数字信号处理论文篇1

在当前计算机信息技术不断发展的形势下，数字信号作为其中的一部分，与之相对应的数字信号课程也同样占据着非常重要的地位。数字信号是以算法作为主体核心的课程，其自身的理论性非常强，在数字信号的学习过程中，由于书本中的知识点或者是一些概念大多都以一种比较抽象的方式呈现，再加上教学方法和教学手段单一，具有一定的局限性。在这种形势下，数字信号课程的教学质量和水平一直停滞不前，并没有取得良好的成效。在这种情况下，将LabVIEW引入课程辅助教学中，不仅能够让学生以一种简单化的方式来进行知识的学习，而且能够取得良好的教学效果。

一、LabVIEW与数字信号处理

LabVIEW的程序设计与传统文化程序设计相比，具有明显的差异性。LabVIEW在实际应用过程中，主要是利用图形化语言，通过使用功能节点，与图形化自身的程序流程进行有效结合，这样不仅能够利用流程控制结构来对程序功能进行有效的控制，而且能够促使程序在设计过程中，其自身的形象更加直观化。这样一来，能够从根本上简化内存分配、程序调试以及多线程序等程序设计细节，这样能够促使学生在学习过程中，将精力放到问题的实际解决方面，这样才能够保证最终的教学效果。在程序结构的设计和使用过程中，LabVIEW将一个完整的程序分为前面板和程序框图，在实际操作过程中，将前面板拖入图形控件中，就能够以非常简单便捷的方式，实现程序界面的美观性，将其自身的影响和作用充分发挥出来[1]。对于其中的显示控件，可以根据实际情况，对其进行相应的设置，从而实现丰富的曲线、图形以及图象的整体显示。在实际应用过程中，可以发现LabVIEW在GUI以及程序设计过程中，其自身的形象化与Matlab软件之间有非常大的优势。在数字信号处理教学中，LabVIEW能够从根本上实现测量以及自动化的应用数据分析，其自身有非常强大的数字信号处理函数节点，在实际应用过程中，能够发挥非常有效的作用[2]。在实际操作过程中，其自身按照信号生成、运算、滤波器以及其他功能的提供，有利于对这些内容进行切实有效的查找和分析，这些功能在数字信号处理教学过程中，不仅有利于使用，而且能够取得良好的教学效果。

二、LabVIEW与虚拟仪器

虚拟仪器是一种在计算机基础上的自动化测试仪器系统，在实际应用过程中，能够发挥非常良好的作用。虚拟仪器在实际应用过程中，主要是通过自身的软件，将计算机的一些硬件资源与仪器硬件进行有效结合，这样不仅能够从根本上提升计算机自身的处理能力，而且能够促使其自身与仪器硬件的测量以及控制进行有效结合，从而发挥出更多的功能性作用[3]。这样不仅能够从根本上缩小仪器硬件的成本和体积，而且能够通过软件的应用，实现对数据的显示、储存以及处理，以保证最终的处理结果。LabVIEW是美国一家仪器公司推出的虚拟仪器开发平台软件，主要是利用图形化的编程语言，打破了传统软件的局限性。传统软件在应用过程中，基本上都需要相对应地进行程序代码的编写和应用，但是LabVIEW则主要是利用流程图或者是程序框图来实现。这样不仅能够从根本上让编程者感受到强大的图形化编程语言方式，而且具有一定的灵活性。由于自身在实际应用过程中，被广泛应用到各个行业以及领域中，已经逐渐被视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。利用LabVIEW软件有利于建立属于学生自身的虚拟仪器，其自身的图形化界面能够促使学生在接触编程的过程中感受到乐趣[4]。

三、LabVIEW在数字信号处理教学中的应用优势

在实际教学过程中，LabVIEW图形化的语言直觉特性能够让学生保持高度集中的注意力，将注意力全部放在被教授的理论知识上，而不是在文本工程软件应用开发的基础上，将关注点全放在编程的一些细节方面。将LabVIEW应用到数字信号处理教学中，不仅能够促使学生在短时间内对基础理论知识进行深入的了解和学习，而且能够让学生适当地开发出一些复杂的应用程序，对学生的理论知识学习以及动手实践操作能力的提升来说，都有非常重要的作用[5]。在LabVIEW的应用过程中，教师要注重将课本上一些理论性比较强的知识转换成为直观性比较强的知识，这样不仅有利于学生的理解和认识，而且能够加深学生对理论知识的印象。促使学生在保证积极性和学习主动性越来越高的同时，能够取得良好的学习效果，促使数字信号处理教学的整体质量和水平能够有所提升。

四、LabVIEW在数字信号处理教学中的实际应用分析

（一）滤波器的设计与应用

数字滤波器的设计是数字信号处理教学实施过程中的重点教学部分，同时也是教学过程中的难点部分，对学生的学习来说，很容易形成一定的阻碍影响。在对滤波器的设计过程中，由于其自身的整个过程运算量比较大，并且要根据实际情况的不同，对滤波器进行设计，从而达到不同的滤波效果，在实际应用过程中，才能够将其自身的影响和作用充分发挥出来，达到最优的设计水平[6]。在这种形势下，如果利用LabVIEW软件来进行计算机的辅设计，不仅能够从根本上减少计算量，而且能够实现快速有效的滤波器数字设计，帮助学生将一些抽象的知识以一种直观简单的方式呈现出来，在保证学生学习兴趣不断提升的同时，从根本上保证数字信号处理教学的整体质量和水平有所提升。在LabVIEW实际应用过程中，结合滤波器的形成原理，设计的FIR滤波器前面板以及后程序框图，前编面板主要利用在显示方面，对各种控件进行切实有效的操作，对相关的参数进行设置，对滤波器的类型以及窗函数进行选择，在保证滤波器自身的价值充分发挥出来时，能够从根本上起到良好的教学辅助作用。在实际的设计过程中，可以利用控制前面板上开关或者是按钮，通过键盘以及鼠标的操作，将其自身与滤波器的幅频、相频特性进行有效结合，促使其自身能够满足设计的整体需求。在实际设计过程中，可以对参数以及滤波器类型进行切实有效的调整和分析，根据实际情况采取有针对性的措施，在保证能够达到最佳效果的同时，促使学生在学习过程中更容易地接受一些难点[7]。

（二）信号的频谱分析

在数字信号处理教学的实际开展过程中，在对数字信号进行分析的时候，基本上可以从两个方面来进行，其中包括时间域、频率。有些在时间域方面表现出的复杂信号在转换到频率域时可能会比较简单，比如说在实际应用过程中，混合了几种不同频率的正弦信号，在时间域中其自身的波形是没有办法按照科学合理的流程来展示的，经常是以一种没有序列的方式呈现。但是一旦转换到频率域中，就是非常简单的几根谱线，所以在这种形势下可以看出，信号的频谱分析在数字信号处理中占据着非常重要的地位。离散傅里叶变换是对数字信号频谱分析的一种有效工具，吸收LabVIEW语言有利于对离散信号的频谱分析[8]。在整个过程中，学生可以通过对相关参数进行调节，直观地看出离散傅里叶在实际变换过程中的作用。其自身存在的频谱泄露现象以及栅栏效应，能够从根本上加深学生对数字信号处理等相关理论知识的印象。

（三）声音的现场采集

在数字信号处理教学的实施过程中，为了从根本上保证学生在学习过程中的有效性，就需要将LabVIEW应用其中，将其自身的影响和作用充分发挥出来，在保证充分调动起学生积极性和主动性的同时，有效地提高数字信号处理教学的整体质量和水平。在进入课程教学阶段之后，为了说明信号与实际生活之间的密切联系，在LabVIEW的应用过程中，通过对其进行简单的设计和分析，可以利用PC的声卡和麦克风实现在教学课堂现场的声音采集，并且利用多媒体技术将声音采集后的内容显示在投影仪上。在实际应用过程中，由于采集的是实际信号，并且其自身是处于连续动态实时显示的形势下，学生可以直接以枝干的形式看到信号的具体形态特征。这样不仅能够从根本上激发起学生的学习兴趣和学习积极性，而且能够意识到信号在生活中的重要性和必要性。无论是对学生的学习还是数字信号处理教学的整体质量和水平来说，都有非常重要的作用。

综上所述，LabVIEW在数字信号处理教学过程当中的实际应用，不仅能够从根本上调动起学生的学习兴趣和学习积极性，而且能够保证数字信号处理的整体教学质量和水平有所提升。将LabVIEW应用到数字信号处理教学中，能够将原本比较复杂难懂的知识以一种简单的方式呈现出来，让其能够成为数字信号处理教学中非常有效的辅工具，将其自身的影响和作用发挥出来，为数字信号处理教学的质量提升提供保障。

作者:何海浪 黄乘顺 单位:邵阳学院信息工程系

参考文献：

［1］张易知，肖潇，张喜斌，等.虚拟仪器的设计与实现［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2010-02.

［2］谢启，温晓行，高琴妹，等.LabVIEW软件中菜单形式的用户界面设计与实现［J］.微计算机信息，2010（9）.

［3］谭勇.LabVIEW在数字信号处理课程教学中的应用［J］.中国现代教育装备，2012（8）.

［4］姜利英，张艳.LabVIEW在数字信号处理教学中的应用［J］.中国电力教育，2011（9）.

［5］马永力.LabVIEW在数字信号处理中的应用［J］.科技广场，2010（7）.

数字信号处理论文篇2

首先，授课教师应在课前充分了解《数字信号处理》课程的全部教学内容中有哪些涉及前期的预修课程，并将所有涉及的课程和对应的知识点罗列出来。然后，教师应了解学生是否全部学习过所有的预修课程和所包含的知识点。（1）对于已经学过的预修课程，教师逐一查阅相关教材，摘出本课程中涉及到的知识点所对应的应用条件、关键内容、主要结论以及必要的推导过程等。以《高等数学》为例，本课程涉及到的知识点主要有：反函数和复合函数求导、等比级数求和、欧拉公式、傅里叶级数和微分方程求解等。（2）如果有某一门课程没有学过，例如我校没有开设《积分变换》课程，那教师就应从更基础的《高等数学》课程出发，将本课程所涉及的知识推导出来，以便在课堂授课中补充，或作为参考资料提供给学生自学。（3）有些知识点虽然在预修课程中有所涉及，但可能不是重点或不够系统，那教师就应根据前期所学知识，结合本课程需要，进行必要的归纳总结，以便学生根据个人学习情况参阅。例如本课程中数字滤波器设计是授课的重点内容，其中需要掌握模拟滤波器设计的相关知识，但是预修课程中并没有系统讲述，因此教师就应整理各种模拟滤波器的公式、特点和设计方法并将其融合到授课过程中。由于《数字信号处理》本身就是一个严格的理论体系，其中所有的定理和性质都是可推导或可证明的，而且推导和证明过程也是要求学生掌握的，因此教师在授课中就必须保证所有的推导过程都是学生以自身所掌握的知识可以理解和独立完成的。

1.2建立通畅的师生交流渠道

首先，应转变观念，即使在大学高年级，课程教学也应该是以学生良好掌握本课程的知识和技能为标准，而不应仅仅是完成教学任务。这就要求教师和学生之间具有良好、通畅的交流渠道，以便教师能及时了解学生的学习进展情况、学习过程中存在的疑问以及对课程学习的建议和意见等。同时，也便于教师及时通知学生应预先复习的知识和应准备的材料、对学生提问的答复以及对后续课程教学的调整等。因此，建立通畅的师生交流渠道非常必要。我们认为师生的交流渠道应是多方面的，为此我们采用了多种的交流形式。（1）师生见面会：一般在课程开始之前或前期进行，所有参与授课的教师和全体学生面对面座谈，从而实现初步的了解。（2）课代表制：在学生中选择一名同学作为本课程的代表，负责收集学生中的问题、意见等并及时反馈给教师，同时将教师的通知及时传达给所有学生。（3）公布教师的办公室地址、电话和E-mail：让每一名学生都能找到教师，以便提出问题并得到教师的辅导。（4）《数字信号处理》网络课程平台：本课程已经构建了较为完善的网络课程，其中包括课程授课幻灯、教案、典型习题、课程电子公告片率系统（bulletinboardsystem，BBS）、其他参考资料等。（5）最新的即时通讯工具：例如QQ、微信等。（6）晚自习答疑：每周安排一个晚自习由1名授课教师到学生自习的教室进行答疑，学生如有课程学习中的疑问可以自由提问。通过上述措施，在教师和学生之间构建全方位、全覆盖的交流渠道，既包含了传统的见面辅导形式，也引入了学生中流行的即时通信工具，从而可以保证学生面对面或不见面地提出学习中的疑难问题，便于教师了解和掌握学生的学习状态。

1.3在作业批改和实验过程中深层次了解

前面的师生交流，更注重学生主动提出问题，以寻求教师的答复。不过在我们的教学经历中，有些学生不擅长或者不习惯主动提问题，而喜欢等待接受教师讲解的课程内容。这样，教师就不容易把握学生的个人学习情况，也就难以进行个性化教学。《数字信号处理》课程注重理论知识的学习，因此教师每讲授一部分内容都会给学生布置一些习题作业。我们的要求是学生在作业中要写出完整的解题步骤，提倡学生抛弃草稿纸，将所有的中间过程都写到作业本上。通过对作业的批改，教师就能从中发现每个学生对课程内容的掌握情况，及时发现问题。《数字信号处理》课程也强调理论知识的运用，因此安排了接近1/3的学时用于上机编程实验。学生利用课堂所学理论知识在计算机上编程实现，并将结果显示出来。但是这个过程并不一定是一个顺理成章的事情，大部分学生都不能够一次完成。因此，教师应不停地巡视每个学生的编程过程，及时发现问题并给出建议。

2个性化教学方法

开展个性化教学，并不是进行个别教学，也不是要否定传统的课堂授课。我们认为个性化教学是对课堂授课的补充和完善。另外，个性化包含2层含义：一是不同年级的学生之间存在差异，教师需要针对性地调整或强调授课内容；二是不同学生之间知识背景存在差异，教师应进行个别辅导。

2.1课堂上重点讲解共性难点

通过前期多种形式的师生互动，教师对学生的知识背景应该有较全面的了解，特别是要掌握可能缺失的知识点。在课程备课和幻灯制作过程中，教师就应有针对性地对存在的共性问题进行重点准备，例如对涉及前期预修课程中的知识点进行提示或回顾，对学生缺失的知识进行补充，对前期不系统的知识进行归纳和整理。在课堂授课过程中，不断观察学生的学习状态，发现多数人有疑问时应反复讲解，必要时辅以板书推导。同时，鼓励学生在上课过程中主动提问，并在每次课结束前预留3~5min进行简短答疑。另外，对后续课程学习中可能涉及的预修知识应要求学生进行复习。

2.2合理布置作业并认真批改

教师布置给学生课后完成的作业应涵盖主要的授课内容，应有一定的题量，期望学生通过做作业复习重点知识，特别是综合运用已学过的知识分析和解决问题。教师应重视对学生作业的批改，逐步审阅，并明确指出出错或遗漏之处，如有需要可给出修改思路的提示。曾出现过某一道并不难的作业却有很多学生做错的情况，对此种情况，教师要不怕麻烦对每一个学生都给予纠正，避免疏漏。而且《数字信号处理》课程习题的突出特点是一题多问，后面的问题需要前面问题正确的结果作条件，常常出现第一问解题错误，导致后面几问即使方法得当也无法得到正确的结果。对此种情况，教师不仅要指出第一次出错的地方，而且还应对后续求解的方法予以评价，便于学生自己改错。教师对所有学生作业中存在的问题还应及时归纳。由于学生做作业和教师批改作业都需要一定的时间，一般会有2周的延时，因此教师应注意利用后续授课中的点滴空闲时间或少量的课后时间，进行作业情况的分析。这一做法往往颇受学生的喜爱。

2.3利用课间进行个别辅导

一般每次授课是2个学时连在一起上，学时之间有10min的休息时间。教师应注意在课间主动走到学生中间，这样会无形之中鼓励学生主动提问。我们在教学中发现，当教师站在讲台上时，学生要提问可能需要更多的勇气；而如果教师走到学生身边时，学生会感觉与教师的距离缩短了，从而可能较随意地提问。这样，教师才能有针对性地对学生进行个别辅导。同时，几次之后就有助于树立一种主动提问的良好氛围，有利于教师更好地把握教学效果，节省了猜测和估计的时间。

2.4在线响应学生提问

除了鼓励学生在课堂上提问外，教师应接受并适应学生通过他们熟悉和感兴趣的交流方式提问，并及时作出响应。上述2种提问方式类似于实时和非实时的关系，这本就是数字信号处理技术的突出优点，而且新的交流工具实际上也是数字信号处理技术进步的体现。作为教授本课程的教师也应紧跟时代的步伐，让学生感觉与教师之间没有代沟，更重要的是让学生对本课程产生更浓厚的兴趣，激发主动学习的热情。

2.5让学生独立完成编程实验

计算机编程实验是《数字信号处理》课程教学的重要组成部分，我们要求给学生提供单人单机的实验条件，虽然实验内容相同，但强调每个学生独立完成。教师不仅仅应关注最终的实验结果，还应在学生进行实验的过程中不断巡视，及时回答学生提问，或发现学生有疑难主动给予帮助。每个学生对课程教学内容的掌握程度不同，存在的难点也可能有差别，而且实验的进度更是差别明显，因此集中讲解并不必要，个别辅导才是更佳的选择。

2.6确立每周一次晚自习答疑

由于本课程教学内容多，而学时有限，在制定教学进度时无法留出完整的学时进行答疑。为此，我们尝试每周安排1名授课教师在学生晚自习时到教室答疑。通常教师不站在讲台上，而是在教室后面等待学生个别提问并解答。没有问题的学生则正常自习。经过一个学期的试验，这种方法效果较好，我们将其固定为一种辅助的教学手段。

数字信号处理论文篇3

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）07（a）-0153-02

目前，几乎所有的工程技术领域都会涉及到信号处理问题，而数字信号处理由于具有精度高、可靠性强以及便于大规模集成等特点，已成为发展最快、应用最广泛的学科之一[1]。《数字信号处理》作为通信、电子类专业的一门重要专业课程，目前已广泛应用于语音、图像、雷达、通信、控制、声纳、航空航天、故障检测、遥感遥测、生物医学、地质勘探、自动化仪表等领域[2]。但是，《数字信号处理》课程目前的教学模式仍侧重于理论讲授，不能充分体现工程应用性，不利于应用型人才的培养。因此，《数字信号处理》课程的改革与实践势在必行。

《数字信号处理》课程以《高等数学》《线性代数》《信号与系统》等课程为基础，同时又作为《随机信号处理》《图像处理》《自适应信号处理》等后续课程的基础，具有承上启下的作用[3]。该课程具有较强的理论性，涉及到的公式推导繁多，对学生的数学基础有一定要求[4]。因此，应结合应用型地方本科院校的特点和需求，对《数字信号处理》课程进行教学改革与实践。

1 数字信号处理课程传统教学存在的问题

1.1 传统课堂缺乏师生间的有效互动，不利于学生自主学习

传统课堂以教师讲、学生听为主，这种满堂灌的教学过程缺乏师生间的有效交流和沟通，无法持续激发学生的自主学习动机，亦不能将学生学习过程中存在的问题及时反馈给教师，从而导致教师无法掌握学生对授课知识的理解和应用程度，学生的学习积极性也不高，缺乏自主学习的动力。

1.2 授课偏重理论，缺乏应用性

《数字信号处理》课程的理论性较强，公式推导多，需要具备一定的数学基础和《信号与系统》课程基础。目前的教学体系偏重理论知识的讲解，而忽视了理论结果的物理意义以及在工程实践中的应用，导致学生感到抽象和枯燥。部分同学由于前期基础课程学得不够好，缺乏自信心，对《数字信号处理》课程产生畏难情绪，从而缺乏学习热情和学习动力，学习积极性不高。

1.3 目前的教学模式多为自底向上，学生对课程的整体把握不足

当前的教学模式主要采用自底向上的方法授课，即将整门课程的知识点分解细化，分块讲述各部分知识点，此教学模式容易使学生只见树木、不见森林，即只掌握单独的知识点，却不能从整体上把握课程的核心思想。

1.4 授课方式单一，学生理解困难

目前的授课方式要不采用传统的黑板板书的形式，要不完全采用多媒体课件讲授，板书授课方式容易使学生陷入仅重视理论推导而不重视应用的误区，完全采用多媒体课件授课的方式则忽略了重要结论的理论推导，不利于基础知识的掌握[5]。

2 基于微信公众平台的数字信号处理智慧课堂建设

针对传统课堂师生间缺乏有效互动的问题，通过开发微信公众号，以微信公众平台为载体，微信用户可以利用微社区进行互动，并设定固定时间进行教师在线答疑。针对学生反馈的共性问题和重点难点知识点录制微课视频，并将录制好的微课视频上传至腾讯视频，在微信公众平台制作关键词回复，通过回复关键词就可以观看相应的微课视频，从而使学生随时随地打开微信公众号，即可实现在线答疑解惑。一方面可以增加学生的参与性，从而激发学生的学习热情，提高学生的学习积极性和自主学习的能力；另一方面教师可以通过后台数据，掌握学生反馈的问题和学习情况，从而以问题为导向开展课堂教学，实现智慧课堂平台建设。

针对《数字信号处理》课程理论性较强、不易理解的问题，通过开发MATLAB图形用户界面，将典型的数字信号处理算法和实际案例通过MATLAB图形用户界面演示给学生，使学生通过工程案例加深对数学概念和物理概念的理解和掌握；并将开发好的MATLAB图形用户界面加载到微信平台，使学生亲自参与到数字信号处理算法的验证和实际工程案例的应用中，从而将理论与工程应用联系起来，真正做到物理概念、数学概念和工程概念的有机统一。

针对自底向上的教学模式导致学生对课程整体把握不足的问题，在课堂上，结合学科发展的最前沿，以具体工程实例导入，引出所涉及的理论知识，让学生从整体上把握理论知识。在课后，布置结合前沿科技的思考题，让学生了解最新研究成果，追踪学科前沿动态，并对整体内容进行归纳总结，帮助学生对所学知识进行整体把握。在制作配套教材的多媒体课件时，采用自顶向下的设计思路，从实际应用问题出发梳理课程的整体构架和知识体系，将涉及到的知识点以“知识链”或“知识树”的形式进行层层分解演示，将知识点串接起来，使学生对课程有一个整体把握，并将制作好的多媒体课件，加载到微信公众平台，供学生参考学习，从而使学生对课程整体构架和知识体系有更好把握。

单一的授课方式要么过于重视理论知识的讲解，要么缺乏对重要结论的理论推导，容易陷入极端，不利于学生综合素质的提高。因此，有必要研究能提升教学效果的多元化授课方式。对于重要公式的推导，采用板书，板书能够帮助学生跟随教师的思路领悟具体的推导过程，从而加深对公式的理解和掌握。对于不易理解的内容和具体案例的讲解，采用多媒体，通过图像、动画的演示，将抽象的概念形象化、具体化，以加深对理论的理解，并启发学生的思维。同时，将MATLAB软件应用于教学，淡化理论教学与工程实践的界限，通过编写程序可以简化繁琐的计算过程，并直观观察各种参数对结果的影响，进一步理解工程算法的应用，达到事半功倍的教学效果。

通过搭建微信公众平台，将在线辅导答疑、MATLAB图形用户界面演示、微课视频、多媒体课件整合起来，实现数字信号处理移动智慧课堂的建设。基于微信公众平台可以实现师生间的实时反馈，不仅有利于教师及时修正完善教学方式和教学内容，而且增加了学生的参与性，提高了学习的积极性，实现了师生教与学的双赢。

3 结语

通过将现代教育资源整合到微信公众平台，实现《数字信号处理》课程的智慧课堂建设，是“互联网+教育”的一个重要应用。该文的研究成果扩展性强，可以根据教学需要，灵活添加教学资源，使传统的封闭课堂走向开放，利用开放的互联网平台，可以将该文的研究成果更便捷推广到其他专业的教学中。

参考文献

[1] 高西全，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] 王恩亮，张丽华.应用型高校“数字信号处理”课程教学改革与实践[J].科技经济市场，2012（12）：98-99.

数字信号处理论文篇4

1 数字信号处理涉及的理论

数字信号处理就是用数值计算的方式对信号进行加工的理论和技术，它的英文原名叫digital signal processing，简称DSP。有时人们也将DSP看作是一门应用技术，称为DSP技术与应用。数字信号处理是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。数字信号处理与模拟信号处理是信号处理的子集。

数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域，这通常通过模数转换器实现。而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域，这是通过数模转换器实现的。

2 数字信号处理的优点

2.1 灵活性

数字信号处理系统（简称数字系统）的性能取决于系统参数，这些参数存储于存储器中，很容易改变，因此系统的行能容易改变，甚至通过参数的改变，系统可以变成各种完全不同的系统。灵活性还表现在数字系统可以分时复用，用一套数字系统分时处理几路信号。数字系统可以实现智能系统的功能。可以根据环境条件、用户需求，自动选择最佳的算法，例如，软件无线电等。软件无线电的基本思想就是：将宽带A/D变换器及D/A变换器尽可能的靠近射频天线，建立一个具有“A/D―DSP―D/A”模型的通用的、开放的硬件平台，在这个硬件平台上尽可能利用软件技术来实现电台的各种功能模块。例如，通过可编程数字滤波器对信号进行分离；使用数字信号处理（DSP）技术，通过软件编程来实现通信频段的选择以及完全传送信息抽样、量化、编码/解码、运算处理和变换等；通过软件编程实现不同的信道调制方式的选择，如调幅、调频、单边带、跳频和扩频等；通过软件编程实现不同的保密结构、网络协议和控制终端功能等。

2.2 高精度和高稳定性

数字系统的特性不易随使用条件的变化而变化，尤其使用了超大规模集成的DSP芯片，使设备简化，进一步提高了系统的稳定性和可靠性。运算位数又由8位提高到16、32位，在计算精度方面，模拟系统是不能和数字系统相比拟的，为此，许多测量仪器为满足高精度的要求只能采取数字系统。

2.3 便与大规模集成

数字部件具有高度的规范性，对电路元件要求不严，容易大规模集成和大规模生产，价格不断降低，这也是DSP芯片和超大规模可编程器件发展迅速的主要原因之一。由于采用了大规模集成电路，数字系统体积小、重量轻、可靠性高。

2.4 可以实现模拟系统无法实现的诸多功能

数字信号可以存储，数字系统可以进行各种复杂的变换和运算。这一点更加使数字信号处理不再仅仅限于对模拟系统的逼近，它可以实现模拟系统无法实现的诸多功能。例如，电视系统中的画中画、多画面以及各种视频特技，包括画面压缩、画面放大、画面坐标旋转、演员特技制作；变音变调的特殊的配音制作；解卷积；图像信号的压缩编码；高级加密解密；数字滤波器严格的线性相位特性，等等。

3 数字信号处理的应用

3.1 数字滤波器

数字滤波器的实用型式很多，大略可分为有限冲激响应型和无限冲激响应型两类，可用硬件和软件两种方式实现。在硬件实现方式中，它由加法器、乘法器等单元所组成，这与电阻器、电感器和电容器所构成的模拟滤波器完全不同。数字信号处理系统很容易用数字集成电路制成，显示出体积小、稳定性高、可程控等优点。数字滤波器也可以用软件实现。软件实现方法是借助于通用数字计算机按滤波器的设计算法编出程序进行数字滤波计算。

3.2 语音信号处理

语音信号处理是信号处理中的重要分支之一。它包括的主要方面有：语音的识别，语言的理解，语音的合成，语音的增强，语音的数据压缩等。各种应用均有其特殊问题。语音识别是将待识别的语音信号的特征参数即时地提取出来，与已知的语音样本进行匹配，从而判定出待识别语音信号的音素属性。关于语音识别方法，有统计模式语音识别，结构和语句模式语音识别，利用这些方法可以得到共振峰频率、音调、嗓音、噪声等重要参数，语音理解是人和计算机用自然语言对话的理论和技术基础。语音合成的主要目的是使计算机能够讲话。为此，首先需要研究清楚在发音时语音特征参数随时间的变化规律，然后利用适当的方法模拟发音的过程，合成为语言。其他有关语言处理问题也各有其特点。语音信号处理是发展智能计算机和智能机器人的基础，是制造声码器的依据。语音信号处理是迅速发展中的一项信号处理技术。

3.3 振动信号处理

机械振动信号的分析与处理技术已应用于汽车、飞机、船只、机械设备、房屋建筑、水坝设计等方面的研究和生产中。振动信号处理的基本原理是在测试体上加一激振力，作为输入信号。在测量点上监测输出信号。输出信号与输入信号之比称为由测试体所构成的系统的传递函数（或称转移函数）。根据得到的传递函数进行所谓模态参数识别，从而计算出系统的模态刚度、模态阻尼等主要参数。这样就建立起系统的数学模型。进而可以做出结构的动态优化设计。这些工作均可利用数字处理器来进行。这种分析和处理方法一般称为模态分析。实质上，它就是信号处理在振动工程中所采用的一种特殊方法。

4 结论

本文通过对数字信号处理的理论、优点、应用的介绍使我们对数字信号处理的基本理论以及数字信号处理的优点以及在生产生活中的应用有了更加深刻的理解。

数字信号处理论文篇5

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（a）-0180-01

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。因此，为了帮助学生对结论的理解和接受，有必要适当加入板书推导。

1.3 构建知识网络，建立各知识点之间的联系

《数字信号处理》这门课，知识点多而复杂，学生往往对各个知识点之间的联系搞不清楚。实际上，数字信号处理课程系统性很强，各个知识点是紧密联系的，可以通过构建知识网络的方式加强知识点之间的联系。比如：对于离散时间信号分析中介绍的DFS、DTFT、DFT等变换，通过图1构建的知识网络，可以使学生理解这几种变换之间的逻辑关系，便于学生对知识的理解与掌握。

1.4 通过建设网络教学资源，使教学资源共享化

将课程的教学大纲、教案、习题、课件、参考文献等教学资料在Internet上开放，实现教学资源共享。通过开设网络辅导、网上课程研讨、网上交付作业与实验报告和优秀作业展示，建立例题解答范例库和自测试题库等方式，可以方便学生自学和开展远程教学，使书本内容与教辅网站的参考资料相结合。教学资源的共享化可以使教学内容的广度和深度得到明显提高，为学生自主学习提供广阔平台。

2 实践教学改革

2.1 Matlab软件在《数字信号处理》教学中的应用

Matlab（矩阵实验室）是目前高等院校与科研院所广泛使用的优秀应用软件。为配合数字信号处理课程教学，在Matlab软件环境上可以进行数字信号处理实验教学平台的开发，将抽象的理论和概念用易于理解的可视化图形演示给学生看，通过这种方式，学生对数字信号处理课程基本概念、基本原理的理解会进一步加深。

2.2 将LabVIEW软件应用于《数字信号处理》教学中

LabVIEW是美国国家仪器公司（National Instru-ments，NI）推出的一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程软件。在数字信号处理教学中，利用LabVIEW软件自带的信号处理套件，学生只需要拖放图形控件，便可轻松快捷地开发出人机界面友好、操作方便的应用程序，将书本上理论性较强的知识转换成直观的图形，从而加深学生对理论知识的理解，提高他们的学习兴趣。

2.3 CCS软件在《数字信号处理》实践教学中的应用

CCS是美国得州TI公司推出的DSP系统的一种开发软件，是目前使用最为广泛的DSP开发软件之一。在实践教学中，基于DSP技术在CCS开发环境下可以实现数字信号处理的理论与算法，观察其动态仿真过程，并可以将调试好的算法代码下载到DSP芯片中运行。采用CCS软件开发DSP实验，既可以加强学生对数字信号处理基础的掌握，又可以锻炼学生的工程实践能力，达到理论与实践的有机结合。

3 结语

《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。为获得较好的教学效果，结合学校实际情况，对该课程在理论教学和实践教学两个方面进行了改革的探索与尝试。在理论教学中，通过现代多媒体的教学手段，使学生透彻理解各个知识点及其物理内涵，并通过构建知识网络的方式建立各个知识点之间的联系，便于学生对知识点的理解与掌握。另外，通过建设网络教学资源，使教学资源共享化，以方便学生进行自主学习。在实践教学中，采用matlab、labview等仿真软件对教学过程进行优化，可以加深学生对理论知识的理解。另外，采用CCS软件开发DSP实验，可以锻炼学生的工程实践能力，达到理论知识向实践能力的转化。通过理论与实践两个方面教学改革的探索，学生的学习兴趣得到了普遍的提高，该课程的教学效果也得到了很大程度的改善。

参考文献

数字信号处理论文篇6

引言

随着科学研究和工程技术等领域广泛的应用信号处理，其对信号处理要求也逐渐提高，但在实际应用的过程中，模拟信号处理存在诸多的问题，故现在开始采用数字的方法对信号进行处理。随着经济的发展，数字信号处理也成为信号与信息处理学科中的重要部分，且也得到了快速的发展。

一、数字信号处理课程教学中存在的问题

随着数字化和信息化的快速发展，数字信号处理课程在电子信息类专业的地位越来越重要。目前，我国数字信号处理课程教学中存在以下的诸多问题：首先，课程教学的过程中主要是以系统分析为主的，重视对原理与方法的讲解，忽略了信号分析的重要性，这满足不了现代市场对人才的需要。其次，忽视了数字信号处理的应用。在教学的过程中，一味的强调理论课程的学习，忽视了学生对实践知识的需求，造成了其教学内容与应用的脱节，最后，由于数字信号处理课程本身的繁杂性无法调动学生的学习兴趣，在学生学习的过程中，经常会遇到各种各样的问题，阻碍了学生在大学阶段能全面学习数字信号处理课程的专业知识。

二、数字信号处理课程教学实践与探索

2.1 考核方式的改革

改变考核方式，是当前高等院校数字信号处理课程改革的一项重要内容。数字信号处理课程的考核应该理论与实践相结合，既要检查学生的理论知识，又要考查学生的实践能力，从而提高学生的综合能力。教学评价在学校教学中占有重要的地位，高等院校数字信号处理课程也不例外。在高等院校数字信号处理课堂教学过程中，教师应当给予学生科学评价。教师可根据学生完成的程度的个体差异、显性指标及隐性指标等进行评价。或按照学生在学习过程中与别人的合作程度及学习的努力程度进行学生间的互评，促进高等院校数字信号处理教学有效地开展。考核的评价方式应全面衡量学生自身的综合学习情况，重视学生的努力程度等个体差异情况。评价还用重视学生的参与度，重视学生在学习过程中的自我评价、收获及经验。

2.2 学生动脑动手，创新思维的锻炼

现代的教育理念逐步由注重学生的认知到注重学生的成长发展与变化，即从重视继承向重视创新的转变。一些研究型课程和拓展型课程的开设也是很有必要的。让学生拥有自主学习的能力，经过专业课程训练，能够使学生适应不断变化的专业领域的各种趋势，使本科生形成初步的科学研究态度和认识。

2.3 进行双向互动式研究型学习

双向互动式研究型学习是在教学过程中突出了学生的主体地位，教师的指导作用，这种教学模式主要是鼓励学生进行自我的学习，积极的参与到数字信号处理课程的自主发现式学习中，通过自身掌握的相关知识，将学习的知识通过学生演讲、讨论和教师总结补充的方式，在学习课程内容之余，鼓励学生做超越数字信号处理课程内容的创新应用设计，进而激发学生对数学信号处理课程的学习兴趣。

2.4 提高学校教学管理水平

管理工作的科学化和现代化是社会进步的重要动力。但教学管理是一项综合性较强的工作，教学是一个动态系统。随着数字信号处理教育的需求，可适当的将封闭式教学转化为开放式教学，改变教师包办一切的教育形式，用主动式的管教方法，为数字信号处理提供更多的教学空间和教学时间。

2.5 提高数字信号处理教师的综合素养

随着现代市场对人才的需求，为适应素质教育发展的需求，促进数字信号处理人格的健康发展，需要数字信号处理教师的专业化发展有较高的水平。数字信号处理教师应不断的进行继续教育，使知识得到不断的补充和发展，不仅具有专业的知识外，还应掌握相关的教育心理学知识等。数字信号处理师资力量是保证教学的重要因素，直接影响着教学的质量。

三、结语

随着高校师范专业课程教学论针对高校课程的探究式教学实践研究的展开，工科专业课程的教学方法和教学内容是否能够适应改革，是当前高等教育课程改革的重要内容。在数字信号处理教学中，教师要综合利用多种教学手段，在教学过程中要注意理论联系实际，激发学生的学习兴趣。

参 考 文 献

数字信号处理论文篇7

中图分类号：G434文献标志码：A文章编号：1673-8454（2017）24-0034-03

一、引言

数字信号处理课程是电子技术类、通信类专业的一门重要的专业基础课。目前我们对本科生开设的《数字信号处理》课程大多侧重在理论技术方面，注重理论推导而忽略具体实现技术的介绍。结果导致学生在学习了数字信号处理课程之后并不能把所学的理论知識与实际的工程应用联系起来。如果将现有的《数字信号处理》课程与FPGA技术相结合，以已有的理论为基础，重点介绍数字信号处理实现平台和一些具体可用的实现算法，可促进教员教学水平的提高及学员动手能力的加强和创新意识的养成[1-5]。

我校已设立了《数字信号处理课程设计》课程，为进一步培养学生的创新实践能力，我们将FPGA引入到数字信号处理课程设计的实验教学中，精选和优化课程设计内容，使数字信号处理课程设计更具科学性和实践性。以Xilinx公司提供的集成开发工具ISE软件和实验室自研的基于Spartan3系列的FPGA多功能实验箱，作为“数字信号处理课程设计”的软、硬件平台。在此平台上，学生最终能完成从基础实验、典型应用到综合设计的一系列教学实验。通过近三届学生的教学实践，收到了良好的教学效果。

二、课程设计的目的与要求

本课程设计是《数字信号处理》课程的具体应用和实践，是《数字信号处理》课程理论知识的综合运用，其基本任务是着重提高学员在模/数转换、数/模转换、数字信号处理、系统分析与综合方面的实践技能和科学作风，培养学员综合利用理论知识解决实际问题的能力。

要求学员根据所学数字信号处理知识独立设计完成基本任务，熟悉、掌握、熟练使用FPGA开发软件，掌握模拟信号的数字化采集与产生、数字滤波和频谱分析的基本原理，运用FPGA技术对数字信号处理系统进行系统分析和综合设计。

三、课程设计的内容安排

本课程的教学内容包括FPGA设计基础、FPGA典型应用案例、综合课程设计实验三大部分内容。

1.FPGA设计基础

第一部分FPGA设计基础介绍了可编程逻辑器件的编程器件工作原理、基本结构和电路表示方法，现代数字系统的设计方法，可编程逻辑器件的一般设计流程；FPGA的典型应用场合；主流的FPGA芯片厂家（如Xilinx和Altera等）及其市面代表产品；硬件描述语言基础（VHDL和Verilog）；Xilinx的可编程逻辑器件设计工具ISE软件，以及基于ISE的开发设计流程。

2.FPGA典型应用案例

选择合适的典型应用案例是做好数字信号处理课程设计的关键所在。通过实际教学实践，使学生利用FPGA工具开发软件来掌握信号处理系统基本原理，以及数字信号处理的设计方法。同时利用配套的仪器和设备，在FPGA多功能实验箱上完成数字信号处理的算法验证与调试。

本实验箱充分采用了模块化设计思想，具有良好的扩展性和移植性。实验箱由底板、FPGA核心板、双路A/D模块、双路D/A模块、IO模块、面包括展板等组成。其中，FPGA核心板采用Xilinx公司的Spartan3系列FPGA芯片XC3S400-PQ208，门数容量为40万门；A/D模块搭载双通道65MHz高速12位ADC，满足高速高精度数据采集需求；D/A模块搭载双通道125MHz高速14位DAC，满足高速高精度波形输出需求；I/O模块板配备了丰富的I/O设备，其中有12个LED灯、4*4矩阵键盘、拨码开关、四位七段数码管、液晶模块（1602和12864）和蜂鸣器。

根据课程设计的目的与要求，在对多年教学实践分析的基础上，为学生提供了下列5个FPGA典型应用案例：①正弦信号发生器设计；②数字电压表设计；③数字频率计设计；④FIR滤波器设计；⑤简易数字频谱仪设计。这一部分内容是本门课程设计的重点，是在课堂上教师重点讲授的内容。首先对工作原理进行分析，然后在FPGA多功能实验箱上演示实验结果，再打开ISE实验例程进行程序讲解，最后安排学生自己实做练习，复现实验结果。

在以上典型应用案例中，不仅注重数字信号处理基本知识的理解和应用，而且强调知识的融汇贯通，重点加强学生对课程知识的综合应用和实践能力的培养。例如，正弦信号发生器设计实验，注重运用直接数字频率合成（DDS）和数/模转换（D/A）的实现方法；数字电压表和数字频率计设计实验，注重运用模/数转换（A/D）和数字化测量幅度、频率的实现方法；FIR滤波器和简易数字频谱仪设计试验，注重运用FIR数字滤波和FFT进行实际信号频谱分析的实现方法。

3.综合课程设计实验

综合课程设计实验要求学生运用FPGA技术对数字信号处理系统进行系统分析和综合设计，完成数字信号处理课程设计报告总结，以及课程设计过程中的学习体会与收获、对FPGA开发设计经验总结、本次课程设计的认识与建议。

具体实施时，教师布置4个可选的综合设计实验：①数字储存示波器、②逻辑信号分析仪、③程控滤波器、④简易数字信号传输性能分析仪。学生可以任选其中一题作为综合课程设计实验题目，要求学生运用FPGA技术对数字信号处理系统进行系统分析和综合设计，并在FPGA多功能实验箱上完成整个系统的设计与实现。

下面是一组学生选择第3题（程控滤波器）进行综合课程设计的部分实验结果。其中设计了一个截止频率为10KHz高通滤波器，先用Matalbfdatool滤波器设计软件进行FIR线性滤波器的系数设计[6-7]（如图1所示），然后导入到MATLAB工作空间进行相应的操作，并保存为FPGAIP核所需的.coe文件，再在ISE工程中将.coe文件导入到FIRIP核中，并编译下载至FPGA多功能实验箱上观察输出结果。截止频率10KHz高通滤波器输出结果（10KHz输入）如图2所示，截止频率10KHz高通滤波器输出结果（8KHz输入）如图3所示。

四、教学模式和方法的选择

1.以学生为主体，采用启发式教学

“数字信号处理课程设计”教学的基本模式是采用多媒体课件进行部分精讲，伴以大量的自学、讨论和实践。在以启发式为基本方法的前提下，针对本课程的特点，采用了以下三種方法。一是对比分析法。不同FPGA在芯片结构、接口、程序开发以及功能上都有可比之处，通过对比教学，可以加深印象提高教学效果，让学员更好的理解所讲述的内容。二是系统分析法。一个完整的FPGA系统是一个完备的系统。在介绍各种不同系统结构的设计时，还必须从硬件和软件两个角度统一阐述，使学员明白为什么采用该型号芯片、为什么采用该软件结构等，从而更深入的理解数字信号处理的硬件实现的本质。三是典型分析法。FPGA系统多种多样，适当的选取几种典型的系统进行详细分析，由浅入深，由表及里，使学员不但能熟练的掌握和分析各种FPGA系统，还能学会自己设计或构造具有特定意义的数字信号处理系统。

2.丰富的多媒体教学手段

针对数字信号处理课程设计中一些内容比较抽象难以理解，教师用传统的教学手段很难讲解清楚，某些规律学习者难以捕捉，同时有许多设计的概念需要通过实验验证来加以阐述，例如，在讲解滤波器设计过程时，虽然在理论上说明了设计过程的步骤和方法，但是，实际滤波的应用具体是怎样，需要通过实验来加以验证。因此在教学中，可发挥多媒体的强大的辅助教学功能，使得抽象的或难以进行传统教学的内容能形象直观生动地再现出来，实现教学由难化易，由繁化简，激发学生学习兴趣。

在课堂教学中可以引入Matlab仿真和FPGA技术演示，可以加深学生对基本概念、理论的理解，可以使抽象的内容生动、直观，从而提高学生的学习兴趣，事半功倍；同时将视频、动画制作在课堂讲解中，利用动画与视频产生的动态效应，将深奥难懂的理论问题转换成直观、动态的视频或动画，这样不但增加了知识的趣味性，而且增加了知识的连贯性。对教师来说，能够通过动画与视频将知识点更好、更直观的表现出来，学生也可以在学习过程中对自己的抽象思维进行验证。

3.分组协作共同完成

具体实现来说，可以将学生分组（3～4人一组），每组重点准备一个可选的综合设计实验。教师引领学生对项目进行任务分解、剖析与本课程设计相关的内容。学生按照实验小组讨论方案设计、任务分解、搜集资料、项目制作、调试测试、撰写报告的一般项目研发过程进行综合性实验。整个综合性实验以一个项目研发的形式进行组织，不但能加深学生对理论知识的理解，而且能够极大提高学生的科研素质。全组同学既要独立思考又要集体讨论，鼓励学生设计出不同的方案。采用这种方式，可以极大调动学生的积极性，同时增强同学之间的团队合作。

4.课程设计考核方式

建立完善合理的考核制度无疑可以有效的对学生形成正确的引导，考核方式应该以考核学员能力为主要目的。数字信号处理课程设计考核成绩根据学生的实验报告和实际操作情况进行综合评分。考核内容包括：设计方案是否合理，编程、调试和测试数据是否正确，设计指标是否完成，撰写报告是否格式规范和条理清楚等方面。按100分考核，最后评定为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级。

五、结束语

通过《数字信号处理课程设计》课程的学习，培养学员综合数字信号处理方面的理论知识，解决模/数转换、数/模转换、数字信号处理、系统分析与综合方面常见实际问题的能力。基于FPGA硬件实验平台，学生通过查阅参考资料、设计实验方案，分组讨论、分析解决问题，最终完成设计课题，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐渐熟悉开展科学实践的程序和办法，为将来从事和逐步适应日新月异发展的系统科学提供一定的适应能力与基础。

参考文献： 

[1]李永全.数字信号处理课程设计的改革与探索[J].实验科学与技术，2008，6（3）：101-103. 

[2]罗倩.数字信号处理课程设计中创新性实践探索[J].教育教学论坛，2016，6（11）：145-146. 

[3]刘翠响，王宝珠，王霞.信号处理综合课程设计的教学改革与尝试[J].中国电力教育，2009，32（8）：140-141. 

[4]朱金秀，张卓，朱昌平.《数字信号处理》课程实验教学研究与实践[J].实验室研究与探索， 2008，27（5）：96-97. 

[5]杨莉，施国勇.基于FPGA的数字信号处理课程设计[J].电气电子教学学报，2010，32（4）：77-78. 

数字信号处理论文篇8

数字信号处理简单来说就是将图片、音频以及视频等多种的模拟信息通过一定的处理转化为数字信息的一种科学技术，可以简称为DSP。具体来说是执行图评展示、音频以及视频播放等功能的数字处理器。在特殊情况下，数字处理技术也可以被用作信息处理之后再将其重新转变为新型的模拟信息实现输出。从广义上来说，数字信号处理技术在很大程度上是作为一种对数字信息进行处理的应用型理论技术存在。

1数字信号处理的发展历程概述

数字信号处理技术是通过数字计算方式以及相应的数字信号芯片在信号中对有用性信息进行一定的提取，数字信号处理需要研究的对象包含了数字方式对具体信号的变化、压缩以及识别等，数字信号处理的因为简称具有两层含义，第一是数字信号处理，第二是数字信号处理器。在现阶段中基本上不区分这两种意思，主要是因为二者之间具有高度的密切性，数字信号处理器主要就是为了能够实现数字信号处理的数字运算。到目前为止，数字信号处理芯片的生产厂家包含了美洲、西欧等一些国家的半导体制造公司，其中主要以美国为最大的生产厂家，对产品的快速规模的生产，占据了世界市场的大半。

2数字信号处理的具体应用分析

2.1网络数字化信息产品的发展

信息产品包含了网络数字化产品领域，网络数字化产品是信息产品在信息化时代环境中衍生的一种新型发展形式。除此之外数字化信息产品是独立存在的，能够与信息载体相脱离，主要是通过数字信号的形式利用电磁波实现传播，对不同的个体之间能够全面的实现信息共享[3]。产品范围十分宽广，本文主要是对一些家庭化的信息产后进行介绍，例如电脑电视就是数字信号处理技术的产物，该电视的主要配置还是电脑，具有普通电视的播放功能同时还能够通过鼠标进行操控，将电视与电脑自身的优点实现有效的融合。

2.2仪器儀表的产生与进一步发展

数字信号处理技术的全面深入与发展，在仪器仪表领域得到了有效的应用，一般传统的测量仅器以及测试仪器使用的高档的单片机，但很快就被数字信号处理技术所取代。数字信号处理技术对于测量仪器以及测试仪器的开发过程来说，极大的提升了产品的质量与档次。数字信号处理技术自身具有丰富的资源，由于这个特征使得数字信号处理技术在测量测试仪器中的应用能够较好的简化其中的相应硬件电路。因为对测量测试仪器的工作速度与精度进行全面的判断，是整个仪器工作水平中一项关键的指标。因此积极的应用数字信号处理技术开发新产品，能够实现对新产品各项工作指标的提高。

3数字信号处理的未来发展趋势论述

3.1数字信号处理的未来发展总体发展趋势分析

目前在全球范围内数字信号处理技术都拥有着十分广阔的市场需求，美国是数字信号处理技术应用的最关键客户，在工厂生产、汽车制造领域以及家庭生活方面美国都应用了数字信号处理技术，我国也是数字信号处理技术应用的主要国家，在我国经济市场中数字信号处理技术也有十分巨大的发展空间。新时期人们对智能手机、数码数字产品、汽车等增加了巨大的购买量，极大的刺激了经济市场对数字信号处理技术应用的需求，就目前情况来说，数字信号处理技术的市场已经逐渐成熟，但是不是说就没有继续发展得到空间。相反的，未来发展过程中数字信号处理技术仍然具有极大的潜能。未来的数字信号处理技术发展趋势主要表现在三个主要方面：

（1）结合MCU技术，全面创造双核运行平台；

（2）全面有效的对数字信号处理技术内核中的结构进行完善与改进；

（3）积极提高运行速率，降低功能消耗。3.2SFMD技术在数字信号处理技术中的应用

从目前我国数字信号处理技术的具体时间发展上得出，数字信号处理技术的发展趋于高性能及耗能低，整个发展领域也更加宽广。除此之外，数字信号处理技术自身拥有的独特特征驱使它在很多的电子产品中都得到了广泛应用，逐渐发展成为电子产品研发与生产的关键技术。由于该领域的研究还存在一些不足与缺陷，数字信号处理技术还有很大的发展与进步空间。在数字信号处理技术完善与不断更新的前提下，涉及了更加广泛的领域，在现存的数字信号处理技术应用实际上来看，运算速度得到了很大提升，并且逐渐实现低能耗与尺寸小的应用。目前我国数字信号处理技术还没有得到全面的开发，研发中产生的具体问题应当引起研究人员的高度关注与重视。在数字信号处理技术的应用上，该技术会成为应用领域中的主导性技术，并且在该技术中SFMD技术得到了广泛应用，在这个过程中代码兼容性展现了自身的积极作用。在我国进入到新时期之后，互补性金属氧化物半导体技术与第二代的数字信号处理技术实现了有效合理的融合发展，在很大程度上提升了数字信号处理的准确度与速率。

4结语

综上所述，在我国科学技术与经济快速发展的大环境下，社会对数字信号处理技术有了越来越大的需求。本文围绕着数字信号处理的发展历程、数字信号处理的具体应用以及数字信号处理的未来发展趋势三个重要的方面展开了论述，希望能够加强数字信号处理实现进一步的发展与广泛应用，推动人们生活水平的全面提高与经济社会的良好运行与发展。

参考文献 

[1]张炜，魏永旺，郝婧.浅谈数字信号处理的发展及其在图像处理中的应用[J]，科技信息，2008 （29）： 417+434. 

[2]张乔.关于数字信号处理技术在测控系统中的发展与应用的探究[J].中国新通信，2016（07）：42. 

[3]曹洪，王作英.数字信号处理单片机的发展及其在数字信号处理中的应用[J]，信号处理，1988（03）：148-156+173. 

数字信号处理论文篇9

作者简介：谭飚（1970-），男，江苏连云港人，宁波工程学院电子与信息工程学院，讲师。（浙江 宁波 315016）

基金项目：本文系浙江省教育科学规划2012年度（高校）研究课题（项目编号：年度SCG115）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）08-0037-02

数字信号处理器（digital signal processor， DSP）是专门设计用来处理数字信号的可编程微处理芯片，其在电子信息通信、软件无线电、自动控制、仪器仪表、家电等领域获得了越来越广泛的应用。[1]我国许多高校先后在电子专业和信息类专业开设了DSP芯片原理及应用的相关课程。宁波工程学院从2008级开始在电子信息工程专业开设“数字信号处理器”课程，以满足现代信息化社会对DSP 技术人才的需求。

“数字信号处理器”是新兴技术，是信号处理的高端应用技术类课程。该课程理论和实践联系紧密，在数字信号处理的理论基础上综合利用计算机软件技术、单片机应用技术、编程技术等实现在数字信号处理器上的应用，课程难度大。该课程在国内大学开课的时间相对较短，缺乏教材，特别是近年来DSP及嵌入式应用系统设计技术发展非常迅速，芯片更新换代快。因此，研究“数字信号处理器”相关课程的教学和探索实践十分重要。

一、“数字信号处理器”相关课程的特点和现状分析

1.“数字信号处理器”相关课程的特点

“数字信号处理器”相关课程综合性强。学习该课程要具备数字信号处理的理论知识、模拟电子和数字电子技术方面的硬件电路知识、单片机技术以及软件编程的相关知识。

“数字信号处理器”相关课程实践性强。课程的学习对象是高度集成的DSP芯片，其结构复杂，必须通过大量的实践教学环节才能让学生掌握DSP芯片的基本操作和具体应用。

“数字信号处理器”相关课程教学内容信息量大，包括DSP芯片的结构、指令系统、DSP程序设计、DSP程序开发工具与调试工具、DSP芯片内设外设编程控制、数字信号处理算法的实现、系统硬件电路设计。

2.“数字信号处理器”相关课程的教学现状

国内“数字信号处理器”相关课程按照教学内容可以分成两类：一类以汇编语言为主，突出处理器的数据处理性能、数据I/0性能以及为实现这些性能所具有的特殊硬件结构；另一类则淡化处理器的内部结构，以C语言为主，突出DSP处理器的实际应用。大多数高校的课时都在32～48个学时之间，其中理论教学课时为24～32个学时，实验教学约为8～16个学时。为适应应用型人才的培养，国内各高校对“数字信号处理器”相关课程进行了课程改革的探索。例如，桂林电子科大该课程的教学采取精选教学内容、提高验证性实验效果和设计性实验选题实用化、多样化的改革措施；[2]广西大学运用建构主义理论，采用实验协作学习小组和业余理论学习小组实施该课程的教学；[3]苏州大学采用了开放式的教学模式；[4]东南大学则以课程设计的方式实施该课程的教学，6周理论课，8周课程设计，两周成果展示汇报。[5]

国外高校“数字信号处理器”课程一般都开设成“digital signal processor/processinglaboratory”，即以实验的方式开课。教学多采用任务驱动结合项目教学的方式，周课时一般为3学时，理论与实验课时比为1：1到1：2，教学内容突出处理器在数字信号处理中的应用。以University of Illinois at Urbana-Champaign开设的“Embedded DSP Laboratory”为例，2011年秋季开课16周，每周3小时。前7周课时安排：1小时理论，2小时实验，共7个实验；第8～13周做“project”，最后三周为“Final Project Demos”时间。

由上可知，国内外同类课程的教学存在下列共性：淡化理论、突出实践；鼓励学生团队和自主学习；采用项目教学法。这些对于如何开展“数字信号处理器”课程的教学工作提供了很好的指导和借鉴作用。

二、“数字信号处理器”课程教学改革探索

1.精选教学内容，培养应用开发能力

宁波工程学院电子信息工程专业开设“数字信号处理器”48课时，课时少，因此教学内容不可能面面俱到。根据数字信号处理器的自身特点，并结合培养学生的应用开发能力精心选择教学内容。

数字信号处理器是专用数字信号处理芯片，考虑到宁波工程学院是工程应用类本科院校，因此课程教学突出信号处理的应用，以声音信号为研究对象，教学重点之一是数字滤波、混响、回声等数字声效处理。教学以C语言为主。

数字信号处理器是一款微处理器，从工程应用开发的角度来看，掌握微处理器的内设和外设的配置是至关重要的。这是微处理器软件工程师必须掌握的能力之一，因此另一个课程教学的重点内容是内设和外设的配置。数字信号处理器内设和外设非常丰富，由于课时有限，内容选择时钟配置、存储器配置、内置AD配置、中断配置、音频接口芯片配置。

2.改进教学方法，提高教学质量

传统教师讲授而学生被动接收的教学模式不能满足现代高等教育的需求。建构理论在现代认知理论中占主导地位，认知建构理论倡导情景化学习、自主性学习和协作学习。[6]对课程的讲授内容进行模块化的整合，每个模块根据难易程度安排6～9个课时。每个模块教学包括以下几个教学环节：理论讲授环节、学生自主学习环节、实践环节和汇报环节。

教师在理论教学环节从解决问题入手，以范例教学的方式突出教学重点，并在教学过程中渗入讨论式、启发式和参与式多种教学方法。一个模块的理论环节结束后，布置相应设计性和综合性的实验任务。要完成这种以项目或任务驱动的学习内容，学生要在课后查阅相应科技文献和芯片手册，对于较难的实验任务学生以学习团队的方式完成自主学习。在实践环节，学生在DSP实验平台上调试设计、完成实验。最后由学生制作实验的PPT，完成技术汇报。学生在理论—学习—实践—汇报的教学情景中体验学习，较好地调动了学生学习的主观能动性，加强了学生对理论及其应用的理解和掌握，从而达到提高教学质量的目的。

3.加强实践教学环节，培养工程应用开发能力

教学与实验是相辅相成、不可分割的。为了巩固课堂教学， 培养学生的动手能力和创新能力，实验教学是必不可少的一部分。课程理论课时与实践课时数之比为1：1.5，通过更多课时的实践环节加强对学生工程开发应用能力的培养。数字信号处理器结构复杂，自制设备不稳定，因此实验室购置了北京瑞泰的DSP多功能综合实验开发系统平台。该实验平台采用模块化设计，接口了音频编解码芯片，可以对音频信号进行处理。

现代工程教育强调更多地让学生参与实验的分析和设计，提高学生的独立思考和应用创新能力，因此大幅度删减了以验证性实验为主的实验内容。验证性实验只保留了两个基础性入门实验，目的是让学生熟悉DSP 实验平台的使用，通过编制调试简单的DSP 程序使学生掌握使用CCS 集成开发环境。其他的实验全是以项目和任务驱动的设计性、综合性实验，培养学生基本的DSP 工程应用开发能力，激发学生的创新能力。在设计和综合性实验中，教师只给出设计任务目标，让学生自主设计方案，自己查阅器件资料，编制相应的程序，并调试程序，完成实验要求。在实验过程中，教师发挥引导作用，提高学生的自学能力和创造热情，促进学生之间围绕实验内容的相互讨论、相互交流和相互协作。

4.改革考核评估方式，更全面地评价学生

教学过程是一个动态反馈互动的过程，在不同的阶段都要进行质量控制，因此必须采用科学全面的评价考核方法，加大对平时考核的比重。平时考核的内容包括日常出勤、作业、实验表现、实验报告的质量、团队学习的表现、技术汇报的表现等。课程的整体评分为平时70%+期末考试30%。学生在每次新的设计任务实验开始之前要上交任务预习报告，包括设计方案、原理分析及必要的程序流程。该方案占总分的10%。实验课堂程序调试占10%，技术交流考核占30%（包括书面实验报告和口头PPT报告），团队协作占15%，文献检索的考核占5%。

三、结束语

经过几年的教学实践，“数字信号处理器”课程体系基本建立。通过课程的学习，学生DSP工程应用开发能力得到了培养和提高。作为一门综合性强、内容多、侧重应用、内容更新快的DSP 应用技术课程，应该进一步研究其教学， 尤其要在实践教学上进行更深入的探索。课程教学需要不断地丰富理论和实践内容，加强开放式实验室建设， 更好地促进学生DSP 应用能力培养，提高教学质量。

参考文献：

[1]冯玉昌，门洪，等.《DSP原理及应用》课程教学改革的探索与实践[J].东北电力大学学报，2008，28（5）：44-46.

[2]陈紫强，黄冰.提高“DSP原理与应用”实验教学效果的探讨[J].高教论坛，2007，（6）：87-89.

[3]杨达亮.DSP课程教学改革研究[J].广西大学学报（哲学社会科学版）[J]，2006，（S1）：93-94.

数字信号处理论文篇10

作者简介：吴迪（1980-），女，江苏徐州人，河海大学计算机与信息学院，讲师；朱金秀（1972-），女，江苏常州人，河海大学计算机与信息学院，副教授。（江苏　常州　213022）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）32-0051-02

数字信号处理技术在无线电通信、数字电视和媒体、生物医学、数字音频和仪器等关键性的技术领域具有非常重要的地位。[1]数字信号处理课程是河海大学计算机与信息学院（以下简称“我院”）通信工程专业的主干技术基础课程，具有承上启下的作用，在课程体系中属于核心课程，有助于培养通信类学生的专业素质。因此，我院相当重视该课程的教学研究，并进行了一系列有效的改革实践。

一、课程特点及教学现状

数字信号处理课程具有两个显著特点：涉及到的数学工具较多、对理论基础要求高，常用到微积分、概率统计、随机过程、数值分析、积分变换、复变函数等数学知识；与其他学科联系密切，一方面信号与系统、网络理论等课程是该课程的理论基础，另一方面该课程又是人工智能、模式识别、神经网络等新兴学科的理论基础之一。从该课程的特点可以看出，这门课程的学习难度较大。通信专业不少学生对该课程有怕学、厌学的心理，相当一部分学生对数字信号处理的理论不能理解，更不知如何将各种复杂的算法应用到实际的通信与信息系统中，缺乏学习的主动性和积极性。[2]

我院较早开设了数字信号处理课程，并坚持将基于MATLAB的数字信号处理实践引入到该课程的理论教学中来。20世纪90年代以来国内外出版的数字信号处理教材大都避免单纯的理论分析和机械的公式推导，更加注重应用与实践环节。为了提高学生学习该课程的积极性，主讲教师在教学时不仅应增加学生对该课程的基本概念理解的兴趣，还应尽量将学生兴趣引向该课程的实践应用层面上，不仅帮助学生理解和掌握该课程的核心理论，而且切实提高实践应用能力。[3]但是随着一些新的信号处理内容及MATLAB等工具软件被引入该课程的教学中来，学生学习该课程的难度加大了，且该课程总学时是受限制的，因此迫切需要探讨在总学时保持不变的条件下如何最大程度地提高学生学习的积极性、如何增强教学效果、如何加强学生动手能力的培养，以便为以后的专业发展打下较好的基础。

二、教学内容

1.轻推导重应用

该课程理论公式繁多，相当一部分工科学生的数学功底并不深厚，导致这些学生面对如此多的数学公式有畏难情绪，缺乏信心。因此，教师在上课时要注意对学生的心理疏导，帮助学生克服畏难情绪，注重加强对基本概念和方法的理解，多介绍一些应用实例，少一些机械的数学公式推导。

为了激发学生的学习兴趣，在绪论及实践环节可以向学生介绍一些成功的应用案例。例如“采用以太通信的数字信号处理系统”、“基于DSP的数字图像信号处理系统设计”、“生物信息学中的数字信号处理方法研究”、“数字信号处理技术在治疗言语疾病中的应用”等应用案例。

2.处理好“数字信号处理”与“信号与线性系统”的关系

“信号与线性系统”课程是数字信号处理课程的先修课程，在知识体系上相互关联、承上启下。[4]“信号与线性系统”课程在基本理论和方法的阐述方面，把物理问题与数学表述紧密地结合起来；而数字信号处理课程则更突出基本概念和基本理论，增加了数字信号处理的软件实现方法及硬件设计方法。[5]

为使这两门课更好地衔接，在数字信号处理课程开课之初，首先应对模拟信号进行简单回顾，然后重点讲解时域离散信号分析、DFT变换、FFT变换、FIR数字滤波器的设计以及IIR数字滤波器的设计等。

3.与时俱进，引进新技术

科学技术的发展是日新月异的，新理论和新技术层出不穷，数字信号处理技术是应用最快、成效最显著的科学技术之一。[6，7]为了学生能够了解本专业技术发展的前沿动态、提高学习的积极性，一线教师要不断地提升自身教学改革能力和科研创新能力，积极地将信号处理方面的新技术、新理论引入到课堂教学中来，潜移默化地培养学生的科研能力。例如，在该课程的教学过程中，可以增加自适应滤波器、小波变换等相关概念和应用案例，培养学生继续学习、努力钻研的兴趣。

三、教学手段

1.现代化教学手段和传统教学手段相结合

多媒体教学是现代化教学的必备手段之一，其优点在于能提供较大的信息量，能够实现音视频交互。动画效果能够增加课件的生动性、提高课堂效率及学生积极性。但是，多媒体教学也有其缺点，信息量过大也容易导致学生疲劳，不利于学生充分理解课堂内容，在一定程度上会造成学生注意力下降。因此，应该扬长避短，适当、适时运用多媒体教学这一现代化教学手段。

黑板板书虽然属于传统教学手段，而且与多媒体教学相比，存在整体上效率不高、信息量较小、形式较为刻板等缺点，但是这种传统方法更利于学生理解所授内容，有利于对课堂内容的充分消化。所以，在推导该课程的重要且复杂的理论公式时提倡采用黑板板书的方法。

数字信号处理论文篇11

中图分类号：G642.4 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2013）12-0083-02

周口师范学院电子与信息工程、自动化专业均把信号与系统、数字信号处理两门课程（以下简称“两门课程”）列入新专业教学计划中的两门主干专业基础课。如何教好和学好这两门课对学生能力和素质的培养具有至关重要而且深远的影响[1]。改革前，两门课存在内容重复量大，内容配合不好以及衔接不合理等问题，这些问题随着教学计划的完善造成的课时减少被进一步的激化。本文针对两门课程设置的现状和存在的问题，提出对原有课程体系教学内容进行优化整合的新思路，教学实践表明此方案缩短了教学时间，提高了教学质量，激发了学生的学习兴趣。

1 现阶段两门课程的教学内容和设置存在的主要问题

信号与系统主要介绍的是信号与系统分析的基本理论和分析方法、连续信号和离散信号的描述和线性时不变性和时域与变换域分析方法，它以工程数学和电路分析为基础，同时又是后续专业课如数字信号处理、自动控制原理等课程的基础。在周口师范学院最新的教学计划中，该课理论教学为68学时，实验教学为17学时。数字信号处理是通过对各种不同信号的分析，应用数字的方法，实现对不同信号的处理，达到所希望得到的信号，可见数字信号处理又是信号与系统在离散时域中的深入扩展。该课在学校最新的教学计划中的教学为63学时和45学时不等。

两门课在教学上主要存在下面几个问题。

1）理论教学的内容上存在内容重复和学时数的浪费，从而造成授课学时紧张。

2）两门课程的实验课程内容的安排没有考虑到相关课程的前后衔接，没有用一个系统的观念来设计实践环节。

3）学生对专业基础课和专业课的关系认识不到位，两门课程有一个共同的特点就是理论性很强，突出数学分析，工程概念薄弱[2]，学生感到内容枯燥。

4）教学模式上存在偏颇，更偏向于理论，理论联系实际不够。

5）毕业设计时反映出所学的知识面偏窄，各学科知识的综合应用能力较为欠缺。

2 教学的改革实践

原来的课程设置严重影响学生对专业的兴趣和学习的效果。各门课程自身内容体系的最优不一定是整个教学计划的最优[3]，因此，必须对两门课程进行改革与创新。为此，结合实际，从理论教学的内容与模式、实践教学的模式以及考核评价体系等几个方面进行有益的探索和改革。

2.1 理论教学内容的改革

针对两门课程内容重复和衔接的问题，提出理论教学内容的改革。具体处理：在讲授数字信号处理前，对离散信号和系统的时域与z域分析采用约10学时的时间来复习。在信号与系统中，对于离散时域分析和z变换两部分内容按计划用16～20学时来讲授。在这一部分的复习过程中，尝试采用优秀学生代替教师讲解部分内容的方法，教师进行适当的补充和小结。

2.2 理论教学模式的改革

针对传统课堂教学手段单调和两门课程公式推导繁杂等特点，提出利用MATLAB软件精心制作多媒体演示，把抽象的频谱、卷积、滤波、调制等概念形象化，激发学生学习兴趣，而习题、推导还采用传统的粉笔教学，多媒体和粉笔教学有机结合，使课堂教学达到最佳的教学效果。

2.3 实践教学模式的改革

目前，信号与系统实验课的内容是纯粹的硬件实验，学生对单一实验内容感到厌倦和没有兴趣，而数字信号处理没有开设实验课程。针对实验环节存在的主要问题，提出实验内容分为课内必修和课外选作两个系列，以及上机实验、综合实验和课程设计实验3个层次。以MATLAB为工具，从上机实验（安排在信号与系统实验的前半阶段）、综合实验（信号与系统实验的后半阶段和数字信号处理实验的前半阶段）、课程设计（数字信号处理实验的后半阶段）[4]等方面加强学生的实践，通过以上各实践环节，拓展传统意义上的实验的深度和广度。

2.4 考核评价体系的改革

改革后两门课程的成绩计算公式为：总成绩=实验成绩*30%+70%*（10%*平时成绩+20%*课程设计+70%*考试成绩）。课程改革后加大平时成绩的比重。

3 结束语

对两门课程进行整合和优化表明：改革后两门课程体系清晰完整，内容更趋科学，结构更趋合理，便于教学组织实施。提高了教学质量。

参考文献

[1]陈戈珩，王宏志.“信号与系统”和“数字信号处理”课程优化整合的探索与实践[J].长春工程学院学报：社会科学版，

2008，9（2）：83-86.

[2]陈华丽，程耕国.“信号与系统”和“数字信号处理”两课优化整合的探讨[J].中国电子教育，2009（3）：48-51.

[3]李俊生，张立臣，蒋小燕.“电路分析”、“信号与系统”和“数字信号处理”课程的优化整合[J].常州工学院学报，

数字信号处理论文篇12

随着信息化的进程，半个世纪以来，尤其是最近的30年里，作为理论性和工程性都很强的学科，数字信号处理（DSP）的理论、方法和应用实现了飞跃式的发展，其地位和作用也变得越来越重要。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，也越来越大。在这样的背景下，国内外各大学的电子信息类学科和专业，纷纷将数字信号处理列为必修课程，并加强了课程的建设与改革。

数字信号处理课程是我校电子信息类专业的必修课程，是一门集理论性、实践性、综合性于一体的主干专业基础课程。课程包括理论教学、课程实验及课程设计教学环节，教学计划大致安排在大学三年级的上或下学期。其目的是使学生获得数字信号分析与处理方面的基础理论、基本知识和基本技能，培养学生的综合素质和创新能力，使学生在基础理论、工程实践、运用现代化技术的创新能力等方面得到全面锻炼，为培养能解决挑战性问题的新一代工程师和学习后续课程打下坚实的基础。

一、以双语教学推进数字信号处理课程改革的必要性

为适应专业发展的需要，也是为不断提高教学水平，同时全面推进以培养创新精神、创新能力和实践能力为重点的素质教育的需要，我校2008年也将数字信号处理课程作为专业主干课程。然而，时代不断发展，技术日新月异，需要对这门专业主干课程进一步优化，以寻求教学质量的提高。作为培养人才的高等院校，采用经典的英文专业教材，开展双语教学成为一种共识和发展趋势。教育部在《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》中提出：“为适应经济全球化和科技革命的挑战，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。”教育部已将双语教学列为考核高校教学水平的一项内容，双语教学是当前我国教学改革的研究热点。

“以双语教学推进数字信号处理课程改革”课题的研究，旨在通过双语教学的研究与实践，提高学生阅读和理解英文专业文献的水平，有利于培养应用型人才，满足社会对复合型人才的需求，还有利于挖掘电子信息专业教学的发展潜能，使专业基础教育和市场需求更好地结合，更有利于提高毕业生的就业适应能力，同时也有助于实现学校“技术为先、应用为本”的教育理念。

二、以双语教学推进数字信号处理课程改革的研究思路

课题研究的思路是从电子信息学科的基本任务出发，以信号分析为基础，以系统分析为桥梁，以处理技术为手段，以综合实现为目的，通过突出课程的内在联系和方法的变革来理顺课程双语教学体系。推行数字信号处理双语教学的目标是，将英语学习和专业课学习融为一体，使学生能够用英文熟练地检索、阅读、理解有关的理论、方法以及各种数据手册，并能用英文娴熟地撰写比较好的学术论文、技术报告和文档，掌握最新的专业知识和国际先进科技，逐步实现教学内容与国际接轨，打好扎实的工程基础，从而全面提升学生的综合能力和素质，增强学生的竞争力。

三、以双语教学推进数字信号处理课程改革的主要内容

数字信号处理课程是一门工程背景很强的课程。为使学生能更好地学好本门课程，适应科技界和产业界发展的要求，项目组认真研究分析该课程在人才培养和本学科中的地位、作用以及教学实践的现状，在此基础上收集、参考国内外其他重点大学该课程的双语教学方案，结合我校的具体情况，探索专业课双语教学规律和方法，尝试建立一套适应我院学生实际情况的、较为完整的数字信号处理课程双语教学体系，包括教学大纲、配套的教材和教学团队，形成相应的双语教学模式和教学方法，使学生除了了解和掌握本课程知识体系外，同时通过双语教学，提高学生阅读和理解英文专业文献的水平，有利于应用型人才的培养，满足社会对复合型人才的需求。此次项目改革具体包括以下几个方面：

（1）对我校数字信号处理双语教学进行可行性调研。（2）双语教学体系研究。在教学方法和手段上，要充分激发学生学习的主动性和积极性，并与教学内容相适应，尝试建立与我校学生水平一致的双语教学方案与体系。（3）选择与引导式、启发式、互动式的研究型教学相一致的原版教材与教学内容。（4）尝试挑选部分课时进行双语内容教学，研究教学效果及学生对双语教学的适应性。

以上教学改革内容存在以下难点：（1）数字信号处理是电子信息专业的主干课程，还未有过双语教学的实践，所以建立较完整的双语教学体系是一项新的尝试。（2）数字信号处理课程教学目前仍然普遍采用满堂灌输的教学方式，与引导式、启发式、互动的研究型教学理念和方法之间存在较大的差距。（3）双语教学模式中英语学习与课程学习定位的研究。

四、以双语教学推进数字信号处理课程改革的具体措施与办法

针对上面提到的难点，笔者经过这几个月的多方面调研，总结出以下几点具体措施与方法。

双语教学的可行性方面，这部分的工作由于过去进行过信号系统（双语）课程的重点课程建设，为数字信号处理（双语）理论教学提供较好的基础，特别是信号系统中的离散时间部分的分析方法与数字信号处理的基础部分是重合的。再通过精心的内容筛选与总结，双语教学资料准备是比较充分的。本学期通过试讲，学生反映因为有了信号系统课程基础，数字信号处理理论部分的内容理解比较好，实验部分因为有Matlab的内容，所以采用双语教学适应性更佳。对两个班级76人次进行的问卷调查表明，41%的学生认为双语教学十分必要，28%的学生选择可以尝试，另有20%的学生认为可有可无，11%的学生认为完全没必要。由以上问卷结果可以看出大部分学生对数字信号处理双语教学是支持的。

针对学生学习积极性的问题，笔者选取了部分内容以学生专题报告的形式来进行讲解与阐述，并要求学生查阅一定量的外文文献。对第三章后的滤波器设计等内容以课程设计环节为依托进行资料的梳理及准备，其他学生及教师进行点评或补充，以分组讨论的方式来学习。这方面的工作将在本学期逐步开展。

关于英语学习与专业课学习定位的问题，从专业教师的角度，笔者认为还是要以专业知识为主，从强化文献资料的应用方面入手，对于讨论式及分析报告式的教学方法更强调应用文献的能力。所以，可以督促学生从双语教材及电子资源两方面入手准备汇报时的PPT并进行讲述及总结，而不是单把课本上的条条框框硬塞给学生，这样既提高了学生的兴趣又能取得较好的课程学习效果。

五、结语

数字信号处理是电子信息工程及通信工程的主干课程。对当今国际化人才的培养目标来说，进行双语教学势在必行。通过双语教学推进数字信号处理课程改革是一项艰巨的任务，需要教师和学生的共同努力。下一阶段，笔者将循序渐进地将具体措施应用到教学实际中去，进一步提高课程的教学质量，提高学生的综合素质。

参考文献：

[1]尹霄丽，张健明，李宁，俎云霄，周利清.“数字信号处理”双语教学课程建设[J].北京大学学报（哲学社会科学版），2007，（S2）.

[2]邹连英，杨述斌.以双语教学推动“数字信号处理”教学的科学发展[J].中国电力教育，2009，（09）.

[3]宋耀良，徐天成，谷亚林.《数字信号处理》课程双语教学的研究与实践[J].高教探索，2007，（S1）.

[4]何培宇，孙明义.“数字信号处理”课程多媒体双语教学的探索与体会[J].高等理科教育，2006，（01）.

[5]李勇朝，高新波，石光明.数字信号处理双语教学的探索与实践[J].北京大学学报（哲学社会科学版），2007，（S2）.