Δημιουργία εκπαιδευτικού υλικού για ψηφιακή επεξεργασία σήματος

Abstract

Η ανάπτυξη του επιστημονικού κλάδου της ψηφιακής επεξεργασίας σήματος οφείλεται κυρίως στη ραγδαία εξέλιξη των υπολογιστών. Η ψηφιακή επεξεργασία σήματος βρίσκει εφαρμογές σε πολλούς σύγχρονους επιστημονικούς κλάδους, συνεπώς είναι απαραίτητο οι επιστήμονες των κλάδων αυτών να εκπαιδευτούν για να αποκτήσουν εμπειρία στις τεχνικές ψηφιακής επεξεργασίας σήματος. Στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας χρησιμοποιήθηκαν συγκεκριμένες προδιαγραφές ποιότητας για την ανάπτυξη υποστηρικτικού υλικού, που αφορά τη διδασκαλία του εργαστηριακού μαθήματος «Ψηφιακή Επεξεργασία Σήματος», καλύπτοντας 13 διδακτικές ενότητες. Για κάθε ενότητα αναπτύχθηκε μία εργαστηριακή άσκηση ως έντυπο φύλλο εργασίας με ορισμένους μαθησιακούς στόχους. Επίσης, για κάθε ενότητα αναπτύχθηκε μία διαδραστική διεπαφή σε Matlab (ψηφιακό υλικό), που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκπόνηση της αντίστοιχης εργαστηριακής άσκησης χρησιμοποιώντας το σχετικό φύλλο εργασίας. Ο βασικός σκοπός ανάπτυξης του υποστηρικτικού υλικού είναι η πιο ευχάριστη και ξεκούραστη παρουσίαση της ύλης, επιτρέποντας την ευκολότερη κατανόηση και την εμβάθυνση στις βασικές έννοιες και τεχνικές της ψηφιακής επεξεργασίας σήματος. Οι δομημένες εργαστηριακές ασκήσεις, καθώς και το αντίστοιχο διαδραστικό λογισμικό ασκήσεων σε Matlab, προάγουν την ενεργητική και ανακαλυπτική μάθηση, αφού επιτρέπουν στον χρήστη να πειραματιστεί με το λογισμικό εισάγοντας διαφορετικά δεδομένα κάθε φορά και μελετώντας τα αποτελέσματα της εκτέλεσης, τα οποία εμφανίζονται με χρήση πινάκων και γραφικών παραστάσεων. Βασική καινοτομία της παρούσας εργασίας είναι η υποστήριξη της κάθε διδακτικής ενότητας από μία ξεχωριστή διεπαφή σε Matlab, παρέχοντας στον χρήστη τη δυνατότητα να πειραματιστεί είτε με τα έτοιμα πρότυπα φύλλα εργασίας είτε με δικά του δεδομένα. Ωστόσο, τα φύλλα εργασίας και οι διεπαφές Matlab μπορούν να χρησιμοποιηθούν και ανεξάρτητα μεταξύ τους.