数字教学方法精选(九篇)随着电子技术及计算机技术的飞速发展，数字信号处理的新理论和新技术层出不穷，目前它已成为应用最快、成效最显著的学科之一。《数字信号处理》已经成为我校通信工程专业的一门专业基础课，它是多门课程相互连接的桥梁和纽带，实现了从理论到实践的相互过渡，对于培养学生理论分析和综合应用能力有非常重要的作用。但是该课程理论性比较强，概念抽象，［1］对数学基础要求也比较高，容易使学生感到乏味，学生对该课程普遍有畏难情绪。因此笔者结合江苏大学通信学院的教学特点，对数字信号处理教学方法作了深层的探讨，在传统教学手段的基础上，开发了多媒体教学辅助系统，充分发挥了现代教学手段的优势；并将Matlab软件用于教学，将抽象的概念感性化，以形象生动的手段来展示理论内涵；采用实验和教学相结合的形象教学，培养学生的学习兴趣，充分调动学生的学习积极性。

　　目前“数字信号处理”的教材很多，笔者选用了东南大学吴镇扬教授编写的《数字信号处理》第二版。［2］该书对信号处理的基础理论和基本算法进行了充分的论述与讨论，条理清楚，深入浅出，有利于学生更牢固地掌握，是一本很实用的教材。该书还很好地处理了和“信号与线性系统”的关系，在保持课程完整性的同时压缩重复内容。在内容取舍上，结合数字信号处理技术的发展做了精心的安排。

　　“数字信号处理”课程理论性较强，对数学基础要求较高，学生普遍反映抽象、难学。［3］针对这种情况，为在60学时（含实验10学时）内有效完成数字信号处理的知识点的讲授，笔者对内容做了合理安排，讲授沿两条主线进行，精简部分内容，如表1所示。

　　一条是信号与系统的时、频域分析，包括离散系统的时域分析、z域分析、傅氏变换，FFT及利用FFT进行频谱分析；另一条是数字滤波器的设计与实现，包括IIR数字滤波器的设计、FIR数字滤波器的设计，以及这两类数字滤波器的实现结构和各种滤波器结构的误差分析。对教材中关于DSP应用方面，如芯片介绍这一节的内容，将并入到另一门课“DSP芯片原理及应用”这门课中讲授。

　　“数字信号处理”是一门数学理论较强的课程，其特点是公式多，概念比较抽象，比较枯燥，难度大。要获得较好的教学效果，我们需要采取一些技巧和方法。

　　基于本课程的特点，在教学过程中教师可以采用板书和多媒体教学相结合的讲课方式，以板书为主，多媒体为辅。板书主要是针对一些课程中的基本原理和方法推导证明，这样可以使讲课方式更灵活、师生互动性更强，使学生跟随教师的思路来领会学习的要点和难点，学起来比较容易。而对于一些需要形象理解、图形举例演示的部分，教师可以采用多媒体教学方法，利用图像、视频等多种形式进行互动教学。［4］比如介绍采样定理的时候，在推导采样定理的同时，采用动画的方式，演示一个模拟信号经过采样前后，时域和频域的变换关系，使学生更深刻地理解采样定理，实现对该知识点的融会贯通。

　　（1）选择容易看清的字体和字号。PowerPoint默认的中文字体为宋体、英文字体为Times New Roman，为保证坐在教室最后一排(尤其角落处)的学生看清演示，中文选用加粗黑体，英文选用加粗Arial，字号在18 points和28 points之间。

　　（2）选用深蓝色背景，字体颜色采用对比度较高的颜色。为了便于学生使用，将演示文稿制作成适于打印的.pdf文件。

　　（3）由于学生同时听讲和看幻灯片，注意力容易分散，会感觉跟不上讲课思路或对于幻灯片内容印象不深。为解决这个问题，既可以利用动画效果逐步展示内容，又可以制作内容精练、布局合理、便于识记的幻灯片。

　　Matlab是DSP教学中的标准仿真软件，它能轻松完成系统分析、信号处理中的大量计算和绘图工作，并可生成教学所需的多媒体素材。［5］例：已知一连续正弦信号的频率为150Hz，取时间长度为0.1s，采样频率分别取为500Hz，1000Hz，5000Hz，20000Hz，仿线课堂讨论与练习

　　课堂目前是本科生进行理论学习的主要场所，课堂教学方法的改革应放在重要位置。笔者采取“启发式教学和研究型学习”的教学方法，从研究问题入手，将数字信号处理的一些重要理论构建过程展现出来，同时提出新的问题，以便让学生进行思考和研究。比如介绍滤波器理论时，笔者首先提出在通信系统构建的主要模块，在系统最前端，其次为了选择有效信号，引入滤波的概念，提出滤波器理论。

　　在课程的理论教学中，笔者针对教学难点和重点提出问题，定期和不定期地在课堂中进行讨论，请学生事先准备好，上讲台发表见解。

　　《数字信号处理》是一门非常重要的课程，因此在适应素质教育对电子信息专业人才培养的要求下，笔者结合我校实际情况对该课程进行优化改革。实践证明，随着通信技术、电子技术和计算机技术的飞速发展，实现对《数字信号处理》的教学优化，有利于提高课时效率，有利于拓宽专业知识面，有利于培养和加强自身系统设计能力和实践能力，有利于加强自身素质教育的课程改革。

　　但是，如何在学习过程中发挥自身的主动性，将更多方案应用于学习， 使学生的学习效果达到最优，还有待进一步探索和实践。采用Matlab仿真软件来优化课堂教学，不仅丰富了教学内容，而且加深了学生对理论的理解；使公式的推导不再枯燥，且算法易于实现；使理论与实际紧密结合，更锻炼了学生的实践能力。

　　［3］刘会衡，田玲. 数字信号处理课程教学方法改革与实践［J］.教学研究，2008，31，（3）.

　　教师教的方法主要有课堂讲授法、多媒体教学法、启发式和案例教学法、研究式教学等。1)课堂讲授法:教师运用生动的语言，把学生所学内容以系统的形式呈现给学生，包括讲述、讲解等基本方式。适当地在授课中利用讨论的形式，让学生发现问题，通过分析解决问题。2)多媒体辅助教学法:利用计算机辅助教学，采用电子教材、网络、CAI课件等多媒体技术制作演示讲稿。既可以利用图像和文字进行说明，又可以结合声音和动画，将测定、测设原理等口述难以说明白的内容清晰直观地演播给学生。如关于角度测量原理、电磁波测距原理、仪器的内部构造等内容可以充分发挥多媒体的优势，加大授课信息量。3)启发式和案例教学法:在课堂教学中，教师在课堂上将知识的重点和难点讲清讲透的前提下，教师提出问题，用问题引导教学，引导学生的学习。在教学中，教师通过与教学内容紧密相关的案例给学生以示范，让学生在对案例的挖掘和思考中进行学习，帮助学生深化理解教学内容。4)研究式教学:以研究为基础，让学生就自己感兴趣的课题进行研究，并撰写研究报告等。该教学方法的优点是能够引导学生对相关问题进行深入的研究，更加牢固地掌握知识。

　　1)自主式学习:以学生作为学习的主体，教师起引导和指导的作用。这是学生学习过程中主要的一种实践活动，通过学生独立的实践、分析、质疑、创造等方法来实现学习目标。对培养学生严谨、认真、负责的工作态度具有重要的作用。2)合作式学习:合作学习的形式在于构建一个团队，让学生成为团队的一员，从不同的角度讨论问题，解决问题。学生在合作学习中不仅能够学会认知，而且还能学会组织、学会表达，培养学生的团队协作精神。3)探究式学习:教师提出问题或学生发现问题，由学生去研究，教师给予必要的指导。学生通过调查和实验、采集与处理信息、表达与交流等活动，获取知识和培养创新能力。

　　课堂教学采用讲练结合和多媒体教学、自主式、启发和案例式、研究式等多种方法，巧妙设计课堂进程［2］。对于一些原理性较强、需要理解和计算的内容，采用传统教学方法;对于一些介绍性的内容，采用PowerPoint、网络教学的方法;对学生难以理解的知识，采用动画的课件来表现;对于难以阐述清楚的实践性知识，采用现场演示和录像的方式，使学生易于模仿。课堂讲授突出“三基”即基本概念(原理)、基本方法和基本计算［5］。为了达到“学时少、内容新、能力强、效果好”的目标，在教学中合理组织授课内容。既不要脱离教材，也不要拘泥于教材，及时将测量新知识、新技术(如:全站仪、数字水准仪、GPS技术等)传授给学生，加大测量学知识应用的力度。多媒体教学是目前该门课程课堂授课的主要形式，计算机、投影仪、多媒体课件和绘图软件的灵活使用，能够吸引学生的注意力，帮助学生学习［6］。多媒体课件不是对教材内容的复制，应突出重点，逻辑合理。数字地形测量学课程采用多媒体讲授与板书讲授有机结合方式教学，通过两者的优势互补，实现有关知识的融合与最佳传授。多媒体讲授主要是针对仪器构造、仪器使用、误差理论、控制测量、碎部测量、数字地形图测绘等内容，应用PowerPoint为主制作教学课件。板书讲授主要是针对课程中坐标正反算、导线计算、水准路线计算、误差传播定律应用等重点和难点内容，采用板书形式，结合PPT，循序渐进。讲解中善于提出问题，鼓励学生回答问题，发表自己的见解。强化定性分析，突出分析思路与分析方法。使学生懂得“问题是什么”“解决问题的方法是什么”等。加强学生的联想能力、发散思维能力及发现问题的能力。讲解中与学生互动，为学生留出充分的思维空间，改变教师“一言堂”，以便学生主动思考，帮助加深理解［5］。启发式和案例教学是该课程使用的主要教学方法之一［2］。例如在讲完角度测量和距离测量后提问:建筑物的高度如何测量?斜拉桥索道管倾角如何测量?等富有启发性、思考性问题，启发学生运用所学知识解决实际问题。讲述大比例尺数字地形测图时，让学生结合某区域地形图测绘案例，启发学生从技术设计、图根控制、碎部测量、成果验收、技术总结等相关技术问题进行独立思考与分组讨论，再汇报小组讨论结果，由教师归纳总结。这样培养学生综合解决工程问题的能力和创新意识。

　　实践教学主要采用课堂讲授、课间实验和集中实习穿行的教学方法［7］。目前，数字地形测量学课堂讲授50学时，课间实验44学时(计划安排22学时)。对于一些操作性要求较强的内容如水准仪的操作、全站仪的操作、测回法、方向观测法、竖直角测量、三四等水准测量、草图法、全站仪的放样方法等，运用现场演示和观看网上录像资源的方法进行。可以使学生领会测量操作的要领，对于规范操作程序、培养良好的工作习惯，提高学生的专业素质很有帮助。所建立的测绘仪器规范操作视频网站，提供了相关测绘仪器操作视频如全站仪操作、水准仪操作、GPS操作、经纬仪操作、国产全站仪操作等，深受学生欢迎。为了提高课间实验对学生的指导力度和广度，除了课堂讲授教师参加外，还每个班专门配有1～2名实习指导教师。另外，测绘实验中心还全方位对学生开放，学生课余时间可以借仪器进行实习操作，也可以在信息化测绘创新实验室三维地形仿真平台上，学生可以利用周边观测墩上的控制点对三维地形测绘仿真模型进行数字测图仿真实习，对选定的测区制定测图技术方案。还可以利用模型进行一些数字测图技术的专题研究，研究如何提高成图的精度，达到成图的精度要求等。便于学生理解和掌握新技术，培养学生的创新能力。

　　为了做好该课程集中教学实习工作，编写《数字测图实习指导书》上、下册。在指导书内对5周的日程安排、工作任务和工作要求都进行了详细说明。每年与数字地形测量学对应的数字测图实习第一轮实习(2周)安排在学校进行，实习的主要任务是掌握三维导线测量及三等水准测量的设计、观测与计算，主要使用的仪器为全站仪和光学自动安平水准仪。该实习对强化学生使用全站仪和水准仪等基本测量仪器的技能，加深对控制测量基本理论的理解和掌握，提高学生动手能力以及计算、分析、解决问题的能力，培养他们的团队意识和创新精神具有不可替代的作用。第二轮实习(3周)安排在校外武汉江夏区大花岭实习基地进行，通过了解地形地貌条件，编制有关设计书，并完成选点、观测、计算、展点、绘图、实结等工作。目的在于使学生熟练掌握地物地貌测绘方法，实际体验地貌与等高线的关系，地貌特征点跑尺的技巧。通过业内数字测图软件，形成符合规范的1∶500大比例尺数字地形图，提高学生综合分析问题和解决问题的能力。在教学实习中，学生每4～5人分成一组，每组都安排有教师进行野外测量外业指导和室内内业成图辅导。教学实习结束后，各组上交外业观测记录资料、内业计算资料及成果、实结与体会等资料，指导教师根据每组学生的任务完成情况、上交的资料和每名学生的实习表现进行评分，给出数字测图实习这门课程的成绩［8］。

　　此外，学院每年开展测绘技能大赛，意在促进学生将测绘理论知识与测绘实践很好地结合起来，强化学生的实践动手能力。测绘技能大赛分为5个板块，其中实践技能(含二级电磁波测距三维导线测量及计算、三等水准测量及计算)和数字测图内业成图两个板块属于数字地形测量学课程的内容。在2012年测绘技能大赛中，共有300多名选手参加。作为测绘技能大赛的重要组成部分，比赛对提高学生动手能力、培养团队协作意识起到极大的促进作用，达到了以赛代练的效果。其中有120名获奖者。2012年第二届全国普通高等学校大学生测量技能竞赛中我院代表队凭着深厚的理论功底，严谨的工作作风，对测量成果精益求精的精神，取得了一级电磁波测距导线测量二等奖、四等水准测量三等奖、数字测图一等奖以及团体一等奖的好成绩。

　　数字电路是机、电类专业学生的一门专业基础课程，具有很强的理论性、逻辑性和综合性。对打牢学生的理论基础，培养学生辩证思维，锻炼分析问题、解决问题的实践能力都具有很重要现实意义。

　　时代的发展对人才提出了新的更高的要求。老师台上讲、学生座下听、课上练习、课下作业，这种以单纯的知识传递为主要特征的传统教学模式早已不适应时代对人才培养的需求。

　　目前主要采用的模式是在这个框架上丰富各个环节，仍以课堂讲授为主，加入了多媒体、仿真演示等辅助教学手段。相比传统的“灌输式”，通过辅助手段的应用增加了学生对数字电路的感性认识，可以在一定程度上激发学生学习的热情和进行实践的愿望。但如果到此为止了，学生就只有望梅止渴了。如何让学生的求知热情持续下去，就需要一个平台，让学生体会到理论知识的用处，体验知识的运用方法，科研项目就是一个最容易找到的实践平台，学生通过参与科研活动，可以实现从听讲到动手，从被动的灌输到主动的吸取，从理论到实践，从分析问题到解决问题的跨越，把这种求知的热情在实践中升华，最终转化为对知识的驾驭能力。

　　项目教学就是把科研活动引入教学，在教师的引导下，学生参与到科研项目实施工作，结合课堂知识，构成闭环教学。在理工科院校中，专业系、教研室都承担了许多的科研任务，对于机、电类的课题，其中的电路部分几乎是必不可少的。这些电路都具有实际的功能，从各个分立元件到小规模的单元电路，再到大规模的模块电路，都是把学生从课本的理论知识带到一个个实实在在的具体电路中。

　　项目教学法是以典型项目为平台，围绕课程体系和学生的知识结构，将项目分解成不同的阶段、不同的模块和不同的任务，从对元件的认识到基本电路的设计，从单一功能电路的调试到实用电路的制作，让学生在循序渐进的过程中加深对课堂知识的感性认识，运用所学的理论知识探索性地解决实际问题。

　　项目教学法的目的是把课程学习和动手实践结合起来，把练习作业和完成电路结合起来，由理性到感性，由被动到主动的一种闭环培养模式。课堂授课对学生是理论学习，知识积累，有所储备才能有所发挥。理论知识学得牢不牢，有什么用，通过动手实践就能得到验证和检验。一方面，如果掌握的知识得到很好的验证，会增强学生对课堂学习的认同感，另一方面，如果实践检验中遇到了难题，需要向书本、向老师求教，说明老师讲的是有用的，这会增加学生对课堂的向往感。通过自己动手实践，培养学生的动手能力，系统统筹能力，如何分析问题、解决问题的独立思考能力。由被告诉该怎么办到我知道还可以这么办，被动变主动，举一反三。课堂指导实践，实践推动课堂，课堂与实践形成一个闭环的教学模式，通过理论结合实践的教学，学生不仅培养了扎实的理论基础，而且灵活掌握了知识的运用技巧，积累了处理实际问题的经验。同时，通过协作。培养了学生的团队精神，有利于毕业后胜任工作岗位。

　　在具体实施环节，对项目的选择、任务的分割、成果的要求和展示以及教学效果的评估等需要合理的规划和资源配置，全过程的培养是搞好项目教学的关键。

　　项目教学把以教为中心变为以学为中心，以课堂为中心变为以项目实践为中心。学生是教学的主体，培养能力是最终的目的。学生在数字电路课之前学习过电路基础、模拟电路等电路课程，具备一定的电路基础知识，但实际动手的经历还很少，在进行项目设计的时候，教师需要参照课程的知识要点、可能拓展的内容以及阶段的划分，对项目研究需要完成和解决的问题进行分类、分层、分割，使科研项目的研究需求与学生的实践需求相互融合。使学生在项目发展的带动下开展学习活动，根据课程的进度，由易到难，由简到繁，循序渐进地参与项目。

　　项目任务的选定是开展项目教学法的关键。首先，项目涉及的知识点很多，要以教学大纲的内容为基本依据，以拓展能力为基本目的，在项目众多的内容中选取相关的部分和题材。选择的项目内容既要涉及基础理论，又有动手实践的机会。让学生通过独立设计、制作一些项目中用到的典型、实用的数字电路，掌握数字电路的设计、仿真、制作、调试的一般方法，学会用电路手册查询芯片的方法，瞄准未来工作的需求，不断提高学生独立解决问题的能力。

　　数字电路课程，包含了数字电路的基础理论、典型电路等诸多的知识点。例如，在某项目的研究任务中涉及到声光控制灯的电路。从电路的功能分析，这是一个组合逻辑电路的问题，跟随这个项目进行这一课堂的研究开发，就给学生创造了一个整合所学电路知识、实际动手制作电路的机会。组合逻辑电路是数字电路中的一种基本类型，没有存储单元，逻辑上相对简单。学生在课堂上学习了组合逻辑电路的分析和设计，都有正想小试牛刀的热情，这时候安排这样一个任务，对于他们，正是施展的好机会。

　　对于声光灯控制电路的制作，课题涉及的知识点不多，都是课堂上讲授过的知识，难度适当，学生容易接收。但是，学生毕竟是第一次自己动手完成电路，教师需要对实施的步骤进行详细的规划，虽然是一个简单的课题，还是要在教师的引导下逐步开展，由浅入深，由易到难。

　　首先，从概念上明确要完成的是一个数字电路，从感性的层面找出与模拟电路的区别，了解数字电路的基本原理、基本类型，能够识别、掌握常见数字集成电路的正确用法。其次，要再次温习基本逻辑门电路的原理和功能，掌握TTL门电路和CMOS门电路的区别和测试，设计并搭建由基本门店里构成的简单功能电路，熟悉电路设计的方法和过程。完成了从书本到制作的过渡，开始进入正式的项目任务。第三步，根据任务的目的，设计电路实现的方案，计算电路参数并确定元器件的类型和指标。第四步，进行电路仿真和原理验证，修订后作出最终方案，设计、完成印刷电路板。第五步，收集电路所需的所有元件并检测元件是否完好，根据电路图完成电路各个元件的组装、焊接。第六步，对组装完成的电路板进行检查，利用所学组合逻辑电路分析的方法对各部的功能一一验证，根据任务的要求实施调试。第七步，撰写研究报告，全面回顾、总结完成任务过程中设计、制作的各个环节的思路、方案和过程，找出问题，明确收获。第八步，教师给出客观的评价，肯定成绩的同时指出存在的问题和解决的建议。

　　这样就完成了一次项目式教学。在这个过程中，教师的适当引导是非常必要的，由书本到电路板的跨越很重要。通过引导、过渡，对照实际的元件、电路，把课堂知识的重点加以巩固，并提纲挈领对各种知识的综合运用方法加以解释，使学生在“温故”之后更愿意“知新”。

　　在安排学生进入项目的时候，教师要介绍项目的总体情况、目的、意义，这些看似空洞的概述对学生却是极大的激励，当他知道自己所做的电路是整个系统不可缺少的环节，而整个系统又具有如此重大意义时，他的热情和严谨程度自然不言而喻了，带着这种使命感和成就感投入到项目式的学习中，那么学习的效果一定不会差。

　　通过参与项目，学生通过由面到点，再由点到面的过程学习，培养了运用理论知识解决实际具体问题的能力，使学生的学习积极性、主动性得到充分发挥。

　　项目教学效果评估是一个重要的环节，在整个过程中，各个阶段都要进行总结评价，随时对出现的问题进行分析和排除。每一步任务完成后，都要及时开展学生自我评估和教师评价，阶段评估和整体评估相结合，让学生明确在各个环节的得失，便于学生及时总结经验。

　　学生完成项目的情况是考核其学习效果的重要指标，通过评价学生在任务实施过程中的综合表现，全面评估学生对数字电路课程知识要点的掌握和运用情况。评价应该包含多个层次、多个方面，从理论基础、基本概念、方案设计、动手制作，到工作态度，遇到问题的承压能力，再到过程中的交流能力、协作能力、团队精神和创新精神，都要作为评价的指标。

　　通过对过程和效果的评估，学生全面地总结在项目任务完成过程中的收获，对于学生，评价不仅是在课程的成绩，更是在项目层面的一种对其综合能力的认可。这种认可给了学生继续提高的渴望，使其对存在的不足加以认真思考、努力克服，对成功的经验加以认真总结。以更高的积极性进入下一阶段的项目教学。

　　在数字电路教学中，项目教学是一种行之有效的方法。在学生参与项目研究的过程中，学生是处于一个系统的集成的综合知识体系中，站在这样一个全局的高度，对数字电路课程的知识结构、内容体系及其重要性有了更直接更深入的认识。完成的虽然只是一个小的任务，但与之关联的不仅是本学科的专业知识，还会涉及到相关学科领域的知识技能。这也对教师的知识水平、结构提出了更高的要求，对于教师，“教”也是在“学”，教师的参与使教—学之间由上下关系变为平行关系，学生在和老师一起工作，大大提高了学生参与的积极性。

　　通过项目式教学，课堂和实际联系在一起，理论和实践缩短了距离，培养了学生分析问题、解决问题及知识综合运用的能力，锻炼了心理素质，考验了耐心和细致，树立了团队协作的精神，为提高学生的综合素质奠定了基础。

　　《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程,其特点是理论性强、公式繁杂、内容晦涩难懂,新技术和新理论层出不穷。其应用领域也非常广泛,不仅在电子信息、自动控制、通信工程、计算机等领域得到应用,而且在生物、纺织、机械、汽车、医学等领域也有涉及。理解和掌握数字信号产生、处理的过程,对于学生日后从事此方面工作至关重要。在不同专业和不同学位课程体系中,数字信号处理所占的比重不同、侧重点不同,学生基础条件也不一样。本着因材施教、为学生负责的教学态度,教师在教学过程中一定要发现这种差别并予以解决。我针对《数字信号处理》课程在不同学位教育中的教学方法进行了分析讨论。

　　不同专业、不同学习阶段的学生基础不同,其接受能力也有所不同。教师在教学过程中既会接触到电信类专业的学生,又会接触到非电信类专业的学生;既会接触到本科研究生阶段的学生,又会接触到独立学院与成人教学阶段的学生。针对不同类别的学生,教材的选择应有所不同。

　　在通信与信息系统等电信类专业的研究生阶段的教学中,数字信号处理本就是一门专业基础课程,非电信类专业的研究生教学中一般不再涉及此课程。由于电信类专业的学生在本科阶段一般都学习过此课程的基础部分,因此在研究生阶段的教学中要重点突出,教材的选择应该以开拓学生视野、提高专业水平、理论与实际能高度融合的教材为首。例如华中科技大学出版社出版的由姚天任等编著的《现代数字信号处理》一书,不再讲述数字信号处理的基本理论知识,而是从广度和深度进行拓展。学生能从此书中学到很多现代新兴的实用的数字信号处理技术,对从事的科学研究有一定的价值。

　　本科电信类专业的学生在前期的学习过程中大多学过《信号与系统》。《信号与系统》讲述过信号的产生、处理的过程与系统的整体特性等。因此,电信类专业选择的教材应该直接从数字信号产生开始讲述,重点在离散信号的时域、频域上不同的表示方法及其物理意义。在此基础上,教材中可涉及到各种简单滤波器的设计方法及其物理意义和适用场合,让学生能与实际联系。

　　我在教学的过程中曾给计算机等非电信专业的学生授课,他们没有接触过前续的各类课程,因此在上课的时候有一定的难度。对于此类学生教材的选择应注意前面的铺垫,应该有对信号与系统基本理论的讲述,让学生先有整体概念才有利于整体的教学。我在实际的教学过程中采用了自编教材,把前面需要补充的内容进行了简单的讲述。

　　独立学院是普通高校采用民办机制吸收社会力量参与办学的教育机构。目前,大多数独立学院的教学活动主要依托其母体一本院校的教育资源,在教材、教学方法、教师等方面都是照搬其母体院校的教学模式。这种做法使学生在学习时,由于自身基础不够扎实、自学能力不强等因素而感到力不从心。因此对于此类学生,教材的选择应该与大院有所区别,教材应该以循序渐进的方式进行讲述,内容不能过于庞杂。

　　高职高专类学校在近年来也开始普遍设立电信类专业。据我考察,大多数专业选择的课本仍旧是本科系列教材,这对于学生的学习不利。由于此类学生在毕业后大多到一线岗位上从事技术工作,因此对理论的要求不是深奥,而是浅显易懂。教材的选择应该侧重于讲述基本理论框架和原理、侧重于实际意义而不是纯粹的数学公式。教材中应该多讲实例,不单是数学推导的实例,还要包括此理论的应用场合与产生的作用等,以提高学生的学习兴趣。

　　根据不同的专业设置,教学内容的选择各不相同。研究生教学强调数学模型的建立,对于数学工具的运用要熟练。本科阶段电信类要求学生能够掌握数字信号产生的过程以及基本的处理方法,并且能够对现代数字信号处理技术有大体的了解;非电信类本科生要求会用,在本专业课程中需要数字信号处理技术的地方要能用得上。独立学院的学生要求对基本的原理要掌握,对FFT、DFT技术的基本思想要能掌握,要有简单的数字滤波器的设计技能并且要能学有所用。高职高专的学生要求了解基本原理,能够活学活用。

　　现代教学过程已不再是单纯的一支粉笔一块黑板的模式。高科技的手段使得教学方法多种多样。

　　教师在传统的教学过程中,每节课都要书写大量的推导公式。我做学生时曾有深刻印象,在学习《数字信号处理》这门课程时,老师不停地在黑板上写,学生不停地在下面抄;老师顾不上给大家解释,学生也没有时间去思考。这种上课方式,使得教学效果很差。有了多媒体工具以后,教师就可以从这种繁杂体力劳动中解脱出来,把更多的时间用于向学生更好地讲解公式的具体含义、应用场合、物理意义等,达到最佳的教学效果,完成教学目的。多媒体工具的介入也可以解决复杂图形的问题,老师只要轻轻点击鼠标,所要的图形就投影到大屏幕上,老师可以指到哪里讲到哪里,学生也能跟上老师的讲解,非常容易地读懂图形,达到很好的学习效果。

　　有些学生在上课的时候可能没有听懂或者有些问题理解不够深刻,在课下的时候就可以在网络上对理论知识进行补充学习。我制作的教学平台不但给学生提供了上课所学的理论知识,而且用大量的动画把一些晦涩难懂的理论公式形象的表示出来,让大家在教室外也能学到知识。这种方式不但可以作为课上的补充,而且可以作为成人教育或者是远程教学的一种教育方式。

　　很多教师在制作完成多媒体课件以后,就一劳永逸,上课时只是把幻灯片放出来,照本宣科。而很多课件本身就是课本的翻版,在学生中造成了“看黑板不如看课本”、“听老师讲不如自己学”的现象。种种问题的出现都是由于老师过度依赖多媒体工具,而忽略了老师的主体地位。其实,在教学的过程中,老师永远都是“主角”。老师要充分发挥讲的作用,特别是在工科教学中,很多概念、公式、图形永远是需要老师去充分解释的。多媒体只是一种辅助工具,不能过于依赖。

　　数字信号处理是一门实践性很强的课程,只有通过实践教学环节,教师才能加强学生对数字信号处理原理的理解和应用,并通过实践教学培养学生的分析能力和综合设计能力。在实践教学中,我选用MATLAB软件作为平台。该软件是一种先进的计算软件,功能强大、简单易学、编程效率高,且具有信号分析工具箱,不需很强的编程能力,就可以很方便地进行信号分析、处理和设计,是一种有力的实验教学工具。

　　1.在实验教学环节中,教师一定要因材施教,不同阶段的学生所设立的实验课程要有所不同。在研究生阶段,教师应该强调数学模型的实现,例如卡尔曼滤波器、维纳滤波器的实现等,并且要根据实例把这些滤波器进行应用,观察结果进行比较分析。在本科阶段实验课上,教师应将课程中比较抽象、也较难理解概念、原理如离散线性卷积、循环卷积、抽样定理,频谱分析、数字滤波器设计等用MATLAB语言通过图形建模使之可视化,增强数学原理的可读性与可观性。在独立学院的实验安排中,应配合实验箱,用一些程序已经固化、参数可设置的实验设备简单易行地显示常见的基础性试验;创新性的实验可以在课下开放性的实验室中完成。在高职高专的实验课程安排上,教师应该侧重于实验结果与理论知识的对比,让学生明白在哪些场合中可以用到,不应强调理论知识的推导。

　　2.在实验教学中一定要注重老师演示与学生动手相结合的方式。有些教师过于强调学生的动手性,把所有的实验从一开始就交给学生去做,可是学生在接触实验设备时对其特性并不了解。教师应该身体力行,手把手地教给学生实践性的环节,当学生掌握了实验设备的使用方法后,再用启发式的方式让学生按部就班地完成实验,而不是全部放手让学生去做,只去检查实验结果。在一些高难知识理解的过程中,教师也应当利用实验设备给学生生动形象地讲解知识,做到教师与学生互动互学。

　　总之,教师在教学的过程中一定要因人而异、因材施教、以人为本,一切从学生的实际角度出发,从教材的选择、教学内容的安排、教学方法的综合利用、实验环节的悉心指导等各方面帮助学生更好地学习数字信号处理这门课程。

　　[1]丁玉美.数字信号处理[M].西安:西安电子科技大学出版社,2008.

　　[2]吴秋玲.独立学院“数字信号处理”课程教学改革与实践[J].中国电力教育,2009.11,(149).

　　[3]曹清华.浅析多媒体技术在工科教学中的应用[J].考试周刊,2008.11,(46).

　　数字电路课程作为电气信息类专业重要的专业基础课之一，围绕我校的人才培养目标，以突出其基础性、工程性和先进性的课程目标，进行课程建设和创新教学改革。通过数字电路课程的学习，使学生在掌握数字电路与逻辑设计的基本理论和方法的基础上，能运用先进的EDA 工具，结合工程应用，进行数字电路和数字逻辑的分析与设计。数字电路课程开设在第四个学期，与先行课程电路分析、电子线路紧密结合展开拓展，并为后续课程微机原理等课程打下了坚实的基础。其课程培养目标是使学生掌握数字逻辑电路分析和设计的基本原理和基本方法；使学生能灵活运用所学原理和方法，自顶向下和/或自下向上地分析和设计数字逻辑系统；通过科学而系统的实验训练，培养学生逻辑思维能力，分析和解决问题的能力，培养学生知识自我更新和不断创新的能力。围绕着这一教学目标，课程的设计和教学实现应当以先进的教学理念和科学的教学方法为出发点，才能实现教学的创新性。

　　教学理念是人们对教学和学习活动内在规律的认识的集中体现，同时也是人们对教学活动的看法和持有的基本的态度和观念，是人们从事教学活动的信念。现代教学理念注重以学生、作业、活动为中心，以学为主，教师在教学过程中起辅助和引导的作用，学生拥有主动权。教师主要工作是设定情境，让学生产生兴趣，发现问题，并在教师引导下，探索研究问题，找出解决方法并进行验证的一系列过程。①

　　数字电路课程包括理论教学和实验教学。理论教学48学时，实验教学16学时。同时，还有与课程相应的实践环节——数字电路课程设计（1周）。在课程教学过程中，从逻辑代数基础出发，以组合逻辑电路、时序逻辑电路以及模数接口电路为重点，以逻辑电路的分析、设计和应用为最终目标，培养学生对数字系统的分析和设计能力。

　　根据数字电路课程体系和目标要求，将课程划分为若干个教学阶段模块，对各阶段模块进行教学目标设计；在教学过程中做到点与面的结合、深入浅出，既掌握电路的细节内容又能充分把握各章节的知识体系。同时，把分章教学、阶段教学和项目教学相结合，在教学中在充分体现各章节间统一性的基础上，着重阐述各自的特殊性，强调工程观点和整体设计概念，注重工程问题的处理方法，培养学生的综合能力，加深学生对课程的理解。在布局好本门课程的同时，还要重视与相关学科内容的衔接，不断深入研究和探索，及时调整教学内容，使本课程在教学中尽可能体现知识点与其他课程的关系，为后续课程打下基础 。

　　在教学过程中注重对学生能力的培养，讲授给学生的不仅仅是知识点，更是培养学生知识获取能力和知识应用能力。例如，在讲到时序逻辑电路分析和设计时，无论是计数电路、序列信号产生电路、序列信号检测电路，重点强调“状态”的概念，进而引入一些应用实例，如彩灯设计电路、自动售货机等，从一个整体的类别去讲解，将课程讲授提高到一个新的高度。而学生所收获的不再是一个个孤立的电路和概念，而是一个整体的、有机结合的知识体系。学生会对数字电路课程的兴趣剧增，对整体的设计方法有一个飞跃的认识和提高。通过课程内容的合理安排和整合，让学生掌握科学的学习方法和设计数字电路的能力。更有意义的是，还可以提高学生的专业兴趣。由传统的学习转化为创新性的学习，让学生的思考能力和学习模式发生根本性的改变。

　　（1）采用多种教学方法，激发了学生的积极性和主动性。在理论教学中采用以老师讲授为主，兼用启发式、互动式和讨论式等教学方法，体现老师的主导作用与学生的主体作用。本课程注重培养学生逻辑抽象思维能力，并且逻辑设计的方法十分灵活，教师授课要注重启发式教学，给学生思考的空间，使之能够由此及彼，举一反三。同时，在教学中强调采用互动式教学，克服学生被动学习的局面。课堂上不仅仅是教师提问学生，同时鼓励学生随时向教师提问。并适当地组织讨论，让学生提出自己的思想和方法，由被动学习变为主动学习，激发同学们学习的潜能，培养了学生的兴趣与学习的能力。同时，合理利用网络教学资源，扩大学生的学习空间。

　　（2）注重理论教学与实践教学相结合，培养了学生的综合实践能力。数字电路与逻辑设计是一门实践性很强的课程，理论与实践的结合十分紧密。教师不仅要具有扎实的专业理论功底，也要具有较熟练的实践技能。要求教师对本门课程的理论和实践相结合的教材分析及过程组合的能力。②因此，在教学过程中，应该始终坚持理论与实践的统一，二者相互促进。一方面在学时安排上，理论课与实验课衔接，实验内容与教学内容互相渗透与加深，另一方面采用分层次教学，即采用验证型、设计型及综合型三层次教学，尤其是一些综合开发实验，不仅延伸了教学内容，而且对理论知识进行综合应用。同时，本课程既要掌握灵活的思维方法和系统的理论知识，又要强调工程实施能力的训练，让学生了解理论设计方案与工程实施之间的距离，训练学生严谨、务实的作风。

　　（3）课程中贯穿EDA软件的应用，培养了学生的实践能力。在课程中注重引入新器件、新技术、新方法，在课程中贯穿EDA软件的应用，要求学生以自学和实验为主掌握EDA软件的使用方法。在综合实验和系统实验中，要求利用EDA软件进行分析、设计、仿真，然后再具体实现，使学生学会电子电路先进的科学的设计方法，培养学生自己解决问题的能力和创新意识。培养学生完整数字电路系统的设计和实现方法。自顶向下，设定好各个部分的功能要求，将学过的电路模块自行组合，先在EDA仿真中软件实现，然后下载到硬件电路中。也可以到硬件实验室进行纯硬件电路的搭建，完成最终测试。

　　数字电路课程创新教学的推进，依靠各个方面的配合，也需要从各个角度去理解，但是只有从根本上解决教学理念和教学方法的革新，才能从真正意义上去推进数字电路课程的创新教学。

　　《数字信号处理》是电子信息类专业重要的专业基础课，它是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。它的任务是使学生获得数字信号处理方面的基础理论、基本算法和DSP软硬件开发的基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力。

　　《数字信号处理》一般是在大三的第一个学期或第二学期开课，它的先修课程是信号与系统，学生掌握了连续信号与系统的时域、频域及复频域分析方法，进一步掌握和了解数字信号与系统的分析方法，特别是数字滤波的设计以及在MATLAB中的实现。教师在教学过程中，需要把凝聚在课本上的知识、方法、技能深入浅出地传授给学生。同时，为了提高教学效果，教师需要善于抓重点，知识结构层次要分明，对不同的学生，要因材施教。针对这门课程的应用性、创新性、实践性等特点，以及数字信号处理本身的飞速发展，需要对教学大纲的内容进行修改和完善，在不动摇基本理论、基本概念、以及基本分析和设计方法的前提下，优化理论知识结构，加强实验操作技能训练，特别是诸如数字滤波器设计等综合能力的训练。

　　另外，利用多媒体教学手段和校园网络数字化平台的建设为教学提供新的活力，从而使课堂教学内容更加丰富，增加上课信息量的传递。在课时不断压缩的情况下，提高学生的主观积极性，从而使教学质量和教学效率得以提高。具体可从以下几个方面进行改进。

　　1.《数字信号处理》是一门实践性和理论性都很强的专业课，在教学过程中，为提高学生学习的积极性，采取理论教学和实验实训教学相结合的教学方法，使学生真正做到学以致用。传统的理论教学，是以灌输式方法为主要方式进行教学的，为了赶学习进度，老师整堂课都是不断地讲解，这样使学生的积极性得不到充分发挥。为充分发挥学生的主观能动性，应采用启发式教学方式，即老师讲解只占课堂时间的40%，学生和老师的互动（如例题与习题的解答）占30%，课堂上现场实验操作与仿线%。通过对基本原理知识的讲解、习题的解答、以及实物仿真操作训练，使学生在掌握基本理论知识的基础上，学会分析和解决问题的方法、能力，同时也调动同学的主动参与意识，让学生亲自享受到自己的学习成果，真正发挥教学相长优势。

　　2.开展黑板板书、网络资源共享和多媒体课件教学相结合的多形式授课方式。对《数字信号处理》中一些基本定理和基本结论，如DFT的性质，FFT算法原理等，需要利用黑板板书进行推导和证明，让学生一步步沿着老师的思路得以理解和说明；而对于一些需要图示举例、演示、以及形象理解的知识点，如循环移位、循环卷积等，可通过多媒体（声音、图像、视频、动画等多种形式）形象生动的教学方式进行互动教学；而对于课后的习题、相关背景知识的介绍以及课堂内容的扩展部分，则充分利用校园网络教学平台，建立《数字信号处理》课程的主页，上传相关课程资源，建立答疑和讨论空间。

　　3.将数字信号处理、Matlab语言以及DSP技术有机地结合起来，使同学们在学习了有关信号处理的理论知识后，通过算法语言进行软件仿真，并在DSP硬件平台上得以实现。这样，学生在学习过程中能将所学的知识融会贯通，并将基础课、专业基础课和专业课有机地关联起来，使学生摆脱大学各课程独立性的错误观念，从而提高教学质量。

　　1.实验教学是培养学生理论联系实际，提高自身基本操作技能的重要手段，是培养与就业结合的适用型人才不可缺少的重要部分。在完成了课堂的理论教学内容的学习后，要想真正做到学以致用，学生就必须进行实验学习和训练，把课本中学到的知识用到实际的设计和工程中。实验项目是以工程案例为背景，如：用FFT对信号作频谱分析、人体心电图信号的噪声处理、数字信号处理在双音多频拨号系统中的应用等，充分发挥学生的主观能动性。实验训练可加深学生对所学课本知识及原理的理解，同时也培养了学生独立分析问题能力，提高编程设计和调试的基本技能，增强学生的动手能力。

　　2.加强课程设计中数字信号处理与DSP技术的紧密结合。学生灵活运用所学的数字信号课程知识，通过对一个较小的数字信号处理去应用系统的设计与开发，如语音信号的滤波、语音信号频谱分析、电力系统的谐波分析等。在课程设计尾声阶段，教师现场检查学生设计的硬件和软件调试结果，根据学生完成课程设计任务的情况，以评分细则依据公平、客观地评价学生成绩。学生通过某个工程案例的设计、调试和撰写设计报告，掌握信号处理算法设计和DSP软硬件设计的完整过程，学会Matlab和DSP开发坏境的操作、程序编写与调试。对学生进行信号处理方面的工程综合训练，训练学生的综合设计能力、程序设计及调试能力和产品设计的创新能力，培养学生运用所学的理论知识独立地解决实际问题的能力。为学生发挥创造思维能力、解决实际问题提供了广阔的设计舞台。

　　3.着力培养学生创新实践能力。进行基于DSP处理器的信号处理系统软硬件设计培训，并与全国大学生电子设计竞赛结合，培养学生创新精神及工程设计实践能力。课程由教师讲授、学生课外自学、竞赛实战题目制作、论文写作、题目测试点评等环节组成。

　　1.让学生通过先进的网络技术学习国外著名大学的相关数字信号处理课程的一些相关知识，同时学习国外课程综合大作业的考核方式，鼓励同学利用业余时间选择合适的课题，利用所学的知识提出问题、分析问题并解决问题，最后写出综合报告，线.设置不同理论层次和不同知识模块的课程班。在基本要求不降低的条件下，把Matlab仿真语言引入课程中，使学生以一种生动形象的方式练习学到的理论知识，深刻领会基本概念和基本原理。实践课上，分别开设了软件实验项目（以Matlab语言仿真为主的软件实验）、硬件实验项目（以DSP开发为主的硬件实验）以及软硬结合的综合实验（Matlab语软件仿真和DSP硬件开发）等几个层次，保证不同基础的同学能有更好的选择。

　　改革课程考核方式中的单一性以及先教授再考核的传统方式，变笔试考核为理论考核和设计实践考核的结合，采取边教授边考核的办法。

　　《数字信号处理》课程教学内容多、时间短，除离散信号与系统的时域、频域、复频域分析外，还重点阐述了数字滤波器设计等综合性知识，这些都需要学生了解、掌握并能利用MATLAB进行仿真试验。要在课堂教学中完成教学大纲要求的基本知识点的训练和应用有一定难度，教学任务很重。如何在有限的教学时间内完成基本教学内容，又兼顾该门课程的专业性、综合性及工程实践性，同时又能考核学生对专业难点、横纵向知识点的逻辑掌握是核心关键的问题。为解决课程教学中的矛盾，在课程考核中，带领学生把部分课堂搬到具体的实际设计中，让学生亲历课程中的理论内容和实际的结合，由此轻松记忆教学中的难点和重点。再从学生“教”和“学”的过程中，解决教学中专业性、综合性及实践性的问题，同时亦可解决时间短、教学内容多的问题。《数字信号处理》是综合性和理论知识特别是数学知识很强的课程，该课程前小半部分的内容已在前修的《信号与系统》中涉及过。但《数字信号处理》是以时域离散信号为处理对象，与连续信号与系统中的计算方法大相径庭。例如，《信号与系统》中大量用到了积分，而在数字信号处理中就是迭分（累加求和），信号与系统中的微分，在数字信号处理中就变为差分等，很多学生很难一下子转变观念。此外，《数字信号处理》中的DFT、DTFT、FFT三者变换之间的联系和区别更是难中之难。

　　该课程传统的考核办法常常是先讲授所有的知识点再统一综合考核——闭卷考试。这种方法虽能在最后的考试成绩中反映学生对该课程某些难点和重点知识的掌握，却忽略了《数字信号处理》知识多样性的特点，特别是实际设计部分。因此，在考核时，只顾及所谓的“重点、难点”而舍弃“综合性、多样性”是不够完善的。我们应该每讲解一个独立知识点就进行及时的考核检验，这种边讲授边考核的方式既能更好地检验每位学生对小知识点掌握的深度，又不影响该知识点与整个课程的联系。

　　[1]张丽丽，贾亮.“数字信号处理”课程教学的改革与实践[J].中国电力教育，2012，（34）：70-76.

　　[2]蓝会立，廖凤依，文家燕.“数字信号处理”课程教学改革与实践[J].中国电力教育，2012，（3）：86-87.

　　关键词：Matlab 数字信号处理 实例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。我校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。课程组不断吸取国内外高校的先进经验，结合我校实际情况，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。近年来，将Matlab应用软件融合到课程中，对课堂教学、平时作业及实验等环节带来极大的灵活性和便利性，取得了较明显效果。

　　为本科生开设的数字信号处理课程，传统上偏重于经典算法理论及其推导，较少涉及实现方法。课程教学内容主要是数字系统对数字信号进行分析、处理的基本原理和基本方法，包含了大量时域、变换域的经典数学分析方法和对系统求解的数学运算，理论性很强。按照传统的课程内容设计，学生易于“纸上谈兵”，即只会用纸笔解题，而不会应用所学理论解决实际问题，与信息产业的发展需求和工程实际相距甚远。目前对此有两条改革的途径[1]，一是使用Matlab等软件，为数字信号处理算法实现提供仿真环境；二是引入工程界广泛采用的DSP（数字信号处理器）器件，指导学生在硬件平台上实现数字信号处理算法。

　　根据不同的教学内容，选择适当的教学方法。对于一般概念和原理，以讲授法为主，采用形象化的方法[2]，强调数学公式代表的物理意义，淡化数学计算，辅助以实例或演示，注重其在Matlab仿真中的应用，以作图、音频输出等形式具体展示处理效果；对较为抽象、不易理解的问题采用讨论法，如混叠现象等，提出问题引发学生思考、参与讨论，并加以总结；利用探究式教学法，提出综合性问题及设计型Matlab实验，促使学生发挥主观能动性，不断自我总结各部分教学内容的联系，逐步建立起系统的知识结构，培养学生综合运用知识的能力和创新精神。

　　Matlab是当今国际上科技领域内最具影响力、最有活力的软件之一。它起源于矩阵运算，并已经发展成一种高度集成的计算机语言。它提供了强大的科学运算、灵活的程序设计流程、高质量的图形可视化与界面设计、便捷地与其他程序和语言接口等功能，被广泛应用于数值和符号计算、工程与科学绘图、控制系统的设计与仿真、数字图形处理、数字信号处理、通信系统设计与仿线]。其易学易懂，编程效率高，更为重要的是Matlab对许多专门的领域开发了工具箱，在信号处理工具箱中，很多常用算法有对应的函数，如FFT函数实现用于频谱分析的快速傅立叶变换，FIR函数则可实现FIR数字滤波器的设计等[4]。

　　数字信号处理课程的内容较多，概念比较抽象，学生对有些内容不易理解。课程组将Matlab软件仿真引入数字信号处理课程，把经典的分析、处理方法用计算机实现，理论联系实际，使学生掌握初步的实际信号分析与处理方法，具备基本的基于计算机的数字信号处理应用能力。

　　在每章学习完后布置软件编程作业，利用Matlab强大的信号处理功能，在计算机上做习题，这样可以简洁、快速、直观、准确地理解数字信号处理的基本理论，以及用来探索和解决习题中不好理解的内容，提高学习效果[5]。

　　数字信号处理是一门理论性和实践性都很强的课程，课程目标强调培养学生的应用能力。课程组开发了多个Matlab实验，内容由浅入深，涵盖了课程内容中涉及的基本原理和常用算法，包括实用性较强的验证型实验和综合性强、有趣味性的设计型实验，采用学生课下自主完成、课堂集中讲解的方法，以作业形式布置给学生。在课程考核中也包含了应用Matlab的实验内容，约占总成绩的20%。另外，课程组还设计了一些难度较高的选做实验，供有兴趣且学有余力的学生在课下以小组的形式学习、钻研和交流，任课教师定期予以辅导。

　　在讲解信号抽样、序列的概念时，采样率对信号序列及信号重构的影响，通过Matlab演示更直观，更易于理解。

　　如编写一段Matlab代码做产生满足以下要求的正弦序列信号频率为1 kHz，幅度为2，初始相位为0.25 π。持续时间为10 ms；采样率为分别1 kHz，10 kHz和20 kHz绘制序列的STEM图。

　　1 传统媒介下图形创意表达的特征图形是极具表达性的视觉语言，通常借助二维介质表达图形的表意性和传达性。传统的图形表达方式载体局限于印刷出版物，一般以静态的平面图形和文字呈现；在当代艺术设计中，一些独具创意和表达性的优秀图形设计作品，给我们带来强烈的图形视觉冲击力，同时创作者通过图形对主题思想和内涵的诠释，创作出引发观者深层思考的作品。例如，日本福田繁雄、德国冈特兰堡等世界平面设计大师的作品，他们的图形海报设计强调自我意识和对生活的领悟，在设计表现上很少或不用文字，坚持运用纯粹的图形语言表达对社会、生活的理解，探索图形语言的深度和广度。这些设计师的设计理念及其设计作品所取得的成就，对当代平面设计界产生了深远的影响。他们创作的思维体系和图形构形方法常被作为经典作品加以剖析、学习，并引用到图形创意课程中。但随着社会的发展，视觉元素表达呈现多元化趋势，多维、动态的图形表达越来越广泛地应用在视觉传达载体中，如户外广告、网络信息传达等。我们不得不承认，传统的基于二维形态的图形创意表达性显现出了一定的局限性。

　　在数字媒体时代下，图形的创意表达从过去依赖印刷的二维呈现发生着改变，图形表现开始从静态二维空间发展到三维动态空间，增加了图形表现的丰富性。同时，交互性的图形语言表达改变了单项的传播模式。数字媒体下，图形的动态性和互动性特征不仅加强了观者的参与和表达，还使得图形语言的艺术特性和艺术感染力更加丰富，增加了传播力。

　　在2015年“第七届全国大学生广告大赛”中，我院学生冯达峰等利用图形创意和交互设计思维，进行“洁婷卫生巾”的广告创意设计，运用图形创意设计原理诠释“洁婷卫生巾”透气、安全的广告诉求，在设计表达上运用交互设计特性，融合了图形、文字、声音、动态等多种表达形式，并加入参与性图形小游戏环节，加强了观者的参与性，将产品功能、特征等优势幽默而轻松地表达了出来，在全国赛区中脱颖而出，荣获全国赛区综合创意类一等奖。这是一次图形创意课程的有益尝试，在传统课程训练中加入交互性图形设计，激发了学生的成就感和对图形的认知。

　　图形创意课程的重点是对创造性思维的训练，通过形象思维、发散思维、逆向思维方式，结合同构、正负形等构型法进行创意思维训练。传统的课程训练是在平面纸质上的图形设计表达。多维形态表达的介入，使创作者需通过多维的思考进行图形创意，可以打破静态图形创意思维的局限，结合计算机图形软件进行创意图形的绘制，使静态图形动态化，在从“静”到“动”的转换中，创作者也会因其要表达动的图形创意，而关注颜色的变化、形状的变化转接、纵深感和位置的变化等，使学生得到多方面的训练。例如，在表达一个由树叶转换为和平鸽的图形创意时，图形会在一定时间内进行空间转换，动态的表达可以通过时间和空间的把握，将这一信息流充分传递，取得更好的视觉信息的传达性。在具体课程实施中，笔者有以下几点体会：

　　图形创意课程的重点为创意思维的训练，虽然最终以不同载体的图形（静态、动态、立体）形式呈现，但对图形形态的认识、图形形式的思考及创意概念的表达，核心依然体现在创意思维能力上。图形创意是创作者智慧和个性的表达，就如面对一个“点”的创意思维，在课堂头脑风暴和发散思维后的结果可能是水中的蝌蚪、五线谱上的高音符号，也可能是阿基米德眼中那个给我一个支点，我可以撬起的地球。图形创意充满了创作者思维的独特性和灵活性，它不应是单一的思维模式，还具有常规思维、逆向思维、发散思维以及收敛思维、跳跃性思维、线性思维等各种方法，往往突破思维的定式，借助想象、联想、理性与感性思维等方法，创作出现实与虚幻、技术与艺术结合的新颖独特的图形。图形表现可以借助数字媒体技术，将传统模式下图形的单一表达性外延出多种可能。可以运用动态、音效、立体等多元立体的创意出发点进行思维，比如图形有了动态表达可能性，那么创意思想可表达得更加丰满，但同时对图形课题思维的多元、立体化的思维框架提出了要求。

　　兴趣是最好的老师，应该打破单一、枯燥的理论讲授，结合新媒体技术下表达多样化、具有启发性和丰富内涵的图形创意案例教学，激发学生的兴趣。图形创意课程可以采用案例教学法，加强课堂互动、讨论等，调动学生学习的主动性和积极性，改变以往教师讲授、学生听讲的单向式教学法，让教学过程真正互动起来。鼓励学生通过各种多媒体渠道发现、分析、研究优秀图形创意，共同分析图形表达含义、表达方法等。教师和学生共同参与案例的分析，层层剖析优秀案例的创意思维出发点、表达方式、技术运用等。当学生通过案例分析和创造性思维点燃了创作欲望时，那么他会非常主动地调动各种表达方法来呈现创意，积极掌握创作中的手绘表达、电脑制作等技术，将艺术与技术很好地结合起来。

　　虽然数字艺术为图形创意设计插上了飞翔的翅膀，但在课程设置和训练方法上依然要符合创作规律。固然，动态的、立体的图形创意表达具有视觉的吸引力，但“静态”图形创意表达是核心和基础，应该注重创意思维的启发和运用，快速手绘，将创意灵感捕捉下来，依然要运用发散思维、思维导图等手段进行图形静态表达，这也对学生的手绘能力提出了要求。当前，计算机软件的功能和便利致使学生往往忽略手绘表达，特别是图形创意的数字化，使学生认为只要有创意和想法就够了，不必手绘图形了。著名艺术家李可染说：“练基本功的主要目的，就是强制约束自己的脑、眼、手，熟练地掌握创作规律的能力。”手和脑之间有密切联系，眼为脑之师，脑令手之行，在创意表达过程中，应运用手绘快速表达出思维碰撞创意的火花。在课程设置上，在课程前期依然应强化手绘表现，加强学生造型能力的训练。

　　将数字媒体技术引入图形创意课程中，探索图形创意的多维表达性，是艺术与技术相互统一的很好体现，但同时应注重课程的循序渐进。首先，图形创意课程就是运用创意思维的训练，思维训练是基础和核心。此阶段采用手绘表达方式，大量练习图形创作，运用联想等思维方式，结合平面图形构型法创作，遵循图形创作的规律和设计原则，在静态图形表达基础上遴选优秀作品，进行第二次创作，以此为出发点，加入多维的、立体的思维创意框架，将调动学生图形（下转第页）（上接第页）软件、数字媒体技术课程的知识点，起到专业课程的联动效应，有益于课程学习的交叉性和互动性。同时，因为有具体要解决的技术问题，学生学习软件的主动性和活跃度会大大提高。在教学上需加大实践环节，数字软件应用和和图形语言表达能力需要长期的训练和积累，将诸如项目训练、学科竞赛等实践课程结合起来。这样，通过专业理论知识传授、软件技能应用和实践课程项目训练等，真正达到课程联动、交叉教学、综合能力培养的目的。

　　拼盘式教学模式突破原先教师一人一课的单一模式，多样化整合学院教师的知识与能力，形成合力，形成集体智慧，是团队协作的全新教学法。我院以“包装设计”课程进行拼盘式教学改革试点，收到良好的教学效果。将数字媒体技术引入到图形创意课程后，整合图形创意思维表达、图形表现、计算机软件技术、数字媒体技术课程、竞赛、实战项目设计等，形成拼盘式教学模式。

　　第一，系统的课程管理。课程包括较多方面的知识点与相关内容，从初始建立时的单一性，向着课程设置的阶段性、渐进性、递进性合理配置。

　　关键词：工程教育；数字信号处理；多元化教学中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）22-0212-02

　　字信号处理是一门基础性很强的课程，信号与系统是它的先修课程，通信原理是它的拓展课程，该课程集数学、计算机和电子学为一体，是一门交叉学科。在数字信号处理课程中，既涉及基础理论和算法，还涉及硬件电路，覆盖面很广。对该课程的讲授也不能仅仅采用理论教学的方法，尤其是在工程教育的背景下，对学生的要求越来越高。基于工程教育背景，本论文以创新人才培养为目标，探索数字信号处理有效的教学方法和教学手段，培养学生分析问题和解决问题的能力。通过对教学方法的改革，将教学的指导思想变为以学生为主，改变学生传统的学习方式，充分调动学生学习的积极性，激发学生的学习兴趣，提高工程设计能力，为数字信号处理及其相关课程的改革提供参考和借鉴。

　　1.调整课程教学目标，强调工程素养及创新精神和实践能力的培养。根据学校本科生培目标的要求，在教学中要以加强基础、重视实践、增强能力、提高素质为目标，课程体系要分层次、多模块，即涉及基本技能培养有包含创新能力的培养。

　　2.调整教学理念。数字信号处理课程的教学理念应该是针对不同的教学内容，采用多种教学方式相结合，通过启发的方式，调动学生学习的积极性和主动性，激发学生学习的兴趣和能力，逐步提高学生独立分析、解决问题的能力，为今后的学习和工作打下基础。

　　3.改革教学方法。多种教学手段相融合，构建多元化、立体化教学模式。因为数字信号处理课程内容很抽象，理论性很强，传统的教学方式是教师的讲授式教学，学生往往处于被动接受的地位，这样就抑制了学生的学习主动性。为了改变这一现状，需要针对不同的教学内容，采用多种教学方式相结合的多元式教学模式，引导学生参与教学活动，变学生的被动学习为主动学习。①讲授式教学，对于课程中那些基础性较强，理论性较强的内容，学生难以理解，需要老师进行透彻的分析和细致的讲解。在教学过程中，教师要注意启发和引导学生，而不是全盘灌输，要注意教学的生动性，用生动的案例来吸引学生。②研讨式教学，采用研讨式教学方法，教师需要针对不同的教学内容和教学目标要求，精心思考，提出难度适中符合逻辑的问题，使学生能和同伴之间通过积极的讨论交流，达到自主学习的目的。研讨的内容以教材为主，辅以周围的生活实际，教学环境轻松自由，充分调动学生的学习积极性，鼓励他们自由表达，提出问题，对问题进行探讨，让学生通过这种研讨式的方式将所学的知识应用于解决实际的问题。③启发式教学，在教师主持下，为学生创设一个良好的学习氛围，调动其学习知识的积极性、主动性和创造性，引导学生对学习能够举一反三，激励学生的学习兴趣，促进学生的自学能力、分析和解决问题的能力、创新和组织能力的发展。④网络环境下的自主学习与协作学习，充分利用网络的信息开放性，构建多媒体化的协作、自主学习情境。数字信号处理课程网站主要有下面几个特点：一是较为丰富的教学资源，选编和收集国内外与课程内容有关的多媒体素材等，向学习者提供丰富的学习资源。二是相对灵活的网络交流，网站不仅实现了本课程的各个方面资源的表达共享，还通过服务器端程序的编制，实现一个的交流平台BBS。通过在线交流，学生老师实现远程交互，反馈信息。三是灵活的信息呈现，网站综合运用图片、多格式文本FTP系统等各种技术，把课程的资料以丰富多彩的形式呈现给学生。

　　4.完善教学文件。在教材建设方面，密切联系本学科和交叉学科的国内外最新发展动态，在参考国内外优秀教材的基础上编写适合本专业培养方案的《数字信号处理》教材，辅之以MIT大学等一些在数字信号处理教学中有重要影响的高校教材，并在现代信号处理、MATLAB辅助信号处理、DSP原理与应用等方面配合指定了大量教学参考书，使学生学习目的和发展方向明确化。同时提供相应的CAI课件、网络课程，以逐步形成立体化多媒体化的教材体系。

　　5.教学手段改革。教学手段上改变传统的粉笔式教学，逐步辅以图片、幻灯、录像、投影、CAI课件等多媒体信息，让抽象的原理能够以形象实用的方式高效地展现。

　　6.考试改革。启发式、探究式、讨论式、参与式等多元化教学的同时，也要改革考试方式。考试方法从某种意义上来说，是引导学生学习的指挥棒，这根指挥棒的运用是否得当，对学生学习能力的培养将产生很大的影响。在考核方式上，可以采用开卷、闭卷等多种形式。注重学生的日常知识积累、检测学生的综合设计能力。在考核内容上，注重学生的分析和综合能力，在强调考核知识的综合应用、基本概念以及基本内容的同时加大分析与综合型试题的比重，并有10%的拓展、创新题。这样，可以在保证试卷适用于大部分学生的同时，也拉开了成绩的分布，能够较为客观地考核学生的学习状况。评价形式多元化，既有分数，也有评语；既有课内，也有课外。可以让学生参与课程考核的评价方案，让他们及时了解自己在自我构建知识体系的过程中取得的成绩和进展，使考核评价成为一个继续学习的过程，充分体现学生在自主学习中的主题地位。

　　7.提高教师素质，打造教学和科研团队。多元化教学方法的改革需要教师有充足的知识储备，以应对学生可能提出的很多问题，所以教师要加强理论知识学习，增加理论知识储备与应用能力，不断完善自己的知识结构与智力结构。需要建立一支在素质上具备良好的职业道德和高尚的思想境界、具备现代教育理念、掌握现代教育技术、具备较强创新精神的教学科研能力的教师队伍。

　　通过工程教育背景下实施数字信号处理多元化教学方法的改革与实践，构建了新的课程体系，从整体上对“数字信号处理”课程内容进行了整合和优化，初步建立信号处理多元化教学新模式，将多种教学手段和方式相结合，取得良好的教学效果。

　　[1]赵春晖，董宇艳.“差异化教育与人才竞争优势”[J].黑龙江高教研究，2008，（7）：92-94.

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　　[4]程佩青.数字信号处理（第二版）[M].北京：清华大学出版社，2001.

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