况下也能运行得到正确 其基本概念以及理论原理， 扎实地掌握知识点， 学习基本的信 程序 ， 这 敷衍了事 ， 没有积极主动 号处理 和分析的方 法。同时， 实验教学是学生掌握 理论知识 的 结果， 就导致学生学习过程不扎实 ， 学习， 更谈不上对 实验 原理和编 程技能 的真正理解 与掌握。 在 个重 要环 节， 其是对理 工科 的学生 ， 尤 这也是培养 学生基本
Ｋ ｙ ｏ ｄ ：ｉ ｉａ ｓｇ ａ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇＥ ｐ ｒｍ ｎ ：Ｔａ ｈ ｎ ；ｅｏ ｍ ｅ ｗ ｒ ｓ Ｄ ｇｔ ｌ ｉｎ ｌｐ ｏ ｅ ｓｎ ：ｘ ｅ ｉｅ ｔ ｅ ｃ ｉｇＲ ｆｒ
１ 引言
教 师独 立分别执 行 的。 理论 课教 师和实验 课教 师 因为各 自的
而 另外 ， 实验 课教 师 数字 信号处理课 程涉及多个学 科且应 用性较 强， 电子通 教学 任务等 工作， 对教 学交流机会减 少。 是
ＺＥ ＧＺ ａ—ｅｇ Ｈ Ｎ ｈ ｎ ｈ ｎ
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Байду номын сангаас
首先 针对 学生对 Ｍ Ｔ Ａ 软件 的掌 握不足 ， 其前续 课程 实践 ， 断探 索和改进 。 ＡＬ Ｂ 在 不 为在信息化 高度 发达的科技 社会不断 “ 信号与系统分析 ”的实验 中加入了Ｍ Ｔ Ａ 的初 步应用 ， ＡＬ Ｂ 使学 改进实验教学手段 ， 提高教学效果 。 生提前学 习该 软件 ， 为本实验 课程 的学习打下 良好 的基 础 。 同
“ 数字信号处理” 实验 课程 的教学改革 与探索
郑展恒
（ 桂林电子科技大学信息与通信学院， 广西 桂林 ５ １０ ） ４０ ４
摘 要：“ 数字信号处理” 是电子信息类专业的一门重要的专业基础课， 实验课是理论教学的重要组成部分。 本文针对数字信号处理实验 课
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２１教学的整体规划方面有所欠缺 ．
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２４具体的教学效果落实问题 ．
教学过程 中一些概 念和原理 ， 尤其是一些难 点和重点， 学 （ 下转第７页） １
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教学过程 中出现的不足 ， 及时采取针对性措施， 有的放矢， 确保 定基础 。
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生理解和 掌握 不足 。 另外 ， 由于教学是采用是双语教学， 而且是 对 编程过程 也有所 了解， 激发了学习的兴趣 。 另外 ， 综合性 的设 英文教材 ， 这在某种程 度上会 使英文较差 的同学对理论知识 的 计 性实验 ， 让学生独立设计方案， 综合之前的信号时频域分析、 掌握 较慢 ， 延迟他们对理论 的理解 。 理论课 的基 本概念 没有掌 滤波器 设计及优化等内容， 不给任 何参考。 要求从几个不同频率
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提高 了独立 思考的意识 。 实验 考核 从 首先 ， 理论 课教师 与实验 课教师加强教学 研讨交流 ， 包括 学生学习兴 趣和积极性 ，
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关键词： 数字信号处理； 实验 ； 教学； 改革
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实验 课程与其相关 内容同步， 但是以前 在具体的实验 环节存在 的问题有 以下几个方面：
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［ 参考文献］
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其次 ， 实践课内容 中加强 了实 际信号处理 的应用性和 设计 社 ， ０ ７ ２ ０．
良好 的教 学效 果。 另外， 理论和实践相 紧密结合也能保证 理论 ４ 实验教学探索和展望 和实践教学进度 的统一， 免产生 脱节。 避 实验教 学是一个 长 期的系统 性的工程 ， 也是有 其规律性 的， 我们 尊重和掌握 其客观规 律， 根据教 学的实际情况 ， 断 不
３２重新规划实践教学计划， ． 重视设计性试验
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１ 引言
教 师独 立分别执 行 的。 理论 课教 师和实验 课教 师 因为各 自的
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首先 针对 学生对 Ｍ Ｔ Ａ 软件 的掌 握不足 ， 其前续 课程 实践 ， 断探 索和改进 。 ＡＬ Ｂ 在 不 为在信息化 高度 发达的科技 社会不断 “ 信号与系统分析 ”的实验 中加入了Ｍ Ｔ Ａ 的初 步应用 ， ＡＬ Ｂ 使学 改进实验教学手段 ， 提高教学效果 。 生提前学 习该 软件 ， 为本实验 课程 的学习打下 良好 的基 础 。 同