數字信號處理教學(xué)中理性與實(shí)用性的沖突解研論文

　　摘要：分析了數字信號處理的教學(xué)活動(dòng)中呈現的“理性”與“實(shí)用性”沖突，指出這種沖突的形成原因，并從教學(xué)理念、教學(xué)方法和教學(xué)手段的更新3個(gè)方面探尋數字信號處理教學(xué)中“理性”與“實(shí)用性”沖突解。

　　關(guān)鍵詞：數字信號處理；理性；實(shí)用性；沖突解

　　數字信號處理主要講述經(jīng)典的時(shí)域名、離散信號處理內容[1，2]，它是國內外眾多高校自動(dòng)化、電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)必修的專(zhuān)業(yè)基礎課程。一方面，它蘊含著(zhù)大量的數學(xué)基礎理論，這些理論是指導學(xué)生深刻理解專(zhuān)業(yè)知識的基礎，有助于學(xué)生創(chuàng )造性地學(xué)習；另一方面，其應用面很廣，并且與工程實(shí)際緊密結合，這些實(shí)踐應用使學(xué)生對基礎理論更加融會(huì )貫通。從理想的狀態(tài)上看，這種理論與實(shí)踐相結合的課程對于學(xué)生掌握相關(guān)知識是較為有效的。然而，在現實(shí)的教學(xué)活動(dòng)中，這種理論知識與實(shí)踐知識的傳授往往意味著(zhù)“理性”教學(xué)與“實(shí)用性”教學(xué)，兩者之間時(shí)常發(fā)生著(zhù)沖突。

　　1數字信號處理課程中“理性”與“實(shí)用性”的沖突

　　1.1“理性”知識與“實(shí)用性”知識是不同的

　　數字信號處理這門(mén)課程所蘊含的“理性”知識與“實(shí)用性”知識是不同的。前者主要是指大量的概念和理論，涉及到線(xiàn)性微分方程、積分變換、復變函數、離散數學(xué)等多門(mén)數學(xué)課程的內容，對數學(xué)能力要求比較高，學(xué)生在學(xué)習該門(mén)課程時(shí)，常常感到枯燥乏味，對其中的分析方法與基本理論不能很好地掌握理解[3]。后者注重問(wèn)題集形式，要求從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗出發(fā)，讓學(xué)生親身經(jīng)歷將實(shí)際問(wèn)題抽象成數學(xué)模型并進(jìn)行解釋與應用的過(guò)程，“經(jīng)世致用”的“實(shí)用性”觀(guān)念尤為突出。

　　1.2教師群體中的個(gè)體是有差異的

　　對于社會(huì )的任一群體，其中的個(gè)體之間是有差異的，其所掌握的知識比例是有所側重的，教師群體亦不例外，有的教師擅長(cháng)理論傳授，有的教師擅長(cháng)實(shí)踐知識講解，二者重疊的部分將是教師整體中很小的一部分。由于教師個(gè)體的差異，將“理性”知識與“實(shí)用性”知識完美理想地結合起來(lái)并高效地傳授給學(xué)生的情況畢竟只是很小的一部分。

　　1.3學(xué)生的知識基礎是不同的

　　學(xué)生群體中的個(gè)體由于先天、社會(huì )背景、努力程度、知識偏好等原因，其所擁有的知識基礎是不同的，由此導致不同的知識接受能力。有的學(xué)生對“理性”知識的接受能力很強，但由于個(gè)人經(jīng)驗不多或缺乏，對“實(shí)用性”知識就不是那么容易理解了。另一些學(xué)生的生活閱歷較廣，相關(guān)經(jīng)驗較多，對“實(shí)用性”知識的理解更為容易，自然也就更容易接受“實(shí)用性”知識了。此外，由于學(xué)生對教師的情感、價(jià)值觀(guān)認同等方面的原因，他們對教師所傳授的知識的接收程度也是各異的。

　　2“理性”與“實(shí)用性”動(dòng)態(tài)平衡進(jìn)入數字信號處理教學(xué)的思考

　　為了幫助學(xué)生系統理解和掌握數字信號處理課程中的基本概念、基本原理和分析方法，充分鍛煉他們綜合應用所學(xué)知識獨立解決實(shí)際問(wèn)題的能力和工程實(shí)踐創(chuàng )新能力，尋求如何融合“理性”知識的傳授與“實(shí)用性”知識的傳授尤為重要�？蓮囊韵聨讉�(gè)方面進(jìn)行思考。

　　2.1以學(xué)生的和諧發(fā)展為目標，避免走向極端

　　數字信號處理是一門(mén)理論與實(shí)踐緊密聯(lián)系的課程，“理性”與“實(shí)用性”的沖突是該門(mén)課程教學(xué)過(guò)程中凸顯的特點(diǎn)。

　　要使得學(xué)生扎實(shí)、牢固掌握該門(mén)課程，就要順應時(shí)代發(fā)展的需求，在教學(xué)過(guò)程中架起“理性”與“實(shí)用性”溝通的橋梁，讓學(xué)生成為數字信號處理學(xué)習過(guò)程中的積極參與者、探索者，讓學(xué)生親身經(jīng)歷將實(shí)際問(wèn)題抽象成數學(xué)模型并進(jìn)行解釋?xiě)�用的過(guò)程，做到在更高層次上理解實(shí)際問(wèn)題，因此，數字信號處理教學(xué)的過(guò)程應注重學(xué)生綜合應用知識能力和自主學(xué)習能力的培養。在計算能力和技巧方面，應側重計算方法，注重利用計算機技術(shù)進(jìn)行科學(xué)計算。教學(xué)過(guò)程中應注重師生的互動(dòng)，突出基本原理中蘊含的數學(xué)概念、物理概念和工程概念。然而，從建構主義的角度看，學(xué)習活動(dòng)因個(gè)體而不同，因學(xué)習內容和環(huán)境而存在差異，因此，數字信號處理的教學(xué)活動(dòng)不能過(guò)分追求統一，即注重“實(shí)用性”絕不是要走向一個(gè)極端。數字信號處理以理論與實(shí)踐的統一性趨勢在發(fā)展著(zhù)，其教學(xué)活動(dòng)也在“理性”與“實(shí)用性”的張力中動(dòng)態(tài)地前進(jìn)。鑒于此，數字信號處理的'教學(xué)活動(dòng)應在“理性”與“實(shí)用性”兩者之間尋求其沖突解，既要重視相關(guān)技術(shù)產(chǎn)生的背景及其“實(shí)用性”，也要重視其中的數學(xué)理論及其證明的“理性”。

　　2.2加強教師自身的知識修養

　　當今世界知識日新月異，教師所擁有的知識體系不應是靜止的，應是與時(shí)俱進(jìn)的，因此，教師要不斷地更新自己的知識，不斷地改進(jìn)教學(xué)方法、教學(xué)手段，為提高教學(xué)質(zhì)量不斷完善自身的素質(zhì)。此外，隨著(zhù)高校社會(huì )服務(wù)功能的凸顯，目前的高校專(zhuān)業(yè)課程所倡導的教育理念加重了“實(shí)用性”教學(xué)的砝碼，因此，作為工科類(lèi)教師，不僅要處于理論知識的前沿，更要參與到具體的技術(shù)勞動(dòng)中去，提升自身的“實(shí)用性”知識，以便為傳授知識奠定基礎。 2.3更新數字信號處理的教學(xué)方法與手段，促進(jìn)“理性”向“實(shí)用性”的提升

　　2.3.1更新教學(xué)方法數學(xué)信號處理這門(mén)課程與許多專(zhuān)業(yè)課有很強的聯(lián)系，例如，通信原理、數字信號處理、通信電路、圖象處理等。因此，可通過(guò)加強課程之間的聯(lián)系來(lái)更新教學(xué)方法，同時(shí)也指導學(xué)生掌握新的學(xué)習方法。如通常所說(shuō)的DSP有兩層含義，一是數字信號處理（DigitalSignalProcessing），二是數字信號處理器（DigitalSignalProcessor）�！皵底中盘柼幚怼闭n程是DSP的第一層含義，主要是學(xué)習DSP的基礎理論和算法，最終是要用到實(shí)際中�！皵底中盘柼幚砥髟�理及應用”課程，體現的是DSP的第二層含義。只有將這兩門(mén)課程緊密地結合起來(lái)，加強對這兩門(mén)課程（即數字信號處理系列課程）的聯(lián)系，才能使學(xué)生真正掌握DSP的知識，畢業(yè)后才能在信號處理的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮最大的才干[4]。

　　2.3.2采用多樣化教學(xué)手段數字信號處理的教學(xué)中，有許多的數學(xué)概念、物理概念及工程概念，特別適用于多媒體教學(xué)手段（CAI課件和電子教案等）。在CAI課件和電子教案中，不僅包含課程的基本原理和基本概念，更重要的是演示信號的變化過(guò)程，系統的響應結果等。如把卷積圖示、系統的頻率響應等做成Flash，直觀(guān)生動(dòng)，便于學(xué)生理解和記憶。此外，網(wǎng)絡(luò )教學(xué)、MATLAB演示等對提高學(xué)生的課程理解能力發(fā)揮著(zhù)及其重要的作用。尤其是MATLAB，它提供了信號處理有關(guān)函數和工具箱可方便地進(jìn)行數字信號處理中的相關(guān)計算，并繪出圖形，將教學(xué)內容中難以理解的抽象概念、公式和例題的結果用圖形的方法直觀(guān)地表示出來(lái)，避免了大量復雜的數學(xué)計算，節省了時(shí)間，把注意力集中在概念、原理的理解上，通過(guò)對結果的分析，加深對概念和理論的理解和掌握，使課堂教學(xué)更生動(dòng)、更具有吸引力，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，提高教學(xué)質(zhì)量[5]。

　　3結語(yǔ)

　　數字信號處理這門(mén)課程是電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎課，教學(xué)質(zhì)量的好壞，對學(xué)生后繼課程的學(xué)習有重要影響。本文分析了該門(mén)課程的教學(xué)過(guò)程中存在的“理性”與“實(shí)用性”沖突及其形成原因，繼而從教學(xué)理念、方法和手段3方面探尋其沖突解。未來(lái)研究可擴展到課程設計、實(shí)踐教學(xué)體系、教師科研水平等方面來(lái)尋求沖突解。

　　參考文獻：

　　[1]丁玉美.數字信號處理[M].陜西：西安電子科技大學(xué)出版社，2006

　　[2]程佩青.數字信號處理教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006

　　[3]郭素敏，郭素芳，吳波.數字信號處理教學(xué)改革與實(shí)踐探討[J].教學(xué)研究，2006.5

　　[4]王艷芬，王剛，張曉光，等.信息專(zhuān)業(yè)“數字信號處理”的改革與實(shí)踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2004.1

　　[]聶小燕，魯才.數字信號處理教學(xué)改革的探索[J].實(shí)驗科學(xué)與技術(shù)，2008.6