发布时间:2023-09-21 17:33:46
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中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)10-0126-02
《数字信号处理课程设计》是继《数字信号处理》、《Matlab及其应用》课程及有关课程设计后,电子信息工程专业学生在信号处理技术方面综合性的设计实训课程,以往的数字信号处理课程设计的内容主要是利用MATLAB实现离散时间系统的时域和频域分析、利用FFT进行频谱分析及IIR和FIR数字滤波器的设计,这些设计项目都属于验证性设计[1,2]。但这样的设计的问题是内容缺乏工程应用背景,难以激发学生兴趣[3,4]。为了培养学生能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题,锻炼学生处理实际问题的能力,满足工程认证的要求,我们对数字信号处理课程设计的内容进行了改革,设计了两组综合性的题目:对语音信号进行回声、基于滤波器的语音信号的去噪处理实验。让学生自己体会到数字信号处理对实际信号的作用,通过前后的语音效果,使同学们加深对数字信号处理的认识,激发学习兴趣。
一、语音信号的滤波及处理
1.语音信号的回声处理。题目:用Windows附件中的录音机录一段男同学的声音,作为语音信号的分析样本,时间3.65s,命名为1.wav,保存在MATLAB的work文件夹下,音频文件属性为22050kHz,16位,单声道。利用sound函数,可清晰地听到读音为:“河南工业大学”。现对该语音信号进行延时、将两个声音信号叠加产生后产生回声信号,关键程序如下:
[x,Fs,bits]=wavread('1。wav');%读取最初的语音文件
t=(1:length(x))/Fs;%对应的时间序列
M=1:length(x);%语音文件的序号表示
n0=Fs/2;%推迟n0个采样间隔
[y,N]=sigshift(x,M,n0);%这个函数为自定义的函数
t0=(N-1)/Fs;%延时后声音信号的时间序列
%将两个声音信号叠加产生后产生回声信号
[z,L]=sigadd(10*x,M,y,N);%原声音信号与延迟
%声音信号叠加,sigadd为自定义函数
其中,自定义的函数sigshift为:
function [y,N]=sigshift(x,M,n0);
%M为原信号的序号,推迟n0个采样间隔,执行信号移位y(N)=x(M+n0);
N=M+n0;
y=x;
其中,自定义函数sigadd为:
function [y,n]=sigadd(x1,n1,x2,n2);
n=min(min(n1),min(n2)):max(max(n1):max(n2));%设置叠加后信号的长度
y1=zeros(1,length(n));y2=y1;%信号的初始化
y1(find((n>=min(n1))&(n
=x1;%将x1赋给y对应位置的元素
y2(find((n>=min(n2))&(n
=x2;%将x2赋给y对应位置的元素
y=y1+y2;%叠加信号
利用sound函数比较处理前后的语音信号,回声效果良好。
2.基于滤波器的语音信号的去噪处理实验。
步骤一 语音信号的采集
对信号进行采样时,必须满足抽样定理,只有满足了抽样定理,也就是抽样速率大于频带宽度的二倍才能满足抽样定理[13],这样才能够又抽样的都得到的信号恢复初始信号[11]。经过采样和量化过程之后,通常还要多语音信号进行预加重处理从而降低信号经传输信道后的噪声功率,从而提高输出信号的信噪比。本文通过计算机中的录音机以一段内容为“hello,大家好,我叫***”的录音作为分析样本,保存为“yuyin.wav”格式。
语音信号提取程序:
[x,fs,bits]=wavread('D:\Program Files\MATLA
B71\work\yuyin.wav');%读取语音信号的数据,N=length(x);
y=fft(x,N/2);%对采样后信号做N点FFT变换
f=fs*(0:N-1)/N;
f=f(1:N/2);
t=(0:N-1)/fs;
步骤二 利用窗函数法设计低通滤波器设计,对语音信号进行去噪处理
数字滤波器可以分为两种,本文主要是针对其中的一种FIR数字滤波器进行设计。低通滤波程序:
步骤三 设计用户交互界面
在本文中,通过GUIDE的方法制作一个简单的包含语音信号提取、重采样、加噪音处理,短时能量,滤波器滤波等的图形用户界面,通过这些按钮实现对语音信号的处理。
图形用户界面如下:
图形用户界面包括语音提取、短时能量、重采样、加噪音、IIR滤波、FIR滤波等按钮,用鼠标点击不同的按钮,会显示不同的效果图。
二、小结
本文利用MATLAB的声音处理函数和媒体播放器,设计了三组基于语音信号的综合性数字信号处理课程设计题目,该设计可以将复杂抽象的数字信号处理算法以可视化的形式展示出来,有利于理解算法的物理意义,激发学习兴趣。
参考文献:
[1]王永超,黄伟志.电力系统数字滤波器优化设计与算法实现[J].微计算机信息,2008,(8):88-90.
情感智力一词最早出现在1990年,心理学的研究一致认为情感智力是决定人生成功与否的关键,在人类对客观事物的认识活动中,情感反映了客观事物与主观需要的关系,是人对客观事物态度的主观体验。语言教学中,情感指学习者在学习过程中感情,感觉、情绪、态度等,忽视情感教学会直接使部分学生产生焦虑、抑制、自尊心受损,动机的消退等消极影响,并妨碍了英语教学,直接影响课堂教学的效果。因此,教师必须重视情感教育,培养和利用学生的情感态度并将之渗透到教学中。本文基于对西安工业大学艺术类大二89名学生心理问卷调查及访谈,统计分析了学生存在的普遍学习英语的心理状况并探索了情感教学应用的策略。
一、艺术专业学生英语学习的心理分析
通过对西安工业大学艺术生的调查研究,发现其具有以下典型特点:
1.艺术生学习英语的内在动力不足
艺术专业学生,其专业学习占据了大量的时间和精力,大量的专业实习实践作业导致学生没有足够的时间和精力用在英语学习上,很多学生从心理上认为英语的学习对日后工作就业帮助不大,因此学生整体学习英语的热情较低,加之还有各种学校及社会的专业比赛,请假或上英语课赶绘专业图纸的情况时有发生,造就了独特的学习环境,加之艺术类学生整体英语水平落后于同年级的其他专业学生,研究生入学考试及各类英语考试都有他们自己的过线标准,使得学生缺少强烈的学习动机,必然影响他们的英语成绩,这些现状也导致了部分学生放弃英语学习,缺少持续学习的动机。
2.艺术类学生具有丰富的思想、情感和创造力但自律性较差
与其他专业相比,艺术类学生在思维方式上也有其独特性,他们思维活跃,对问题很少能做到全面理性思考,更侧重直觉、发散性。形象思维能力较强,逻辑思维能力则相对较弱,他们富有想象力和创造性,情绪容易波动,这些对英语学习都有影响。语言的学习需要大量的逻辑思维能力及循序渐进的方法。这些思维的独特性都导致了在具体的语言学习中,艺术生缺少持续学习的计划及良好的语言学习习惯,学生注意力容易分散。这些独特的特点也让艺术生追求自由、创新的特点更明显。他们厌恶枯燥乏味的简单重复,这也使得学生的组织纪律性较其他专业学生较差,表现出学习上的随意性,如上课迟到、提前离开,平时缺席等各种问题。
3.对英语学习缺乏自信心
艺术类学生在入学时英语水平明显低于其他专业学生,加之一直以来读英语学习的不重视,在学习中普遍存在一种畏惧心理,认为自己学习英语的基础不好,发音不准,语法不懂,缺少信心,在学习中消极被动,总找各种借口原谅自己不预习、不复习、不努力的现状,加之大学英语难度拔高,老师说英语较多,汉语很少,部分老师全英上课更是让学生很快丧失了学习英语的兴趣,也很难立学好英语的自信心。
二、艺术生的英语教学中存在的普遍问题
1.“重知轻情”,英语教学课堂气氛沉闷
对于艺术生而言传统的教学手段与方法单一,如教师将英语更多地作为知识去传授,对提高艺术生的英语成绩缺少信心,认为很多学生既然对英语没有兴趣,教师完成教学任务就可以了,这种消极的情感及错误的观点只能使师生之间缺少积极的情感交流,导致师生上课难以互动,课堂气氛沉闷。
2.教材难度超出了学生的实际水平及,备课缺少教材资料的再整合,教学效果不理想。
以西安工业大学艺术专业学生所用教材为例,《大学实用英语》教材虽然有利于推动大学英语教学改革,培养学生综合应用能力,但就其难度而言,h超出艺术学生的实际水平,尤其是大学实用英语听力,对基础较差的学生,根本无法参与到视听说的课堂教学,听不懂也使得很多学生失去学习英语的自信心。因此备课前了解学生实际水平,整合好教材及其他补充资料对艺术生的英语教学十分必要。
三、探索积极的情感教学策略,提高艺术生英语教学的有效性
1.鼓励和肯定学生,帮助学生建立学习英语的自信心。
虽然艺术生整体英语水平较差,但也有一部分学生对英语学习有兴趣,基础扎实,也愿意提高自己的英语水平。因此英语老师要充分发挥好这部分学生的积极带头作用,对学生给予肯定和鼓励,对于基础差、听不懂的学生教师课后要给予学生积极的情感交流,找到原因,鼓励学生迎头赶超好学生,并提出具体要求,让学生感觉到老师很关爱自己的英语学习。上课对学生取得的每一次进步及时鼓励和肯定,让差生获得情感上的满足,对好的学生激发其自信心和上进心,营造一个轻松并向上的学习氛围,同时帮差生消除对英语的恐惧及焦虑心理,教师应把树立学生信心贯穿教学始终,多鼓励,少批评,以欣赏的眼光看他们。自信心的建立也需要循序渐进,通过积极地情感教育可以激发学生的求知欲和上进心,从而提高教学效果。
2.善于发现学生的优点及兴趣,寻找刺激点
情感教学有利于激发学生的学习兴趣,鼓励学生树立积极向上的学习目标。心理学家认为兴趣是影响认知过程中非智力因素的核心。因此针对艺术生,教师可以用多种激励方式去寻找刺激点,如布置任务型活动,口语报告、阐述、角色扮演、戏剧表演等形式多样的活动,鼓励学生积极参与活动,对表现出色的学生给予及时的肯定和赞扬,也可以设置小的奖品进行鼓励,如老师曾经读过的非常好的书可以馈赠表现出色的学生进行颁奖,并附上鼓励的语言,传达教师对学生的积极情感,同时可以多用微笑、眼神接触等肢体语言感染和鼓励学生,激发学生学习的兴趣。
3.以学生为中心,开展合作学习,消除学生的消极情感
在艺术生英语教学中,学生水平参差不齐一直让英语老师犯难,而合作学习,可以使得差生的焦虑感降低,并积极参与到团队合作或表演中,在建立合作型学习团队时,教师一定要根据学生英语水平的差异,确保每个团队中有学习好的学生作为团队负责人,团队小组既要对别人的学习负责,又要为自己的学习负责,在这种情景中可以最大限度地降低学生的焦虑心理,营造轻松、愉快、和谐的课堂气氛。
4.应用准确得体、生动丰富、机制巧妙的评价语加强师生之间情感的交流
在课堂教学中,教师应充分利用多样、灵活、生动丰富的评价语言使学生如坐春风,课堂内总是生机勃勃。如对说错的学生不要急于纠正,让学生再思考,给予些提示,如学生回答正确了,可以进行及时表扬,如回答错误可以鼓励学生,语言学习就是不断错误再纠正的过程,敢于尝试就已经踏出成功的一步了。和风细雨地帮助学生纠正学习中的错误,正面鼓励学生,可以将积极的情感渗透到日常教学中,充分调动学生学习的积极性和主动性,从而活跃课堂的气氛。
5.建立和谐的师生关系,营造和谐的情感氛围。
良好的师生关系是学生积极学习的一个前提,因此要建立和谐的师生关系,教师要上课时饱含热情,用自己的激情去感化和影响学生,课下也要多关心学生,与学生都沟通,可以利用不记名的教学反馈得到学生真实的反馈并积极改进教学方式,让学生意识到教师因为他们真诚的意见正在做出积极的回应,达到共同的目标,即帮助学生提高英语能力,这样学生也会积极配合教师在课堂上的活动,从而有良好的师生互动。
总之英语教师应在教学中重视对学生积极情感及态度的培养,尊重、理解学生的需求,及时和学生进行沟通,用爱和热情增强师生之间的信任和合作关系,调动学生的学习兴趣和自信心,使得学生能在轻松、愉快的氛围下学习语言,改善语言课堂中一言堂的尴尬局面,让艺术生爱上英语课堂。
参考文献:
[1]黄秀英:艺术专业学生英语教学策略.[J]_封教育学院学报,2014.5
近几年来,随着我国教育事业的不断发展,中职教育已经成为我国教育发展事业中的重要组成部分。随着对外开放力度的不断加大,我国的各个领域快速步入世界市场的大舞台,在世界市场的竞争中获得了更大的发展。因此,对我国现阶段及将来的人才发展战略也提出了更为严格的要求。面对这种发展趋势,很多中职院校对自身的教育理念和教育方法做了较大的改革和革新,并在教育实践的过程中取得了辉煌的成果和经验,为我国各项事业的发展培养了大量高素质的技术型人才。对电子与信息技术专业的教学标准,社会与中职院校也提出了详细的发展规划。现代电子与信息技术专业要求广大中职院校培养出能够熟悉掌握电子与信息技术理论并能熟练使用常用电子仪器及拥有一定电路设计能力的专业技术人才。电子与信息技术人才的主要就业方向是企业关于电子设备设计、维修、维护等相关领域。本文将就中职电子与信息技术教育应该培养学生哪些关键能力的问题进行思考和探索。
一、中职电子与信息技术专业对学生应该培养的关键能力
1.掌握常用电子元器件的基础知识
随着电子信息技术的广泛应用及所用电子元器件种类的不断增多,学习和掌握电子元器件的性能,用途和质量辨别方法等基础知识,对提高学生电子信息技术的应用水平具有十分重要的意义。在解决电子信息技术实践中的实际问题时,正确选用电子元器件,认识电路图是电子与信息技术专业学生的基本功。所以在学生的动手实践过程中,一定要让学生牢记常用电子元器件的基础知识,在实践中达到熟能生巧的程度,只有这样,才能为学生专业能力的进一步发展打下良好的基础。
2.熟悉常用仪器仪表的应用
在教学过程中,我们要根据学生的需求进行电子与信息技术实训。在教学内容上开展多元化的教学环节,注重仪器和仪表工具的使用,进行启发式教学,通过理论知识检测和实践操作的形式来检验最终的学习成果,从而使学生了解仪器的基本原理,掌握基本的操作测量方法。比如,教师可以把示波器的理论知识讲授和实践分为独立的两个实践课题,要求学生不仅会定性的观察波形,而且能对信号的幅度、频率和周期进行定量的测量。在单管放大实践中,输入正弦波时,通过示波器我们可以观察到放大后的输入信号和波形,通过对输入信号、负反馈的增减及对上偏置电位器的调整来实现晶体管三种不同状态的转换,观察波形的变化,这样,学生既能看到放大后的正弦波形,也能观察饱和失真、双向失真及截止失真的波形,最终使学生对在模拟电路中,条件变化决定晶体管状态变化的概念加深理解。学生通过对示波器的反复操作提高了动手能力,对于稳压电源、频率计、交流毫伏表等仪器也能够在操作实践中合理熟练地运用。
3.掌握各项电子技能实训
在实际操作中要熟悉各种元件的参数,要让学生掌握插装、焊接、导线加工、元器件引脚成型等各种技能的关键技术要素,对各种电路原理图能看得明白并懂得如何去调试。在安装电路的过程中,不仅要提高电子技能的工艺水平,而且也要了解各种电路的工作原理,了解各种条件变化对电路工作状态造成的影响。学生要利用每一次实训的机会,不断地进行思考,检测调试,将所学知识运用到实践中去。很多的电路故障都可以凭经验来解决,在实践过程中要对各种电路损坏时的颜色、气味、声音等特征进行总结,培养自己的专业敏感性。学生还可以通过人为损坏的方法来进行经验的积累,并从源头上真正了解电路损坏的原因。这种实践活动大大提高了学生的实践能力,有利于学生专业素质和创新能力的培养。
二、中职电子与信息技术专业培养关键能力的措施
1.建立实训基地,保证实训条件
针对本专业学生实践训练的问题,学校应建立相应的实训基地,每年定期投入资金进行基地内的设备更新和条件改善,为保障学生技能实训课程的有效开展提供必需的硬件条件。只有实训场所得以保证,学生真正的技能训练才能有序进行。
2.制订实训计划,强化实训内容
在实践训练的过程中,最重要的是要提高学生主动参与的积极性,要让学生真正深入到电子与信息技术的研究中去。教师应该制订详细的实训计划来调动学生的思维,保证学生都能从实践中得到高效的训练,教师在实训之前要做好充分的调查,把握好实训各个环节所用的时间,预想实训中可能存在的问题,针对不同情况制订不同的实训计划;另外在实训内容上教师要掌握学生在学习过程中的重点和难点问题,在实践训练中分清主次,重点突出关键问题的实践操作。强化实训内容的过程是学生在实践中发现问题,教师在实践中集中问题并解决典型问题的过程,唯有突出重点,才能使学生真正学有所获。
3.校企合作,知识技能与社会生产接轨
首先,电子与信息技术专业人才的培养不仅仅需要教育者从理论层面对学生有一个正确的引导,更需要为学生的实践运用能力的提高提供具体的实践基地和机会。现在大多数中职学校采取的办法是针对本区域的实际情况,积极的向外发展,加强校企之间的联合协作,坚持“走出去”和“引进来”的发展战略,将企业的先进培训经验引入到课堂中来,以企业实例为学生的学习提供丰富的素材。其次,还需要把我们的学生送出去,让学生到企业工厂中进行专业实习,熟悉未来就业的工作环境,掌握基本的应用电子技能,贴近社会生活,从实际出发,提高自己学以致用的能力。再次,可以和企业签订定向就业培养合同,让企业根据自己的需要真正参与到学校的专业设计和调整中去,使中职电子与信息技术专业不再脱离社会实际而孤立存在。学校还要积极的探索校企合作模式,比如,可以与企业合办培训班,通过学校的理论知识教学和企业具体上岗操作相结合,为学生综合能力的提高开辟出一条稳定长期发展的新道路,企业可以为表现优异的学生发放奖学金或提供高级培训的机会,从而密切学校和企业之间的合作与职业联系。最后,学校还要加强对学生的思想道德素质的提高,培养学生的职业责任感,使学生全面发展,成为社会合格的技术人才。
中职教育由于其自身的特殊性和发展的复杂性,社会对其教育方法及观念也提出了不同层次的标准要求。对电子与信息技术专业的学生来说,中职院校不仅要培养他们对理论知识的把握,更重要的是要提高他们的专业思维能力和实践应用能力,最终学以致用,真正为社会培养出一批高素质、高技能的专业技术人才。在中职的教育发展道路上,还会遇到很多问题,我们广大的中职教育者一定要秉承对学生认真负责的教育理念,真正深入到教学研究中去,为学生专业关键能力的提高提供良好的环境和机会,为中职教育的发展作出自己的贡献。