课堂教学中,由信息论基础出发,引出信源、信道及其编码,进而介绍信息的体现形式———信号,接着分析连续系统、离散系统上的信号处理方法,最后通过数字传输、音频信息处理、数字图像处理三个专题进一步深化基本知识点,并藉此介绍信号、信息处理的工程应用。这12个专题,循序渐进,彼此呼应,在保证讲授基本知识的同时有效地保持了学生的学习兴趣,收到了较好的教学效果。 三教学方法 传统的信息处理专业教学内容抽象、定理推导繁琐、工程应用性强。要在有限的课时内,掌握课程的精髓和实质,要求学生具有较强的数学分析能力、逻辑思维能力和综合概括能力。若将“信号与信息”当作一门纯理论课来讲授,违反了学生的认知规律[4],学生较易产生厌学情绪。反之,如果过多强调工程应用性,则不利于培养创新型研究人才。 在教学中,采用归纳启发式、演绎启发式、类比启发式、悬念法[5]等教学方法,由信息如何度量出发,引出信息论的基本知识,结合生活中的影视技术,介绍信源、信道及编码概念,进而引出信号处理及系统分析,接着以音视频处理技术、图像处理技术扩展本课程的知识点。 要在24学时内完成本课程的讲解,就必须改变以往的教学方式,采用启发式的教学方法,增强与学生的互动,针对不同专业、不同学生的特点,合理安排课程内容、习题、实验、课程报告等。通过调动学生的主观能动性,应用悬念教学法,由实际的工程问题出发,激发学生的学习兴趣,让学生在学习本课程的过程中,由最初选课时的“我想知道”,转化为“我为什么要知道”,进而变为“我想知道为什么”。通过由该课程的基本知识出发,延伸出工程中的实际应用,并鼓励学生进行思考与分析,引导学生主动探索,从而取得事半功倍的教学效果。 四知识的巩固与延伸 在完成本课程的理论教学后,开设了约8学时的课程综合实验。该综合实验开设的目的是使学生进一步巩固课堂上学到的有关信号、信息的理论知识,培养学生的动手能力,将学生所学的专业知识、专业技能与常用开发工具相结合,在实际中进行综合运用与实践[6]。在实验内容上,以实际声音信号为分析对象,由每个学生自由选定、录制一段声音,对该信号进行采样,显示采样后声音信号的时域与频谱波形;接着,对原信号加入噪声,显示加入噪声后信号的时域与波形;其后,对该信号进行编码。通过此类综合实验,使学生建立起时频对应的概念,理解傅里叶变换、采样原理、调制原理、滤波原理、信源编码等信号、信息处理的基本技术。 总之,随着计算机、通信技术的飞速发展,信息处理技术在通信、导航、雷达等行业领域的作用与日俱增。随着社会生活中信息技术的大量使用,越来越多的学生对信息处理技术产生兴趣。然而,专业教育中的信息处理技术教学,理论性强、较为抽象,涉及大量的数学公式推导,因此,传统的教学方法不适用于作为通识课程的“信号与信息”。本文对“信号与信息”的教学方法进行了探索,通过在教学中采用归纳启发式、演绎启发式、类比启发式、悬念式等教学方法,以音视频信号、图像信号的处理为例,激发学生的学习兴趣,引导学生以应用的视角、应用的方向和目的来学习“信号与信息”。在教学中,以实际可见的信息处理结果,直观地展示了信号的表示、频谱分析、滤波、编码等抽象概念,使学生对抽象原理、公式有了更为充分的直觉感知,提高了学生对核心概念和原理的理解水平。最后,与综合实验相结合,给学生以自主探索科学道理的途径,学生可以通过自主探索,以实践求取真知。 参考文献 [1]张英.我国高校通识教育与专业教育的融合研究[D].安徽大学,2013. [2]华南农业大学2009年本科人才培养方案修订的指导性意见[ EB /OL]. http://jwc.scau.edu.cn/html/down/ 2009-4-17/1159.html. [3]麦宇红.农业院校通识课程设置调查与分析———以华南农业大学为例[J].高等农业教育,2010(2):56-58. [4]张小瑞,丁香香,孙伟.《信号与系统》教学改革探索与实践[J].科技信息, 2013(15):36-37 . [5]周小林.“信息论”课程教学方法改革的研究[J].电气电子教学学报,2013(8):57-58. [6]庞勇,韩萍,倪育德,冯青,何炜琨.基于声音信号的“信号与系统”教学方法研究[J].电气电子教学学报,2013(2):109-111. |