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数字信号处理是电子信息工程专业的一门专业核心课，它在整个课程体系中占据非常重要的地位。数字信号处理课程理论性较强，涉及的数学公式较多且概念抽象不易理解，因此学生对该课程普遍有畏难情绪。那么如何使学生学好这门课程，并对其产生兴趣，一直是值得思考和研究的问题。许多高校对该课程的教学进行了研究与改革，也取得了一定的效果。但这些研究大多是从课程内容本身出发，而从提高学生兴趣出发来提高该课程教学质量的研究相对较少。只有兴趣才能使学生保持持久的学习热情，充分调动学生的学习积极性和主动性，激发学生的学习潜能。本文结合我校该课程的兴趣教学法的一些经验，谈谈如何实施兴趣教学，以期提高该课程的教学质量。
一 兴趣教学法的内涵
兴趣教学法就是教师把兴趣作为教学的手段和动力，积极创设条件培养学生学习兴趣，使学生在情感的愉悦中接受知识，掌握技能，以达到最佳的教学效果，并充分调动学生主观能动性，使之形成主动学习行为的一种方法。事实上，有关兴趣在教学与学习过程中的重要意义，古人早有深刻理解，如孔子就曾说过“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”(《论语·雍也》)。有了兴趣，学生也就有了自主学习和深入研究的积极性，并由此形成良性循环。兴趣教学法的目的是引导学生积极主动地进行学习。因而，在培养学生的兴趣时，要紧紧围绕教学计划和大纲进行，必须避免兴趣主义，也不能迁就个人兴趣，要从实际效果出发，避免走架势。
二 兴趣法在数字信号处理教学中的实施
关于如何激发学生的学习兴趣，笔者结合自身的教学实践，以及其他同事的教学经验，形成了以下几点见解。
1 精心设计第一节课
如果教师能够在上第一节课的时候以自己的讲授吸引学生，引发学生的学习兴趣，那就不仅意味着有了一个良好的开端，而且也为以后的教学工作打开了局面。因此，教师应抓住这一机会，精心设计第一节课的教学内容。例如，对于刚接触数字信号处理课程的学生来说，很自然会产生疑问：数字信号处理有哪些应用?离我们的生活有多远?基于此考虑，在对数字信号处理课程进行概述之前，可以先列举几个日常生活中的具体应用，帮助学生感性地认识数字信号处理，比如移动通信中的回声消除，语音信箱和留言电话中的语音压缩，调制解调器，脑电或心电的自动分析系统等，这些话题使学生感到数字信号处理知识与自己身边的事情紧密相关，使学生感到学有所用、学有兴趣。
这些话题很容易激起学生的兴趣，并且使学生认识到这门课程的重要性和应用价值。
2 灵活多样的课堂教学形式
针对数字信号处理课程的特点，采用板书和多媒体教学相结合的授课方式。对于理论推导等内容，以板书的形式讲解，可以使学生跟随教师的思路来领会课堂知识，在板书的同时给学生留有一定的思考时间，并且板书内容易于在学生脑海中留下清晰而深刻的印象。而涉及到那些较抽象的、难以用语言表达的教学内容或一些有工程应用背景支撑的知识点时，需采用多媒体教学方式，配以适合的图片、动画、视频等各种媒体形式演示，使学生通过形象化的观察，加深对相关问题的理解以及了解所学知识的应用价值，进一步提高学生的学习兴趣和学习效率。例如，在讲授采样定理时，先利用板书推导出采样信号的傅里叶变换和原连续时间信号的傅里叶变换之间的关系式，然后利用flash动画演示连续时间信号的采样及采样后频谱的变化，使学生形象地观察到采样后的频谱是原连续信号频谱的周期延拓，并且当采样频率小于信号最高频率的2倍时，采样后的频谱会发生混叠，就无法从采样信号无失真恢复出原连续信号，这种板书和flash动画相结合的讲授方式，给课堂增添了不少趣味性，也便于学生真正理解相关理论。
该课程还将Matlab软件引入到课堂教学中。教师在讲解基本概念的同时，可以利用Matlab演示相应知识点的对应结果，能够更加生动直观地揭示其所包含的物理含义。例如，在讲解FIR数字滤波器的窗函数设计法时，通过Matlab软件的仿真，给出不同窗函数设计的滤波器幅频曲线以及不同窗宽设计的滤波器幅频曲线，可以使学生更直观地认识到窗函数类型与窗宽对所设计的滤波器的影响。这样，抽象的概念立刻变得鲜活和生动起来，不仅可以使学生直观地领会和深入地理解数字信号处理的理论知识和分析方法，还可以充分调动学生的学习兴趣。
在授课过程中，教师还要有意识地提问或者设置疑点。好的提问不仅能激发学生的求知欲望和促进学生自主思考问题的能力，还能使教师及时了解学生对知识的掌握情况。例如，在学生刚接触离散傅里叶变换时，可以设问：傅里叶变换有哪几种形式?为什么要引入离散傅里叶变换?通过观察几种傅里叶变换(连续非周期信号的傅里叶变换FT、连续周期信号的傅里叶变换FS、离散非周期信号的傅里叶变换DTFF、离散周期信号的傅里叶变换DFS)的时域和频域特点，发现前三种傅里叶变换至少在一个域是连续的，只有第四种傅里叶变换在时域和频域均离散。而计算机只能处理在时域和频域均离散且有限长的信号，因此引入了离散傅里叶变换(DFT)，并且DRI"具有快速算法，更凸显其应用价值。在提问过程中，教师要认真倾听学生对所学知识的理解，鼓励学生对已有观点提出质疑，并适时引导，这对于活跃课堂气氛，开拓学生思路是非常重要的，也有利于教师适时调整教学思路。
3 强调概念的物理意义和应用
由于本课程是一门建立在数学基础上的学科，大量的理论和结论都是通过数学推导得到的，学生往往过于注重公式的推导，而不能理解其实质。针对这种情况，应对学生特别强调结论的物理意义和应用。例如，离散傅里叶变换是频域分析的有效工具，在该章的教学中，除了讲授其相关概念和性质外，还应对其应用进行举例，比如一个信号由几个不同频率的正弦信号组成，在时域中不能看到信号的频率成分，只有通过离散傅里叶变换，才能看到信号的不同频率成分。又例如，系统的频率响应通常用幅频响应和相频响应来表示，从物理概念上，幅频响应反映的是系统对不同频率信号的选择性，相频响应反映了系统对不同频率信号的处理时间。
4 开展综合设计性实验
数字信号处理课程开设的常规实验内容，一般包括数字信号处理理论基础实验(离散时间信号和系统的时域分析，离散时间信号和系统的频域分析)和数字滤波器设计实验(IIR数字滤波器的设计，FIR数字滤波器的设计)，这些实验都是以验证性为主。随着课程学习的深入，当学生掌握了一定的理论知识，并具备了一定的动手能力后，会迫切希望找到所学知识在实际应用中的切入点。因此，除了常规的验证性实验外，还应积极开展综合设计性实验，其特点是：教师给定实验课题、实验目的和设计要求，实验室提供条件，学生自行设计实验方案，完成实验，并撰写完整的实验报告；实验内容应涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程的知识。
课程组教师结合自身教学和科研工作，提出一定量的适合本科生的综合设计性实验课题。下面以语音通信的调制解调仿真这一实验课题为例，说明综合设计性实验的设计。该课题需学生综合应用以下几方面的知识：采样、调制和解调、滤波器的设计、信号的频谱分析。
(1)实验内容
采集一段语音，对其进行采样；对采样后的信号进行幅度调制；对调制信号加入高斯白噪声；设计滤波器对混入噪声的调制信号滤波；对滤波后的信号进行相关解调；播放语音源文件和恢复的语音信号，进行比较。
(2)实验要求
1)采集语音信号及信号采样，采样手段由学生自主选择。
2)对语音通信系统中各阶段所得信号的频谱进行频谱分析。
3)在去噪和相干解调阶段，需设计数字滤波器。
4)采用Simulink系统仿真实现语音通信的调制解调功能。
5)实验报告要求：内容包括实验原理、实验方案、程序设计、实验测试方法、实验结果分析、总结。
通过综合设计性实验的开展，充分调动了学生的主动性，提高了学生的学习热情，加深了学生对理论知识的理解，提高了学生的实际动手能力以及灵活运用数字信号处理知识分析和解决问题的能力。
总之，近年来，笔者在数字信号处理的教学过程中，采用以上介绍的多种教学方法激发学生的学习兴趣，使学生对这门课程由畏惧厌学转变为想学和自主学习，取得了较好的学习效果。当然，对兴趣教学法的探索之路还很漫长，本文的一点理解希望能达到抛砖引玉的目的。
一 兴趣教学法的内涵
兴趣教学法就是教师把兴趣作为教学的手段和动力，积极创设条件培养学生学习兴趣，使学生在情感的愉悦中接受知识，掌握技能，以达到最佳的教学效果，并充分调动学生主观能动性，使之形成主动学习行为的一种方法。事实上，有关兴趣在教学与学习过程中的重要意义，古人早有深刻理解，如孔子就曾说过“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”(《论语·雍也》)。有了兴趣，学生也就有了自主学习和深入研究的积极性，并由此形成良性循环。兴趣教学法的目的是引导学生积极主动地进行学习。因而，在培养学生的兴趣时，要紧紧围绕教学计划和大纲进行，必须避免兴趣主义，也不能迁就个人兴趣，要从实际效果出发，避免走架势。
二 兴趣法在数字信号处理教学中的实施
关于如何激发学生的学习兴趣，笔者结合自身的教学实践，以及其他同事的教学经验，形成了以下几点见解。
1 精心设计第一节课
如果教师能够在上第一节课的时候以自己的讲授吸引学生，引发学生的学习兴趣，那就不仅意味着有了一个良好的开端，而且也为以后的教学工作打开了局面。因此，教师应抓住这一机会，精心设计第一节课的教学内容。例如，对于刚接触数字信号处理课程的学生来说，很自然会产生疑问：数字信号处理有哪些应用?离我们的生活有多远?基于此考虑，在对数字信号处理课程进行概述之前，可以先列举几个日常生活中的具体应用，帮助学生感性地认识数字信号处理，比如移动通信中的回声消除，语音信箱和留言电话中的语音压缩，调制解调器，脑电或心电的自动分析系统等，这些话题使学生感到数字信号处理知识与自己身边的事情紧密相关，使学生感到学有所用、学有兴趣。
这些话题很容易激起学生的兴趣，并且使学生认识到这门课程的重要性和应用价值。
2 灵活多样的课堂教学形式
针对数字信号处理课程的特点，采用板书和多媒体教学相结合的授课方式。对于理论推导等内容，以板书的形式讲解，可以使学生跟随教师的思路来领会课堂知识，在板书的同时给学生留有一定的思考时间，并且板书内容易于在学生脑海中留下清晰而深刻的印象。而涉及到那些较抽象的、难以用语言表达的教学内容或一些有工程应用背景支撑的知识点时，需采用多媒体教学方式，配以适合的图片、动画、视频等各种媒体形式演示，使学生通过形象化的观察，加深对相关问题的理解以及了解所学知识的应用价值，进一步提高学生的学习兴趣和学习效率。例如，在讲授采样定理时，先利用板书推导出采样信号的傅里叶变换和原连续时间信号的傅里叶变换之间的关系式，然后利用flash动画演示连续时间信号的采样及采样后频谱的变化，使学生形象地观察到采样后的频谱是原连续信号频谱的周期延拓，并且当采样频率小于信号最高频率的2倍时，采样后的频谱会发生混叠，就无法从采样信号无失真恢复出原连续信号，这种板书和flash动画相结合的讲授方式，给课堂增添了不少趣味性，也便于学生真正理解相关理论。
该课程还将Matlab软件引入到课堂教学中。教师在讲解基本概念的同时，可以利用Matlab演示相应知识点的对应结果，能够更加生动直观地揭示其所包含的物理含义。例如，在讲解FIR数字滤波器的窗函数设计法时，通过Matlab软件的仿真，给出不同窗函数设计的滤波器幅频曲线以及不同窗宽设计的滤波器幅频曲线，可以使学生更直观地认识到窗函数类型与窗宽对所设计的滤波器的影响。这样，抽象的概念立刻变得鲜活和生动起来，不仅可以使学生直观地领会和深入地理解数字信号处理的理论知识和分析方法，还可以充分调动学生的学习兴趣。
在授课过程中，教师还要有意识地提问或者设置疑点。好的提问不仅能激发学生的求知欲望和促进学生自主思考问题的能力，还能使教师及时了解学生对知识的掌握情况。例如，在学生刚接触离散傅里叶变换时，可以设问：傅里叶变换有哪几种形式?为什么要引入离散傅里叶变换?通过观察几种傅里叶变换(连续非周期信号的傅里叶变换FT、连续周期信号的傅里叶变换FS、离散非周期信号的傅里叶变换DTFF、离散周期信号的傅里叶变换DFS)的时域和频域特点，发现前三种傅里叶变换至少在一个域是连续的，只有第四种傅里叶变换在时域和频域均离散。而计算机只能处理在时域和频域均离散且有限长的信号，因此引入了离散傅里叶变换(DFT)，并且DRI"具有快速算法，更凸显其应用价值。在提问过程中，教师要认真倾听学生对所学知识的理解，鼓励学生对已有观点提出质疑，并适时引导，这对于活跃课堂气氛，开拓学生思路是非常重要的，也有利于教师适时调整教学思路。
3 强调概念的物理意义和应用
由于本课程是一门建立在数学基础上的学科，大量的理论和结论都是通过数学推导得到的，学生往往过于注重公式的推导，而不能理解其实质。针对这种情况，应对学生特别强调结论的物理意义和应用。例如，离散傅里叶变换是频域分析的有效工具，在该章的教学中，除了讲授其相关概念和性质外，还应对其应用进行举例，比如一个信号由几个不同频率的正弦信号组成，在时域中不能看到信号的频率成分，只有通过离散傅里叶变换，才能看到信号的不同频率成分。又例如，系统的频率响应通常用幅频响应和相频响应来表示，从物理概念上，幅频响应反映的是系统对不同频率信号的选择性，相频响应反映了系统对不同频率信号的处理时间。
4 开展综合设计性实验
数字信号处理课程开设的常规实验内容，一般包括数字信号处理理论基础实验(离散时间信号和系统的时域分析，离散时间信号和系统的频域分析)和数字滤波器设计实验(IIR数字滤波器的设计，FIR数字滤波器的设计)，这些实验都是以验证性为主。随着课程学习的深入，当学生掌握了一定的理论知识，并具备了一定的动手能力后，会迫切希望找到所学知识在实际应用中的切入点。因此，除了常规的验证性实验外，还应积极开展综合设计性实验，其特点是：教师给定实验课题、实验目的和设计要求，实验室提供条件，学生自行设计实验方案，完成实验，并撰写完整的实验报告；实验内容应涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程的知识。
课程组教师结合自身教学和科研工作，提出一定量的适合本科生的综合设计性实验课题。下面以语音通信的调制解调仿真这一实验课题为例，说明综合设计性实验的设计。该课题需学生综合应用以下几方面的知识：采样、调制和解调、滤波器的设计、信号的频谱分析。
(1)实验内容
采集一段语音，对其进行采样；对采样后的信号进行幅度调制；对调制信号加入高斯白噪声；设计滤波器对混入噪声的调制信号滤波；对滤波后的信号进行相关解调；播放语音源文件和恢复的语音信号，进行比较。
(2)实验要求
1)采集语音信号及信号采样，采样手段由学生自主选择。
2)对语音通信系统中各阶段所得信号的频谱进行频谱分析。
3)在去噪和相干解调阶段，需设计数字滤波器。
4)采用Simulink系统仿真实现语音通信的调制解调功能。
5)实验报告要求：内容包括实验原理、实验方案、程序设计、实验测试方法、实验结果分析、总结。
通过综合设计性实验的开展，充分调动了学生的主动性，提高了学生的学习热情，加深了学生对理论知识的理解，提高了学生的实际动手能力以及灵活运用数字信号处理知识分析和解决问题的能力。
总之，近年来，笔者在数字信号处理的教学过程中，采用以上介绍的多种教学方法激发学生的学习兴趣，使学生对这门课程由畏惧厌学转变为想学和自主学习，取得了较好的学习效果。当然，对兴趣教学法的探索之路还很漫长，本文的一点理解希望能达到抛砖引玉的目的。