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教育教學

教學動態
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教學動態

做新時代好老師|“背”著雷達上課堂

“嘿,同學,你擋住我的回波了!”

“快看,我的距離是3.5米!”

“許老師,多出來的那個波峰是什么?”

教室里,同學們正圍在一個墨綠色的“大箱子”周圍,對著屏幕上的各類回波處理結果興奮地討論著。這是國防科技大學電子科學學院許可副教授的“數字信號處理”課堂,眼前這個“大箱子”是某型太赫茲雷達,該雷達可實現測距、成像和微動探測等功能。為了便于學生理解課本中“DFT(離散傅里葉變換)”這一抽象概念,許可將雷達“背”進了課堂。

墨綠色的“大箱子”——某型太赫茲雷達系統

作為學院首批核心骨干教師,許可的教學被學生們稱為最有“溫度”的一門專業基礎課?!皵底中盘柼幚怼边@門課程涉及許多抽象概念,很多學生聽到DFT、FFT等專業術語直呼“難以理解”。為了讓這些專業術語不再“冷冰冰”,許可做了很多嘗試。

在許可的課堂上,不僅能聽到豐富的工程案例,還能聽到詼諧幽默的獨家“信號處理雜談”。許可常常講這樣一個故事:在信號處理系列課程里面,以美國人奈奎斯特命名的“奈奎斯特采樣定理”大名鼎鼎,但其實蘇聯科學家科捷利尼科夫才是最早用公式嚴格表述了這個定理,在蘇聯教科書中都稱作“科捷利尼科夫采樣定理”,然而相比奈奎斯特,科捷利尼科夫在后世獲得的聲望太小,實則是前蘇聯在科技領域的話語權不夠。想不到在這樣一門抽象、深奧的專業課堂上,能聽到如此多的“段子”和故事,還能把傅里葉、拉普拉斯、高斯等專業領域的“大神”講得如此清新脫俗,惟妙惟肖,學生大呼過癮。

許可結合設備講解數字信號處理課程

再優秀的算法,如果只出現在PPT或者教科書中,都是紙上談兵。作為“數字信號處理”課程負責人,許可一直積極探索如何將工程項目和課程的具體知識點相結合。每次出差開會或項目聯調都成為他為課堂積累“素材”的最佳時機。

在對某型太赫茲雷達的聯調測試期間,目標的細微轉動會引起回波信號頻譜發生“奇妙”的變化。許可立刻想到,既然DFT方法在工程上的應用廣泛,為何不把微動信號頻譜分析的實例引入課堂實踐中,讓學生親身感受信號處理在實際應用中的“威力”,并運用課上所學信號處理方法分析各種實際信號的頻譜特征,讓大家熱愛這門課程。生活中的微動其實隨處可見,比如伏案寫字時桌子的晃動,呼吸時胸口的起伏,甚至心跳引起的胸口起伏,都屬于信號處理的對象。于是,一臺太赫茲雷達就這樣被許可教員“背”進了課堂。

用于教學演示的生命體征探測雷達

“想不到胸口這么輕微的起伏都能被雷達監測到,還能用課堂上講的數字信號處理知識來處理,真是不可思議啊?!碑斂吹阶约旱男穆屎秃粑焕走_遠程探測到時,學生王雨來非常興奮。他坦言,雖然平生第一次被雷達這么照(作者注:信號輻射功率遠小于手機發射功率),心里確實有些發慌,不過看到自己成為了信號,就更愿意親身分析并處理信號,“這樣的課堂教學感受的確不一樣!”

正在展示雷達遠程測量呼吸和心跳頻率

“教研室在信號處理和雷達探測方面具有豐富的教學優勢和工程資源,長期重視挖掘教研室現成的科研成果和設備,以許可教員為代表的一大批優秀中青年專家教授,一直堅持‘從工程實踐中來,到工程實踐中去’的教學理念,走出了一條前沿技術引領,信號處理驅動的電子信息領域人才培養之路?!苯萄惺夷愁I導說道。


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