信号专业自动化论文篇(1)

关键词：实践导向；教学方法；专业学位；研究生课程

作者简介：李力（1964-），女，湖南汨罗人，三峡大学机械与材料学院，教授；曾德学（1988-），男，湖北十堰人，三峡大学机械与材料学院硕士研究生。（湖北 宜昌 443002）

基金项目：本文系教育部卓越工程师教育培养计划项目、2012年三峡大学研究生课程建设项目的研究成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）10-0079-02

为优化研究生教育类型和结构，适应国家经济社会发展对应用型、高层次专门人才的需要，自2009年起，教育部决定面向应届毕业生招收专业学位研究生，并实行全日制培养，2010年又提出未来五年将实现硕士研究生教育从以培养学术型人才为主向以培养应用型人才为主的战略性转变。这些决定表明：发展全日制专业学位研究生（以下简称“专业学位”）教育已成为我国研究生教育的一种必然趋势。[1，2]

相对处于同一层次的学术学位教育，专业学位教育是培养具有扎实理论基础，并适应特定行业或职业实际工作需要的应用型高层次专门人才，即培养学生具有特定的职业指向性。因此，专业学位教育要求更加注重工程实践能力的培养，在教学方法、教学内容、授予学位的标准和要求等方面均应该与现行学术学位研究生培养模式完全不同。[3，4]鉴于此，本文针对机械工程方向的专业学位研究生的应用能力培养问题，以“机械信号处理及其应用”课程为例，探讨一种以实践为导向的创新教学方法，通过采用案例和实验教学法，优化课程教学内容，改革教学方式，以期达到强化实践应用能力培养目标。

一、实践导向教学方法

“实践导向”一词源自德文handlungsorientierung，20世纪90年代初，在世界各国开始研究、讨论及实践。根据以理论为主线还是以实践为主线，可以把课程教学分为两种模式，即知识导向模式和实践导向模式。实践导向模式的教学可概括为：使学生同时用脑、心、手进行学习的一种教学法，它强调知识体系以“实践”，即以知识的应用为主线，这种教学法在高等教育中可理解为以职业活动或工程应用为导向，以能力为本位的教学法。在我国，实践导向教学较多地应用在高职教育领域，由于高职教育是培养是实用型、技能型、解决实际问题、符合社会需求的人才，因此，实践导向教学在高职教育人才培养中起到重要作用。[5，6]在研究生教育层面，由于专业学位教育的目标是培养具有扎实理论基础，适应特定行业或职业实际工作需要的应用型高层次专门人才，而实践导向教学方法正是强调知识的应用，因此，这种方法适用于专业学位研究生的课程教学。

实现以实践为导向的教学可通过多种形式，如案例式、项目式、启发式、实验式、研究式等，本文介绍其中的案例式和实验式。案例教学法是指利用真实的事件（案例）为基础进行课堂教学的过程，是利用案例作为教学媒介的一种教学方法。为实现实践导向教学法，将案例教学法设计为“案例—理论—实践”的模式，将案例作为课堂教学的出发点，实践作为落脚点，教学过程始终坚持通过探究案例去学习理论，通过学习理论获得实践能力。

实验教学法通常是指让学生自己动手去观察、验证某一现象。在研究生教育中，为实现实践导向教学法，将实验教学法设计为“理论—实验—实践”的模式，该模式使学生通过实验观察已知或未知现象验证和掌握理论知识，然后利用理论分析结果指导解决实际问题。

二、教学改革与应用

1.课程改革的背景

“机械信号处理及其应用”是机械工程方向专业学位研究生的一门专业基础课，内容包括机械信号的测量和预处理、时域和频域分析方法、时频域分析方法等，课程内容涉及比较深奥的信号处理理论以及应用理论解决问题的方法。由于选修该课程的研究生基本上都是本科应届毕业生，他们在本科阶段接受的主要是课堂和书本式教育，应用知识少，动手能力不足，因此，学习该课程应该注重解决两方面问题：一是如何将数学变换与其工程意义联系起来；二是如何将信号处理技术与工程实际应用结合起来。同时，为适应专业学位教育，还应对课程教学内容和方法上进行设计和优化。

根据专业学位教育培养工程实践能力的目标要求，对课程教学内容和过程改革方法是：第一，课程基本知识框架采用讲授形式，加强学生基础知识，初步建立信号处理方法及其工程意义；第二，采用实践导向教学法，培养学生自主学习能力、动手能力和思维能力，同时加强课堂教学效果；第三，通过工程应用讲授，培养学生将理论知识与实践知识融会贯通，达到工程能力培养的目标。在实施导向教学上，设计了“案例—理论—实践”的案例教学法和“理论—实验—实践”的实验教学法。

2.案例教学法的应用

“案例—理论—实践”模式的案例教学法，教师主要做好三个方面工作：一是针对理论知识选择合适的案例，吸引和激发学生兴趣；二是通过讲授理论理解案例内涵，引导学生思考；三是后续教学深化和丰富案例，指导学生应用。以“机械信号处理及其应用”课程中的傅里叶变换相关内容介绍案例法的教学过程。

傅里叶变换是信号处理中一种重要算法，它是信号处理的基础，也是学习拉普拉斯变换、Z变换等的基础，学生必须掌握。傅里叶变换是学生熟悉的一种变换，但实际上又是一种令人感到陌生的变换。傅里叶变换知识已在本科阶段不同课程中涉及，例如，“高等数学”在级数的章节中从数学的角度讨论过傅里叶级数；“积分变换”也从数学角度介绍过连续傅里叶变换和拉普拉斯变换；“机械工程控制基础”从工程角度介绍傅里叶变换（频率响应函数）和拉普拉斯变换（传递函数）。然而，由于这些前续课程对傅里叶变换知识介绍相对独立和分散，学生的记忆只是一些数学公式，没有建立起几种变换之间关系以及它们的工程意义，因此，在“机械信号处理及其应用”课程中再次提出傅里叶变换，学生自然想着傅里叶变换是一堆数学变换公式，为难情绪油然而生。在这种情况下，如何将傅里叶变换引入到信号处理中来，确实需要一定的有效方法。

采用案例法讲解傅里叶变换，首先设计的案例是让学生采集熟悉的一段信号（如自己说话或唱歌的声音信号），观察信号的时域波形和频谱。利用案例讲授信号波形幅值变化和频谱频率特征，吸引学生学习兴趣。然后指导学生观察不同信号的波形和频谱变化情况，强调信号时域和频域是反映其不同侧面，特别对复杂信号只利用一种形式不能完整描述特征，如同人正面侧面照相一样，引导学生思考。最后讲解理论，强调傅里叶变换是信号时域描述和频域描述的转换工具，如同一个点的直角坐标与极坐标转换采用一组数学公式一样，傅里叶变换就是时域与频域转换的一组数学公式。这个案例使学生很快理解了傅里叶变换在信号处理中的物理意义，从而避免了陷入傅里叶变换公式的困惑之中。学生掌握了傅里叶变换理论知识后，将来在分析机械信号频谱查找产生特征频率对应零部件的工程应用中，进一步获得应用知识和实践能力，这就是一个“案例—理论—实践”的教学过程。

3.实验教学法的应用

“理论—实验—实践”模式的实验教学法，教师主要做好两个方面工作：一是针对理论设计合适的实验，学生用来验证和理解知识；二是设计项目，引导学生动手实践，将理论与实践结合。通过课程中的“频谱”相关内容介绍实验教学法的教学应用。

频谱是信号描述的一种频域分析方法，理论基础是傅里叶变换，通过傅里叶变换可将一个以时间为自变量的时域信号变换成以频率为自变量的频域信号，即频谱。为观察频谱，基于Matlab软件设计一个编程实验，让学生动手编程产生信号，显示波形和观察频谱，验证知识，理解频谱内涵。为培养学生应用频谱分析的能力，在编程实验基础上设计了基于声音信号、齿轮箱信号等实际信号的实践项目。项目要求学生编制方案采集信号，对信号进行适当地预处理后利用前续Matlab编程实验对信号进行频谱分析，提取信号的频率特征，获得一些有益结果，完成后将分析结果在讨论课上做PPT演示汇报。通过这些实验和项目的教学设计，学生学到了知识，锻炼了能力，与此同时，课程讲授变得生动有趣。这就是一个“理论—实验—实践”模式的教学过程。

从上述两个实例可知，实践导向教学法可以提高学生的学习兴趣，培养学生的应用能力，同时，使课堂讲授变得生动活泼。

三、结论

全日制专业学位研究生是适应当前国家经济社会发展、培养应用型高层次专门人才的一种研究生教育模式，它与学术学位研究生教育属同一层次。由于两者培养目标完全不同，如何借鉴学术学位教育办好专业学位教育值得深入研究和实践。为此，本文针对机械工程方向的专业学位研究生教育，探讨课程教学改革方法，提出以实践为导向的“案例-理论-实践”模式的案例教学法和“理论—实验—实践”模式的实验教学法，并以“机械信号处理及其应用”课程为例进行了教学应用与实践，取得了良好效果，对专业学位研究生应用能力培养起着积极作用。

参考文献：

[1]高文波.全日制硕士专业学位研究生教育探析[J].中国电力教育，2010，（36）：59-61.

[2]李姚矿.娄敏，全日制专业学位研究生培养模式探讨[J].合肥工业大学学报（社会科学版），2012，26（1）：128-133.

[3]张吉雄.全日制硕士专业学位研究生培养模式探究——以矿业工程为例[J].黑龙江高教研究，2011，（11）：119-121.

[4]何岭松.两年制硕士研究生课程教学改革探索—— “工程数字信号处理算法与实践”课程改革实践[J].学位与研究生教育，2008，（7）：61-65.

信号专业自动化论文篇(2)

关键词：信号处理；CDIO；集成电路设计与集成系统

中图分类号：G642.0 文献标识码：A

文章编号：1005-913X（2013）02-0117-02

一、引言

目前信号处理相关课程在国内外诸多高校都是本科教育主要课程群之一，但该类课程存在理论性较强，数学公式和数学概念较多。学生在学习中不能理解其实质和用途，很难将其与实际问题相结合，并运用相关工具来解决实际的工程问题。集成电路设计与集成系统（以下简称集成）专业中信号处理类课程占有相当大的比重，如何提高学生解决实际工程问题的能力是本专业亟待解决的问题。目前多个高校开始实施针对信号与系统或数字信号处理的课程改革，所涉及到的课程改革都是在不改变现有课程体系结构上的教学改革，没有结合各自专业的特点，如集成专业的数字信号处理的侧重点应与其他专业的数字信号处理的侧重点不同。

CDIO 工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO 代表构思（Conceive） 、设计（Design） 、实现（ Implement） 和运作（Operate） ，它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程，培养学生的解决实际工程问题的能力。[1，2，4]信号处理是集成专业的一个重要研究方向，目前国内开设集成专业的高校还没有开展该专业的CDIO工程教育研究与实践。本文以CDIO工程教育理念为指导，以集成专业的教学计划为基础，对集成专业信号处理相关课程进行优化整合、构建集成专业信号处理课程群。所建课程群可作为本专业CDIO工程教育培养模式下的二级CDIO项目，为本专业实施CDIO工程教育奠定基础。另外该项目的成功实施对改善该专业的培养模式，提高该专业学生的实践能力具有重要意义。

二、信号处理课程群构建的指导原则及方法

实施基于CDIO教学理念的集成专业教学改革，[3]其中最重要的环节是建立该专业的CDIO项目。包括：一级项目、二级项目和三级项目。本文所涉及的内容主要是为了建立一个该专业的二级项目，该二级项目是以信号处理课程群为载体，让学生掌握关联性较强的课程之间缺乏知识的继承性和连贯性。将各个课程中涉及的知识点有机结合。笔者以CDIO工程教育理念为课程群构建的指导思想，采取理论结合实践的研究方法，构建出能突显本专业特色的信号处理课程群。

（一）以CDIO 理念为指导，构建本专业信号处理课程群

按照CDIO 教学改革理念，对照现行大纲，构建以信号与系统、数字信号处理、基于FPGA的系统设计与应用高级数字IC设计为主线的课程群。增加实践和工程应用环节，重新统筹理论教学内容，去除课程间知识的重复和冗余，构建出融传授知识、培养能力、提高素质为一体的课程群。

（二）理论结合实践，先试点试验再逐步推广

在构建课程群时采用探究式研究方法。以小班为试点进行实验，积累经验再逐步推广。对于整个课程群的构建也要先从个别课程开始，逐步扩建到整个课程群。

（三）建立有效反馈机制，及时修正课程群构建中的不足

在构建课程群的过程中，要动态调整教学内容。为此要建立一套有效的反馈机制。积极听取授课教师和听课学生的意见和建议，归纳总结及时进行调整，逐步实现课程群构建的最优化。

（四）考虑本专业的特点，突显本专业特色

所构建的信号处理课程群要与本专业的教学计划紧密结合，以构建本专业信号处理方向的二级CDIO项目为目的。充分体现CDIO的教学理念和本专业的特色。

三、主要研究内容及取得的成果

构建该专业信号处理课程群，建立该专业CDIO工程培养模式下的二级项目。需要解决以下主要关键性问题：一是在构建的课程群中如何充分体现CDIO理念；二是课程群知识点的优化整合；三是设计贯穿整个课程群的案例。为了解决以上问题，本了以下研究工作。

（一）以CDIO工程教育模式的项目构建为标准，构建课程群

本文拟构建出集成专业信号处理课程群，该课程群包括：信号与系统、数字信号处理、数字IC设计、基于FPGA的系统设计与应用和高级数字IC设计。信号与系统和数字信号处理是本专业的学科基础课；数字IC设计和基于FPGA的系统设计与应用是本专业的专业平台课；高级数字IC设计是本专业的专业方向课。课程群中课程之间的关系如图所示。所构建的课程群也可作为本专业CDIO教学改革的一个CDIO二级项目。

（二）课程群教学内容优化整合

课程群所涉及的各科课程内容既具有自身的完整性，又有一定的交叉，课程内容相互关联、相互渗透。如果每门课程都强调课程内容的系统性和完整性，必然造成内容多学时少的矛盾，单门课程的教学改革很难收到理想效果。本课程群所设计的课程中内容涉及集成电路设计的整个环节，从算法到架构好后到实现。其中信号与系统和数字信号处理属于算法领域，数字IC设计属于架构领域，基于FPGA的系统设计与应用和高级数字IC设计属于实现领域。对于一个数字系统的设计需要用到上述所有课程中涉及到的知识。但本身课程之间又有相互重叠的内容。构建该课程群时，笔者充分考虑了课程群内课程的关联性，重新统筹了理论教学内容，去除了课程间知识的重复和冗余，并增加实践和工程应用环节。

（三）以Matlab和FPGA为实现手段设计贯穿整个课程群的案例

该课程群中大量的理论和结论都是通过数学推导的方式得到，所以学生往往过于注重公式推导或证明，而不能理解其实质和用途。缺乏运用工具来解决实际的工程问题的能力。本文以Matlab作为信号处理算法的验证的工具，FPGA作为信号处理VLSI实现的验证工具。充分利用其各自的特点，以二者为该课程群的实现手段设计贯穿整个课程群的案例。所设计案例要涵盖课程群的全部重点知识点，并且可以遍历集成电路设计的设计流程：系统设计、算法设计、仿真验证、硬件描述语言建模及FPGA验证。

（四）以《数字信号处理》为载体，设计了该课程群下的CDIO三级项目

以该课程群作为本专业二级CDIO项目，则该课程群下可构建出若干三级CDIO项目。以《数字信号处理》作为构建CDIO三级项目的试点课程，设计了该课程群下的三级CDIO项目。设计的案例包括：基于Matlab的FFT IP设计和无限冲激响应数字滤波器设计等。

本文以提高学生解决工程问题能力为目构建了信号处理课程群，旨在解决原有信号处理相关课程重理论、轻实践的问题。以CDIO工程教育理念为指导思想，在现有集成专业信号处理课程群的基础上，构建了该专业信号处理课程群。所构建的课程群可作为本专业CDIO工程教育改革中的二级CDIO项目。所构建的信号处理课程群充分体现了集成专业的专业特点，注重信号处理算法分析设计的同时，注重其VLSI的验证与实现。

参考文献：

[1] 顾佩华，沈民奋，李升平，等.从CDIO到EIP— CDIO—汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究，2008（1）.

信号专业自动化论文篇(3)

在我国，教育部于2000年启动了“新世纪高等教育教学改革工程”，之后又实施了高等教育质量工程，并明确将“实践教学与人才培养模式改革创新”作为一个工作重点。在教育部的推动下，我国文科、理科、工科的教学改革全面展开，资助了一大批教学改革项目，但与欧美国家相比，国内的研究多数停留在高等教育理论研究阶段，与实际专业课程结合并成功应用的项目还不多。

测控类专业培养中的主体课程是测控技术与仪器、电气自动化以及机械工程等，内容涉及微型计算机技术、信号处理技术、测试技术、控制技术等，该类课程比较抽象。传统教学模式强调对理论知识的掌握，学生理解深度有限，难以将所学知识应用到工业实践中。笔者结合目前测控类专业课堂教学计划的特点和教学过程中存在的问题[3-5]，采用交互式创新实践教学方法，用实例、创新设计以及实践操作从工程应用的角度强化创新实践，调动学生的学习主动性和积极性，提高学生综合素质。

本教学方法在测控技术与仪器专业课程教学中进行了初步推广，实施效果良好。

2基于互动和实践的课程教学设计

2.1 课程特点分析

测控类专业的专业课以计算机控制、电子技术以及信号处理等相关内容为主，从理论层面看，课程涉及比较深奥的计算机原理、电子技术以及信号分析与处理理论，内容比较抽象且难懂；从应用层面看，则涉及如何把测控技术理论与实际应用结合的问题。课堂教学的难点在于理论抽象且难以与工业现场联系，学生课程学习的难点在于如何把抽象的课堂理论与动手实践和现场工程实际问题的解决方法统一起来，把深奥的课堂理论知识转变成解决实际问题的能力。

2.2 课程教学模式设计

根据课堂教学中加强教与学互动和学生主动创新实践的教学指导思想以及教学计划和教学大纲规定的教学要求，把基于互动和实践的教学理论贯穿于课程教学的各个阶段。提出理论教学—结合工程—动手实践的循环式交互课程教学模式。

用理论及其应用启发学生思考，提高学习兴趣。针对检测类、故障诊断类及计算机控制类课程在工程中的应用案例进行分析，利用所建设的教学平台进行实际研讨和操作，进一步引出理论分析方法。

教师可通过课堂理论教学为学生提供基本知识框架和自主学习线索，补充相关知识点，做到“宽”基础，弥补学生基础知识面的不足，通过开放式问题提高学生发散性思维能力。

在课堂教学中，教师可结合工程应用，展开理论知识分组讨论，引导学生针对实际问题思考并提出自己的见解和看法，从而提高学生对知识的把握程度，进而启发学生进行创新思考，巩固和加强理论教学效果。同时，通过实践过程和汇报提高学生的团队协作能力。

基于课堂教学目标，教师自主开发或设计课堂教学实验辅助系统，如开发网络实验平台，学生可以自主登录进行网上实验；通过构建单片机资源库，由学生自主装配、测试，然后结合工程实际，指导学生分组实践，提高学生实践和协作的能力。

该课堂教学模式让教师和学生在专业课程教学环节置身于实践环境中，一方面可指导学生针对实践环节中的项目开发问题开展技术资料查阅和设计方案拟定，并对主要技术难点和技术实现方法进行分组讨论；另一方面同步强化理论知识，组织学生展示各小组的实践成果，对学生知识掌握程度进行综合评价，优秀率在90%以上。

3教学实践中存在的问题及解决方案

在课堂教学中，结合大量应用实例和演示实例，在理论教学基础上以学生动手实践为目标的教学方法是有效的，但不能适用于测控类课程的所有教学内容，必须结合内容的具体情况区别处理。在该类课程的教学过程中，采用本文所述的方法也遇到了不少问题，在解决问题的过程中，笔者逐步积累了一定的经验。

3.1 理论教学与教学辅助系统相结合

针对抽象的信号处理类教学内容，基础工程数学类课程已经完成，单一地进行数学理论阐释导致学生的学习兴趣较低。在教学过程中，笔者制作教学实验材料辅助教学，把抽象的理论形象化。课堂教学中开发了网络实验平台、单片机综合实验系统、测试和信号处理软件平台，可在课堂教学中开展在线实验，也可在课后开展学生分组拓展实验。

3.2 课堂教学、教学讨论和动手实践内容相结合

本文提出的课程教学模式通过理论教学剖析知识点的科学和数学原理，然后辅以分组项目化实践讨论并辅以考核交流来完成知识点学习。笔者在讲述微机控制课程时，将理论分析—电路设计—程序编写—展示相结合，通过讨论和学生动手焊接电路板，达到理论与实践的统一，然后布置小项目，让学生分组协作完成。

3.3 实践课题要与教学内容相适应

布置实践课题应围绕知识点，尽可能减少知识外延。课外时间通常安排两部分内容：一是课后作业，二是协作实践课题。课后作业的完成一般没有太大的问题，教师应进行监督考核，尽量减少学生抄袭作业。实践性课题的选择应慎重，要紧密结合课程进度引出课题，课题太小达不到训练目标，太大则无法完成。例如：测控系统设计课题需要安排在中断和串口通信等知识点学习之后；频谱分析仪的设计，需要在离散信号FT变换，DFT和FFT等时域—频域变换内容结束后安排。适时提出和适当开展课题研究，可以提高题目的趣味性和应用性，强化学生对实践的热情和兴趣。

3.4 协作学习和自主展示

以小组协作的方式完成实践课题非常重要，它为学生提供了一个相互交流和自我展示的学习环境，可利用小组之间的竞争和组内学生之间的相互激励和支持提高学生学习的热情和实践信心。通常由3～5名学生组成一个小组，学生可根据分工查阅资料和进行相关模块的开发 。实践课题融合了课程内容和拓展训练，学生可结合教师的推荐自由选择开发工具。在研发过程中，通过分组讨论与班级集体讨论，各组学生可有效地了解本组及个人在创新实践环节中的不足，对优化设计方案起到积极的作用。

经过实践环节的学习，学生的学习思维基本上跳出了抽象的数学思维模式，以形象、生动而又有趣的创新实践模式取代了传统的以死记硬背信号分析数学公式为特征的强化记忆学习模式，避免了平时学习一知半解，考前抓紧突击的学习方法。实现了把学习的黄金时间放在平时，即把课堂教学、交互实践和监督检验放在平时，简化课程结课考试，促进了学生学习效率的提高，又使得教学时段得以充分利用，提高了学生综合创新实践素质。

4教学改革成果

结合笔者提出的交互式主动创新实践教学方法，从网络实践平台、教学案例分析和学生成果等角度分析该方法的实施及效果。

4.1 测试信号分析网络平台

网络式实践平台在国内外教育教学模式中并不少见，但是大多以视频和教学材料为主，笔者在教学过程中开发了网络化在线实验平台(如图1所示)。学生注册后，可以下载课程学习材料和实践指导文件，通过在线实验板块对课程重要内容进行实验。

图1 网络在线实验系统

学生可通过校园无线网络随时随地登录网站，针对课堂所学理论进行应用实验，不仅提高了学习兴趣，同时也提高了对问题本质的理解和掌握。

4.2 交互式信号分析与处理平台

利用软件开发的信号处理平台，可运行在手机和PC机等工具上(如图2所示)。信号处理平台利用教学信号处理算法，对典型信号、实时音频信号和现场采集的振动等工程信号进行分析。在教与学的过程中，典型信号的分析可以使学生掌握信号的特点、时频特性以及处理算法，辅以工程实际数据分析，从而解决从典型信号分析向工程实际数据分析的过渡，通过讨论，全面掌握相关算法。

a音频信号实时分析  b手机信号处理平台

图2 利用软件平台和手机移动平台开发的教学辅助系统

4.3 学生实践作品—六足抢险救援机器人

图3所示的六足抢险救援机器人是测控技术与仪器专业学生的作品。采用本文提出的教学模式，学生具备一定的单片机、控制和传感器技术等相关知识运用能力后，开发了本作品，荣获河南省第九届挑战杯二等奖和河南省最具投资价值创意奖。

图3 六足抢险救灾机器人及其获奖奖杯

5结束语

培养高素质的科技创新人才是测控技术与仪器专业及其相关专业永恒的追求。为提高测控类课程的教学水平和质量，笔者提出了交互式创新实践型教学法，依托于专业教学计划和大纲，融工程项目案例库与理论教学于一体，实现了教、学、用的有机统一，提高了学生综合创新实践能力。目前，该教学法已在测控技术与仪器专业教学中得到推广，教师和学生反映良好。

参考文献

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[2] 唐孝云,刘京诚.测控技术与仪器本科专业创新人才培养新模式探索与实践[J].中国大学教学,2009(6):30-32.

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[4] 张学敏,倪虹霞,吕晓丽.电子信息工程专业信号类课程教学改革实践探索[J].长春工程学院学报,2009(1):106-109.

信号专业自动化论文篇(4)

陈旭辉，男，陕西西安人，硕士，中共党员，衡阳师范学院美术系讲师，主要从事视觉传达设计专业教学和设计理论研究；

舒 晶，女，湖南怀化人，硕士，主要从事版面设计，动画设计工作。

创造性思维是人不同于其它动物的特性，它帮助人们不断认识事物改造事物，并不断创造新的事物。设计本是一种造物活动，其主要的核心在于启发创造性思维，以及创造力发挥，创造力就如同生产力，但要依赖创造思维的发散与收敛，因此，在艺术设计中需要极优秀的创造性思维，然而在现实中对于这种科学的思维方法培养与行成，对于设计类专业学生来讲，多数人并没有得到其要领。在招贴设计课程中一般学生主要依据联想思维机制展开创意想象，联想能够把不同事物概念的差距性意义，通过一种视觉形式联接起来，因此成为创造性思维重要的表现形式之一。招贴广告富有单纯构图新奇的构想，以及强烈个性化的视觉表现，可以瞬息抓住人们的视线，并引发心理上的共鸣，达到成功传递信息内涵。

在平面设计专业中招贴作为主要专业课程受到院校重视，然在现实教学效果中却收效甚微，虽然这其中原因颇多，但主要反映出在课程实际实践操作中，学生主体意识中有或多或少需要强化提升的环节和因素。

一、加强课堂训练与生活实际实践体悟相结合

“没有调查就没有发言权”，然，对于今天设计类学生来讲就如同“没有生活阅历以及实践就没有设计发言权”。招贴设计需要用简约单纯的图形信息传达信息，并尽可能贴切环境和语境等因素，可见招贴设计综合学科知识性较强，在强调学生专业技术熟练掌握同时也强调对社会、生活等相关阅历的感悟。目前大多高校生对于社会实际情

况缺乏了解，对待帮助他人较冷漠，缺乏责任与担当意识，甚至因优越的家庭环境缺乏社会实践机会，种种原因间接导致设计作品内涵性以及信息传达上的文化缺失。同时在实际教学中在资料信息素材元素充备的条件限制下，有些创意表现直接从表面浅显的词语入手图形创意，不能仔细体会其中的信息内涵性，对于地域文化把握不够，导致了招贴形式语言上的模糊表达。

课堂实践固然重要，然而不切实际的信息表达是虚情假意，不足以打动人心，作为当代大学生应更好的利用课余以及假期多多接触社会，多方创造条件深入社会体验，对于个人成长以及专业提高将获益良多。缺乏实践的理论就如同空中楼阁，缺失生活的创意如同坐井观天。试看当下如靳埭强、陈邵华等设计名人作品的成功，就可见联系社会的重要性意义。只有不断在生活中体验，才能积累信息，获得创意启发的灵感，而不是脱离实际的冥想。

二、创造条件，提供教师教学模式中的自主灵活性

招贴作为瞬息传递信息的艺术形式，要求能吸引目光来“暂缓”行人脚步，这就要打破人们的视觉惯例，要求视觉传达的异质点来传递信息，但这种创造性思维需要创意者具有丰富的信息累积以及大脑瞬间闪现的符号信息来共同促成。创造性思维的启发需要一定外界事物的刺激作用，也需要通过大量的信息搜集准备工作。现代高校教育体制政策相互的差异性，导致教学思路与模式以及培养人才目标的不同。专业类艺术院校如美术学院，大多不同于普通综合大学中的艺术专业“灌入式”教学，能在教学中相对给学生创造灵活自主的学习条件，学生在进行创意阶段对时间安排上有足够的自主灵活性，后期不论在信息搜集、草图、电脑制作创意方案等过程，均能养成自主学习的良好学风。通过实际教学收效可见，看似“放任自流”的自主学习模式，优于教条式45分钟一节课的教学模式。

通过对实际作品观察可知，当下设计作品质量不高、文不对题的现象比较普遍，其中原因首要的是从事艺术设计类专业学生缺乏时间上的自由，从周一到周五基本上半天专业半天文化课，甚至文化课理论课大于专业技能动手课，对于专业课程的阶段作业完成造成间接影响，拖交作业成为普遍现象；其次把艺术设计类学生等同于其他文科专业学生管理，缺乏专业特殊性对待，大量的专业理论以及文化课考试均要与学位证毕业证挂钩，专业成为鸡肋，学生普遍追求专业及格就好的心理，导致专业热情缺乏。著名画家学者陈丹青先生曾在《退步集》中也切身谈及这种情况，提出艺术创作过程应是一鼓作气的循序渐进过程。招贴设计的创造性思维形成，这个过程应是连续不断的思维演进，教师应该根据具体情况安排进度，通过有效手段激发学生创造性思维产生。

三、强化传统文化素养及文学修养功底

设计是一种精神生产活动，需要审美观照和体验等方式为人们所接纳，其主要以符号化的媒介构成，通过视觉形式来传达某种信息诉求。招贴设计属于视觉传达设计范畴，主要以表象符号为主，以语言文字符号色彩元素为辅的设计领域，贡布里希在《视觉图像在信息传播中的地位》中曾指出，图形的正确解读需受代码、文字说明和语境三个变量的支配，可见视觉符号的运用是与一定的概念规定性和具体的时间、场所等相关联的。然而语境是与文化传统和社会习俗相关联的，如果一旦缺乏这种相互的联系，那么便会造成信息传播中的信息断码。

罗兰・巴特在《显义与晦义》中也曾说，一个能指与一个所指构成了一个符号整体，它还可以借助隐喻的修辞手法形成一个新的能指与所指，从而构成第二重符号关系，还有可能会形成多层次的关系。[1]招贴设计用视觉形式传达信息的过程是符号系统的构建过程，在能指与所指之间转换中需要外延信息和内涵信息间的逻辑准确性把握。日常中招贴广告一般在通过图形符号说明信息的同时，往往需要一定文字信息或标题的限制，可以起到二级所指作用，言语越能接近图像描述性，则越不能增加图像的内涵性，文字一般则需要扩展图形符号的内涵性。比如在环保招贴设计中比较常见的用满是伤口流血的人的躯干、手等元素，间接的关联表现乱砍乱伐的信息诉求。德国平面设计家岗特・兰堡曾被赞誉为“跨越时空的视觉诗人”，其作品多简约而单纯，但其中却蕴含深刻而强烈的视觉冲击力。

结语

随着全球经济一体化和国际化发展趋势，设计跨国性传播日益突出，多民族不同地域间的交流都可以当作不同民族间的文化沟通和互动，只有不断增强文学功底，挖掘本民族的文化底蕴才能取得成功，只有做到特色鲜明才能被人所注意。招贴设计创意思维形成不是一朝一夕、心传口授的策略，而需要通过在校教育以及在生活中不断感悟等多方面形成。平面设计如果要促进世界的可读性，那么就要把设计扩展到生活环境的各个方面去，通过诗意的隐喻将各种生活要素转化为一种可理解的“文本”，从而提高生活世界的可读性。

信号专业自动化论文篇(5)

Abstract: The necessity education reform is presented from application background and theory according to "Automatic Control Theory",the teaching reform and innovation attempt are put forward from the five aspects of the course content,teaching methods,combining theory and experiment,project examples of teaching.

关键词:自动控制原理;教学方法;教学改革

Key words: automatic control theory;teaching methods;teaching reform

中图分类号:G64文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)09-0203-01

0引言

自动控制理论是研究自动控制共性规律的技术科学,是自动化专业本科和研究生课程的基础课程,因此,它是自动化类专业很重要理论基础和技术课程。自动控制理论主要包括经典控制理论、现代控制理论,以及自20世纪80年代逐渐形成的大系统理论和智能控制理论。这里主要探讨一下经典控制理论部分――“自动控制原理”的本科教学。

1教学方法改革

对于这门难度很高的课程,教学时应注重概念,弱化计算。只有掌握了基本的概念,有了充分的感性认识,学生才有进一步自我深化的可能。而同时感性认识获得的方法莫过于实际的例子。例如:在第一章基本概念中讲解自动控制系统的定义和组成的时候,首先需让同学们明白系统的控制过程,因此我分别举了一个人工水位控制系统和自动水位控制系统来对比讲解。由于比较贴近生活,同学们对于这个人工系统的自动运行原理基本都能自发自然的理解,所以稍加引导,就很容易理解控制对象,被控量,给定值,反馈元件,执行机构等概念。

另外在不同的章节尽量研究同一个问题,举熟悉的例子,这样有利于理解新的概念,有利于巩固学过的知识,有利于将不同章节中的知识融会贯通。

2课程内容改革

自动控制原理的教学过程应突出本门课程具有的方法论特点,使学生建立系统的观点,培养学生对控制系统的分析能力和初步的控制器设计能力,为专业课的学习和参加控制工程实践提供必要的理论基础。采用“模块化”教学改革方案。理论教学内容主要由四大部分组成,即控制系统基本概念与数学描述、分析方法、设计方法、验证与应用四大块。其中对具有基础属性尤其是学习后续课程不可缺少的基础内容应该重点详细讲解。同样,控制系统频域及时域校正方法也可以选择性地讲解,因为这部分内容完全可以采用matlab方法完成。

3理论与实验相结合

实验是对理论的应用,有助于学生把枯燥抽象的理论形象化,从而加深对理论知识的理解。实验由两部分组成,结合教学进度完成分为验证性实验和设计性实验。配备自动控制理论实验箱和小功率随动系统装置。小型验证性实验在自动控制理论实验箱上进行。实验箱配有上位机Labview仿真平台,通过在控制系统的模拟装置上搭建系统,调整系统参数和计算机仿真,把之前用理论分析出的结果形象直观的表达出来,加强了学生对物理概念的掌握,将抽象的数学模型与实际系统参数联系起来,提高学生的分析能力和实际操作能力。综合性实验则安排在课程基本内容学习结束之后,要求学生能综合运用所学知识,进行系统分析和设计,使系统达到预定的性能指标。

4从实际控制系统入手进行教学,强调工程和物理概念

“自动控制原理”是一门理论性较强的课程,涉及知识面广,信息量大,所涉及的数学基础较为广泛,从微积分、复变函数、离散数学到矩阵理论。学生觉得难学,教师觉得难教。如果在教学过程中只注重一般的数学论证,缺乏工程和物理概念的阐述,学生学后不知用在哪里,如何运用。学生在课堂上忙于做笔记,课后忙于根据公式作大量的习题,考完试后,公式忘掉了,脑子里一片空白。这样的学习效果为后续专业课程的学习、毕业设计以及就业工作等带来许多问题。

在知识的传授中,注重控制思想和工程背景。本课程的设置目的不仅是对这门学科知识的掌握,更重要的是在各行业中的具体工程应用。因此在教学的全部过程中必须注重课程在工程的具体情况,并将工程的分析、设计实现方法渗入课程的教学中,如PID参数的整定及工程整定,可以通过直流电动机转速控制来实例讲解,并且借助于计算机辅助方法Matlab仿真。

5“自动控制原理”与“信号与系统”有机结合,拓宽学生的知识面

自动化专业开设的“自动控制原理”和“信号与系统”两门课,都是作为专业基础课开设,两门课程在内容上存在一定的重复。将两门课的内容有机的结合在一起,做到一加一等于二,甚至大于二。“信号与系统”和“自动控制原理”是不同性质的专业基础课,虽然在内容上存在重复,但在思想体系及出发点上不同。“信号与系统”偏重于弱信号的处理与传输,为通信系统的学习做准备。而“自动控制原理”则侧重系统的应用。因此在“自动控制原理”的教学过程中,注重对基本概念、基本理论和基本方法的阐述,使学生等到一定的工程应用概念。在选用例子时,尽量选用实际控制系统的例子,这样能够使学生在很少的时间内理解一般系统的控制规律,掌握控制系统的有关概念。而在讲述数学模型中的信号流图,采样系统中的z变换和差分方程的求解等内容时,由于这部分内容与“信号与系统”中的部分内容相重复,就可简单讲解。在“自动控制原理”中不重点讲述的脉冲响应函数和卷积的概念,而在“信号与系统”中作为重点进行阐述,这样可以拓宽学生的知识面,为第三学年学生选专业奠定了基础。

6结语

“自动控制原理”是有关自动化专业的一门基于实践的理论基础课。各个相关高校都非常重视这门课的教学改革与创新,并取得了很大的成绩。但在教学中还存在着诸如学生的学习积极性和实验条件的限制等问题。随着时代的进步,、教学手段的更新也会与时俱进。只有不懈地努力,坚持理论与实践相结合的原则、坚持以培养学生的解决实际问题的能力为基准,就一定能进一步提高教学质量。

参考文献:

[1]罗冀,程桂芬,等.控制工程与信号处理[M].北京:化学工业出版社,2004.

[2]鄢景华.自动控制理论[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2000.

[3]胡寿松.自动控制原理[M].第四版.北京:科学出版社,2002.

信号专业自动化论文篇(6)

关键词 应用型 课程改革 构建 应用

中图分类号：G642 文献标识码：A

0引言

近年来，随着城市轨道交通的公交化发展，城市轨道交通行业对应用型人才的需求激增，同时城市轨道交通行业采用国内外目前最先进的设备和高新技术，因此要求从业人员必须具备专门理论知识和智能化操作技能。而如何培养高要求的应用型人才，成为需要实现应用转型高校亟待解决的问题。本文以城市轨道交通运营管理专业基础课程“城市轨道交通信号基础”为依托，从教学内容、教学方法、教学手段及考核模式等着手，开展了一系列提高学生综合能力的教学改革实践活动，提高学生的课程参与度，实现过程化课堂教学模式。

1课程改革描述

1.1结合专业岗位需求 重新界定教学内容

针对应用型高校教育的特点，设定课程目标时以就业为导向，以能力本位为教学理念，课程改革始终围绕学生的岗位定位和职业岗位能力进行，从而实现职业岗位能力培养与岗位定位无缝结合，课程目标与就业目标直接挂钩。

当前，城市轨道交通运营管理专业的就业岗位主要有车站值班站长、车站值班员、车站站务员、行车调度员、值班主任等，而这些特定的岗位所需技能都要求对轨道交通信号基础设备及系统要有不同程度的认知与掌握。因此，我们在围绕课程目标初步划分了课程内容的基础上， 根据城市轨道交通通信与信号系统中各部分在整个城市轨道交通系统中所充当的角色，将《城市轨道交通通信与信号系统》课程与“执行和控制”岗位要求相结合，将书本内容进行二次界定，将其划分为信号基础设备篇（信号机、继电器、转辙机、轨道电路），系统篇（车站联锁、区间闭塞及列车自动控制）两个部分。且针对理论内容进行针对性实训课的开展，如继电器内容偏物理，故此设计了实物认知与操作、电路动态演示、学生小组讲解等实训来促进学生对理论部分的理解。

1.2针对授课对象特点 打破传统教学模式

“城市轨道交通信号基础”课程内容相对比较枯燥，具有较强的实践性和专业性，与城市贵运营管理岗位需求联系紧密，个人依据该课程特点、教学目标、教学内容、授课对象实际特点、教学条件环境，在过程化考核的基础上采用多元化教学，来引导学生学习，体现“双主”教学模式，改变学生学习心态，从“要我学”转为“我要学”，提高学生的课堂参与度，增加其学习积极性，开阔其思维。

1.2.1考核方式多元化

由于本课程的实践性与专业性很强，为了让学生能更直观更透彻地理解相关知识点，注重过程性的学习，积极主动参与课堂，将该课程的考核方式转变为“2+5”的过程化考核，“5”即针对不同章节理论教学专门设计的信号机情景模拟、转辙机模型虚拟拆装、继电器实物认知及信号继电器电路分析图试讲、车站微机联锁上机操作、火车模拟游戏等五次实训，“2”是针对课程的两大理论篇章设计的不同形式的过程化考核――信号基础设备（雨课堂）、站信号联锁（上机操作）。

1.2.2教学方式改革

“城市轨道交通信号基础”课程内容涉及面广且较为枯燥，为了提高学生的学习兴趣，在课程中针对授课内容选取适当的教学方式，借助恰当的教学手段，从课程的趣味性着手，提高学生的学习积极性。

“城市轨道交通信号基础”课程内容涉及诸多的原理性知识，传统的教学方式和教学手段无法满足学生的直观的学习需求，因此采用多元化的多媒体教学手段是必然，通过文字、图表、动画、视频的交叉教学方式，使原本较为理性的教学内容更为生动具体，同时让学生自己动手制作重点知识的课件并梳理思维导图，转化“教”与“学”角色，给整个课堂带来了新的活力，把握学生学习动态。譬如借助雨课堂和思维导图开展新型教学模式――“双主”模式。“双主”教学模式是介于以教师为中心的教学模式和以学生为中心的教学模式之间，既能发挥教师的主导作用，又能充分体现学生的认知主体作用。基于教材内容的更新跟不上城市轨道交通技术发展速度和学生无法准确有效地利用丰富的网络资源的双重因素下，本课程借助清华刚推出的雨课堂平台，将传统课堂中信息传递由单向转变为双向，课堂教学模式不再只以教师为中心，而更注重师生之间课内外的交互，从而达到让教师对学生整体掌握情况有明确的把握的双向交互效果。再者，要求学生雨课堂课件预习后利用思维导图软件提交一份预习报告，构建知识框架体系，并要求学生根据课程逐步展开进行思维导图的修改和完善 ，培养学生“课前先入、课后深入”的良好学习习惯。

2教学探索效果

经过2年不断的教学实践与改进，过程化教学效果日益明显，提高了学生的自学能力和适应能力，对于理论知识不再与以往一贯的死记硬背式和依葫芦画瓢式学习了，而是学会了将散杂的知识点联系起来构建知识点框架。其次，学生逐渐开始享受自我思考、自作的学习过程。最后，学生学习过程中的差异化、个性化的凸现，让老师更为了解学生心理动态，制定针对性学习方案。

参考文献

[1] 燕庆明.信号与系统[M].北京：高等教育出版社，2004.

信号专业自动化论文篇(7)

【关键词】教学改革 专题教学 实践教学

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】1006－9682（2011）06－0035－02

【Abstract】Statistical signal processing is a base course which has the characteristics of the academic research. To satisfy the course point and talent cultivation, the pattern of basic, special and practical teaching is put forward. The basic teaching is center. The special teaching is advanced. The practical teaching is key. The basic theory and modern appliance should combine. The traditional teaching method and modern teaching means should combine. The scientific research and scientific practice should combine. So the students’ creative abilities and comprehensive qualities are improved.

【Key words】Teaching reform Special teaching Practical teaching

一、“随机信号处理”课程的特点及其现状

自然界任何变化过程通常可分为确定性过程和随机性过程两大类，随机信号处理是研究随机变化过程规律性及其应用的一门学科，是电子科学与技术、信息与通信工程各专业的重点专业基础课。它广泛应用于雷达、通信、自动控制、随机振动、地震信号处理、图像处理、气象预报、生物电子等领域，因此随机信号处理的理论是推动众多学科发展的重要基石。该课程主要学习随机过程的基本概念、统计特性的描述、随机信号通过系统的分析及电子系统中常见的几种重要的离散和连续随机信号（过程）。

目前“随机信号处理”课程繁杂的数学推导和数学分析使学生感到难学、难懂、难用。传统教学过程只重视介绍基本原理和方法的灌输，与实际应用相脱节，而且分析方法和处理技术方面的基本观念、基本体系滞后于学科的发展和技术的进步。为了适应随机信号理论的发展和21世纪人才培养的要求，需要对传统的教学方法进行改革。

二、“随机信号处理”课程的教学改革

1．“随机信号处理”课程的三个阶段

按照“以人为本、因材施教”的教育思想，以培养“厚基础、强能力、高素质”的创新人才为目标，实践教学配合理论教学，系统性、分阶段地逐步完成教学活动。课程组通过多年一线教学活动的摸索与总结提出了“基础+专题+实践”教学模式，即整个教学活动分为三个阶段，第一阶段是基础教学，第二阶段是专题教学，第三阶段是实践教学。

（1）基础教学。对于基础理论的学习始终不能放松，因为基础理论是所有创新能力的基石。在教学内容上要从易到难、从简单到综合，让学生逐步掌握基本知识、基本方法和基本技巧，打牢基本理论知识。

课堂教学方面：注重多种教学手段并用，不断提高教学效果。单一板书式的教学手段只能起到事倍功半的教学效果，使对课程中大量信号分析的结果缺乏可视化的直观表现，对学生吸引力不强。学生将大量的时间和精力用于繁杂的数学运算和推导，而未真正理解所得结论在信号处理中的实际应用。多媒体教学手段确实有着传统教学手段不可比拟的优越性，如形象、生动、高效、快捷。但是完全采用多媒体教学手段，也存在着一些不足：信息滞留时间短，不利于联想记忆和认知水平的提高，信息量过大，学生难以接受。因此需要将二者有机地结合，也就是对逻辑性较强的推导过程、例题的解答等内容首先采用传统的板书方式进行推导，在学生建立了定性的概念之后，再用Flas展示板书求解过程，学生就有一种恍然大悟的感觉，不但加深了印象，而且激发了兴趣，具有意想不到的较好的教学效果。

课外教学方面：需要建立丰富的网络教学资源：包括习题解答、试题库、教学课件、教案、参考资料，让学生可以在课外独立吸收知识。如“随机信号处理”相关经典英文教材有：《An Introduction to statistical signal processing with applications》、《Fundamentals of applied probability and random processes》、《Fundamentals of statistical signal processing》等。这种课外教学形式倡导学生自主学习、勇于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力、交流与协作学习的能力、获取新知识的能力，使学生自学能力和协作学习的能力得以提升。

此外要做好软件工具（C语言、MATLAB语言）和硬件平台（DSP技术）的相关应用。这是一种将复杂数学公式、图形、算法及应用实例用MATLAB或DSP进行处理和展示结果的一种教学方法。信号处理系列课程普遍都有数学公式多、抽象、难懂的特点，近年来，各课程普遍采用了这种教学方法，将抽象的教学内容形象化、具体化，这是理论到实际的工具和桥梁。

（2）专题教学。在文科专业课教学中，采用专题式教学法较常见。其实，工科专业课教学采用专题式教学有其更实际的意义。“随机信号处理”是电子与信息类主干课程，随着电子与信息技术的迅速发展，相关领域的新方法、新技术不断涌现，因此教学过程中除了注重基础知识外，还要及时跟上技术发展的步伐。因此，需要通过专题教学把最新的发展动态和成果补充到教学中。所以，专题教学是对基础教学的一种扩展与应用，让学生知道所学的基础知识在实际中有什么用、怎么用及同领域最先进、最热点的新技术。

在基础教学阶段完成后，每位任课老师结合自身最熟悉的先进科研成果开展一次专题讲座，专题讲座内容不能太泛、太难、太深，应就某一点相关技术讲解清楚、讲透彻。要结合教师的科研介绍课程涉及的知识在工程中的应用，力求做到数学概念、物理概念、工程概念并重，使学生能懂、会用，把知识转换为能力，避免长期形成的基础课程中原理、方法与应用脱节的现象。

如：随机信号的高阶累积量与高阶谱这一部分内容反应了随机信号的最新理论。可作为专题教学形式介绍，为此需要为该专题建立演示系统，主要演示各种随机信号的双谱特性，同样可组织学生开展高阶累积量及其应用的课题研究。

（3）实践教学。作为一门专业基础课程，课程教学内容要注重系统性、先进性和实用性。实践性教学环节不能以简单的验证性实验为主，而应该是验证性的实验、大型综合性的作业和小型的课题研究相结合。使实践性教学成为既是加深对随机信号概念理解的实验环节，又是学生综合素质、特别是技术创新能力培养的一种重要手段。在基础教学和专题教学阶段完成后，教师公布若干小型课题研究，课后由5～7名学生组成课题小组，分工合作，有人去查阅文献，有人去请教，一起完成实验，然后得出自己小组的结论，最后总结成报告，各个小组把自己的整个过程和结论进行讲解，小组间可互相对其结论进行评价。学生在实际操作、不断的讨论问题和解决问题的过程中，独立思考问题的能力、学习兴趣和创新意识均得到了提高，同时把课堂上被动地接受知识变成了以学生为主体，主动求知。学生通过这一环节对所学内容印象更深刻，学习兴趣也得到提高。

2．设计“随机信号处理”的实践性教学内容

首先需要通过学习随机信号模拟的基本方法，可以让学生模拟产生各种分布的随机信号。以高斯的噪声作为基本内容，而相关噪声和非高斯噪声的仿真作为扩展内容，可作为教学实验演示和部分学生小课题研究内容。通过本实验使学生进一步加深对随机信号基本概念的理解，这也是开展后续实验项目的基础。

其次是需要学习随机信号的统计描述，包括概率分布和数字特征，是该课程学习的重点，也是学生理解区分确定性信号和随机信号的难点。这方面的实践性教学可围绕均值估计、方差估计、相关函数估计、功率谱估计和概率密度估计开展。功率谱估计既有经典的方法，又有现代谱估计方法，通过该项教学内容，使学生了解随机信号处理的基本内容，并且有机会接触学科前沿知识。

最后对于线性系统的分析，其基本内容是信号与线性系统的时域与频域分析方法扩展到随机信号的情形，该项实验内容延续前二项实验，模拟产生一定统计特性的随机信号，通过线性系统后，估计输出信号的特征参数及输出过程的概率密度，重点实验宽带噪声通过窄带系统输出的概率密度，调整系统的带宽，观测输出概率密度的变化。宽带噪声通过窄带系统输出逐步逼近正态分布，这是一个非常重要的概念，通过实验，加深对这一概念的理解。

三、总 结

总而言之，“随机信号处理”课程的理论性、实践性、逻辑性都很强。教师只有在教学过程中结合学生的实际情况，本着“厚基础、重实践、强能力”的教学理念，优化教学内容和方式，采用直观形象、形式多样的教学方法和手段，充分重视实践教学的重要性，理论联系实际，充分调动学生学习的积极性，使学生较好地掌握信号处理的基本知识并提高分析、解决实际问题的能力，切实提高教学的质量。踏踏实实地做好教学过程中的每一步，只要我们不断地改革教学方法，学生创新能力和综合素质将不断提高。

参考文献

1 刘小康、余洁冰.工科学生课程设计与综合素质培养［J］.高教探索，2009（5）：133～134

2 蔡方凯.电子信息类实践教学模式改革的探索［J］.实验科学与技术，2009（4）：95～98

3 朱冰莲、印 勇、方 敏、曾 浩.电子信息类专业信号与信息处理课程群建设［J］.高等理科教育，2008（5）：47～49

4 李 正、林 凤.美国高等工程教育改革探析［J］.高等工程教育研究，2008（2）：31～35