數(shù)字信號(hào)處理雙語(yǔ)教學(xué)方法的研究

蔣小燕 吳峰 相入喜

【摘 要】本文探討了“數(shù)字信號(hào)處理” 課程雙語(yǔ)教學(xué)課程建設(shè)的意義，提出“數(shù)字信號(hào)處理” 雙語(yǔ)教學(xué)的教學(xué)思路，采用了電子教案與板書(shū)相結(jié)合的教學(xué)方法。選擇適合的英文教材，激發(fā)學(xué)生利用雙語(yǔ)來(lái)學(xué)習(xí)數(shù)字信號(hào)處理的興趣。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字信號(hào)處理；雙語(yǔ)教學(xué)；教學(xué)實(shí)踐

中圖分類(lèi)號(hào)： TN911.72-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）13-0163-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.12.074

0 引言

“數(shù)字信號(hào)處理” 課程是通信與電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要基礎(chǔ)學(xué)位課程。1998年，常州工學(xué)院開(kāi)始與外校聯(lián)辦電氣工程及其自動(dòng)化本科專(zhuān)業(yè)，設(shè)置本科課程“數(shù)字信號(hào)處理”，2000年，學(xué)校開(kāi)始招收電子信息工程、電氣工程及其自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等電氣信息類(lèi)本科專(zhuān)業(yè)，其中電子信息工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)設(shè)置了課程“數(shù)字信號(hào)處理”，2008年，“數(shù)字信號(hào)處理”被列為校級(jí)重點(diǎn)建設(shè)課程，2010年通過(guò)驗(yàn)收。2011年，“數(shù)字信號(hào)處理”被列為校級(jí)精品課程建設(shè)課程，2013年通過(guò)驗(yàn)收。2015年“數(shù)字信號(hào)處理”被列為校級(jí)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)，2018年通過(guò)驗(yàn)收。2017年“數(shù)字信號(hào)處理”又 被列為校級(jí)雙語(yǔ)課程建設(shè)。本文就我?！皵?shù)字信號(hào)處理” 課程雙語(yǔ)教學(xué)建設(shè)介紹我們的心得和體會(huì)。

1 課程雙語(yǔ)教學(xué)的重要意義

隨著全球信息化的發(fā)展， 數(shù)字信號(hào)處理對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)的作用越來(lái)越重要， 各種新算法和新處理器件層出不窮[1]，最新的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)來(lái)自于國(guó)際會(huì)議或國(guó)際期刊，基本為英語(yǔ)撰寫(xiě)。我們電子信息工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生考研的越來(lái)越多，錄取率逐年上升，開(kāi)展雙語(yǔ)教學(xué)有利于這部分學(xué)生繼續(xù)深造。經(jīng)過(guò)調(diào)研，我們信息專(zhuān)業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后從事本專(zhuān)業(yè)和相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生很多，這一領(lǐng)域的從業(yè)人員，要求能熟練使用英語(yǔ)進(jìn)行文獻(xiàn)閱讀和查閱應(yīng)用手冊(cè)?！皵?shù)字信號(hào)處理”課程中的定理、專(zhuān)業(yè)詞匯較多，通過(guò)雙語(yǔ)教學(xué)加深學(xué)生對(duì)基本概念及原理的準(zhǔn)確理解[2]，英文教材覆蓋面廣，有助于學(xué)生系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題。因此，“數(shù)字信號(hào)處”課程的雙語(yǔ)教學(xué)改革具有十分重要的意義。

2 教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 教學(xué)內(nèi)容和要求

我們采用英文教材、英語(yǔ)電子教案、講稿、教學(xué)進(jìn)度、教學(xué)大綱；英文授課輔助中文解釋。采用英文ppt和黑板同時(shí)授課。作業(yè)采用英文教材里的全英文作業(yè)題目，要求學(xué)生用英文解答，不會(huì)的詞借助于英文詞典?？荚嚥捎糜⑽脑嚲?，鼓勵(lì)學(xué)生英文作答，但用中文作答不扣分。

2.2 教材選擇

我們的“數(shù)字信號(hào)處理”雙語(yǔ)課程，是一門(mén)3學(xué)分的專(zhuān)業(yè)必修課，教學(xué)內(nèi)容方面：重點(diǎn)教學(xué)章節(jié)包括信號(hào)的分析部分（Discrete Sequences and Systems，Z-Transform， The Discrete Fourier Transform）和數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)部分（Digital Filter Structures，F(xiàn)IR Filter Design and IIR Filter Design）。雙語(yǔ)教學(xué)的教材需要授課教師根據(jù)本專(zhuān)業(yè)制定的教學(xué)大綱，結(jié)合國(guó)內(nèi)外經(jīng)典的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)教材、相關(guān)書(shū)籍， 精心挑選[3]，通過(guò)比較，我們選擇了Richard G.Lyons著，張建華、徐曉東、孫松林改編的數(shù)字信號(hào)處理（第二版）（英文版）。該教材在Richard G.Lyons所著Understanding Digital Signal Processing，Second Edition的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改編，針對(duì)通信信息類(lèi)學(xué)校本科教學(xué)大綱，刪除了教學(xué)中一般不涉及的內(nèi)容，調(diào)整了章節(jié)順序，并增加了z反變換、濾波器結(jié)構(gòu)、線(xiàn)性相位FIR濾波器和其結(jié)構(gòu)、模擬濾波器簡(jiǎn)介的內(nèi)容，使教內(nèi)容材更加完整。該書(shū)的內(nèi)容完全符合我們的教學(xué)大綱，全書(shū)在概述了離散序列和系統(tǒng)的定義和實(shí)例之后，詳細(xì)討論了離散系統(tǒng)的特性、信號(hào)的離散化和離散卷積、z變換、離散時(shí)間傅里葉變換和離散傅里葉變換、快速傅里葉變換、數(shù)字濾波器結(jié)構(gòu)、以及有限和無(wú)限脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)等基本概念和基本理論。每章都增加了例題、習(xí)題和MATLAB例題，以便加強(qiáng)對(duì)每章內(nèi)容的理解和掌握。從學(xué)生使用的情況來(lái)看，這本教材深入淺出，易于理解。

2.3 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

通過(guò)實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，例如把FIR濾波器的輸出看成求平均值，例子是記錄下每分鐘通過(guò)橋的汽車(chē)的數(shù)量，記錄了10分鐘，把最近的5分鐘求平均值，求平均可以使輸入變得平滑，我們知道時(shí)域的突然改變會(huì)引起高頻，求平均值就像低通濾波器一樣使輸入變得平滑，設(shè)第k分鐘的值為x（k），則輸出的表達(dá)式如下：

從式1可以看出n時(shí)刻的輸出是n時(shí)刻的輸入和n時(shí)刻以前4個(gè)輸入值的平均值，描述了輸入序列和輸入的移位序列加權(quán)得到輸出序列。從這個(gè)實(shí)例學(xué)生就形象地掌握了濾波器的原理，激發(fā)了學(xué)習(xí)的興趣。

快速傅里葉變換，書(shū)中給出了一個(gè)實(shí)例，給出了每個(gè)蝶形的計(jì)算步驟，學(xué)生通過(guò)實(shí)例，對(duì)快速傅里葉變換有了深刻的理解，有了這些數(shù)據(jù)，同學(xué)們也可以通過(guò)DSP Builder構(gòu)造出FFT 的結(jié)構(gòu)，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生學(xué)以致用，這個(gè)例子在講傅里葉變換時(shí)也用到了，學(xué)生可以對(duì)照起來(lái)看，深刻理解傅里葉變換和快速傅里葉變換。

3 英文水平對(duì)教學(xué)效果的影響

對(duì)于英語(yǔ)水平較好的學(xué)生認(rèn)為使用原版教材是有必要的， 能夠進(jìn)一步的提高自己的理論水平，與國(guó)際接軌[4]。這部分學(xué)生很多通過(guò)了英語(yǔ)六級(jí)，最起碼通過(guò)了英語(yǔ)四級(jí)，能夠理解并掌握教學(xué)內(nèi)容，他們覺(jué)得使用英文教材能掌握更多的專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)詞匯，能更好地理解概念，通過(guò)教材中的實(shí)例，增加了學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力；但對(duì)英語(yǔ)基礎(chǔ)較差的學(xué)生，使用原版教材有一定的難度，聽(tīng)課時(shí)會(huì)中英文結(jié)合，但課后復(fù)習(xí)時(shí)有一定的困難。

4 結(jié)論

本文探討了“數(shù)字信號(hào)處理”雙語(yǔ)教學(xué)的意義，提出了數(shù)字信號(hào)處理雙語(yǔ)教學(xué)建設(shè)的教材選取、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)等。雙語(yǔ)教學(xué)嘗試是一項(xiàng)長(zhǎng)期且艱巨的任務(wù)，需進(jìn)行積極的實(shí)踐與探索，提高“ 數(shù)字信號(hào)處理”雙語(yǔ)教學(xué)課程的教學(xué)質(zhì)量。

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