信号处理类课程在应用型人才培养中的教学改革探索*

张亚峰 张晓朋

(平顶山学院信息工程学院，河南 平顶山 467000)

现代科技日新月异，技术进步飞快。在现代系统中，处理的主要对象仍然是各种各样的信号。如医院中CT、X光等医疗辅助手段能够帮助医生快速准确的定位患者的病变信息、病变程度等，从而为下一步制定具体的治疗方案提供帮助，这里应用到的是图像信号。对于信号的处理在生活中的应用随处可见。作为电子信息工程专业的学生来讲，信号处理类课程是他们要重点掌握的课程体系之一[1-2]。在平顶山学院向应用型大学转型发展的过程中，我们结合学生认知特点和学习接受程度，以及信号处理类课程的学科特点，进行了有益的探索。

一、重构教学内容

信号处理类课程主要包含《信号与系统》、《数字信号处理》等课程内容。这两门课程的知识结构相近，存在着知识点重复的问题，内容配合的不好，没有形成一个有机的整体；数学分析量大，公式推导较多；理论联系实际薄弱，原理、方法与应用脱节[3]。

为此，我们对传统的信号处理课程体系进行了调整与改革，建立起信号处理系列新课程体系，在“信号与系统”中，突出基本原理与概念；在“数字信号处理”中，突出数字化方法与技术。具体实施内容为：“信号与系统”课程中，强调连续信号与系统的时、频域分析，并把离散信号与系统的时、频域分析放在相应连续信号与系统分析的后面。调整后，将离散信号和系统的时域、频域分析统一放在此课程的最后讲授。通过这样的调整，让学生在紧接着开设的“数字信号处理”课程中进一步加深对离散信号和系统在实际中的应用。

二、引入工程实际案例

《信号与系统》和《数字信号处理》两门课程的特点是数学推导多、数学公式多及物理意义抽象，记忆、理解教学内容存在着一定难度。为培养应用型人才服务，结合理论教学内容，引入了工程实际案例。理论教学突出知识、概念物理意义的阐述，工程案例介绍它们在实践当中的具体应用。图1所示为连续信号时、频域分析的整体教学设计。

结合生活中最常见的音频信号，向学生介绍信号的时域分析方法(如延时、加法和乘法运算、尺度变换等)，可以让学生直观的感受到这些概念的物理意义及实际用途；在分析的过程中引入噪声，可以顺利的让学生了解到：时域分析方法存在不足，进而为频域分析做好铺垫。在频域分析的教学过程中，结合时域和频域采样、调制与解调、频率转换等知识的实际应用，让学生更清晰的了解到所学理论知识、概念在实际当中的用途，既激发了学生的学习兴趣，又让他们建立起系统的概念体系。

三、提升学生的动手实践能力

作为应用型大学，培养高素质的应用型人才是高校的首要任务之一。在课堂教学过程中，通过演示实验、分析讨论等方式，让学生参与到实际问题的解决过程中。在实践教学中，通过安排学生完成一定量的实验课题，让学生真学、真做、真体会，通过亲自动手，完成实验课题。例如：以大家最常见的语音信号为例，通过纯净语音信号加噪声，让学生结合所学滤波器设计的知识，通过对加噪声信号进行频域分析，自主确定滤波器的设计指标，结合MATLAB中滤波器设计命令函数，完成语音信号滤波。通过对加噪声信号、去噪信号信号的对比，更加直观的了解到滤波的概念及其作用[4-6]。

图1 连续信号时、频域分析整体教学设计

四、结语

信号处理能力是电子信息工程专业学生必备的能力之一。课题组对课程知识、结构体系进行了系统的梳理，结合科研项目，通过课程体系及教学内容的重构、课堂教学及实践教学引入工程案例和利用实践课题引导学生提升动手实践能力等措施，电子信息工程专业的学生学习的效率和效果得到了很大的提升，学生学习积极能动性有了很大的改善。