郝潤(rùn)芳　程永強(qiáng)　梁風(fēng)梅

摘要：本文分析了目前“數(shù)字信號(hào)處理”課程教學(xué)中存在的問題，提出了課程改革思路及具體措施，將項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)機(jī)制和MOOC教學(xué)平臺(tái)引入教學(xué)過程，可有效提高課堂教學(xué)效率，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性、創(chuàng)新性，對(duì)其他課程教學(xué)改革實(shí)踐具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：數(shù)字信號(hào)處理；教學(xué)改革；研究型教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）29-0136-02

一、引言

數(shù)字信號(hào)處理是一門面向各大專院校電子信息學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課，它的基本概念、基本分析方法已經(jīng)滲透到了信息與通信工程，生物醫(yī)學(xué)工程，導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制，動(dòng)力工程，航空工程等領(lǐng)域。學(xué)生應(yīng)采取主動(dòng)的方式獲取本課程所講述的基本概念和基本分析方法，并可利用其分析、解釋和計(jì)算信號(hào)、系統(tǒng)及其相互之間約束關(guān)系的問題。但多年來，我們的課程教學(xué)中仍然普遍采用教師主動(dòng)、學(xué)生被動(dòng)的滿堂灌輸?shù)慕虒W(xué)理念和方法，看似傳遞給學(xué)生的信息容量大，實(shí)質(zhì)上學(xué)生接受質(zhì)量和效率并不高。鑒于此，本課題組從理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)入手[1]，經(jīng)過多年的研究、實(shí)踐和探索，對(duì)該課程的教學(xué)進(jìn)行了改革，并取得了較好的成效。

二、課程現(xiàn)狀分析

當(dāng)前的課堂教學(xué)存在著以下弊端。

1.學(xué)生缺乏對(duì)本學(xué)科整個(gè)課程體系的全貌了解，各門專業(yè)課程之間缺乏整體聯(lián)系。這使得學(xué)生對(duì)該課程的前續(xù)知識(shí)準(zhǔn)備不夠，對(duì)后續(xù)知識(shí)認(rèn)識(shí)不足。

2.數(shù)字信號(hào)處理課程理論性強(qiáng)，內(nèi)容抽象，涉及的數(shù)學(xué)知識(shí)較多，學(xué)習(xí)難度較大。傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生會(huì)感到內(nèi)容枯燥難懂，學(xué)習(xí)興趣不足，學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性不高。

3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)偏少，驗(yàn)證性內(nèi)容偏多，缺乏綜合性課程設(shè)計(jì)內(nèi)容。致使很多學(xué)生沒有興趣在課前搜集整理相關(guān)資料，了解相關(guān)內(nèi)容，還是依賴教師課堂講授，被動(dòng)等待教師解惑。

4.隨著高校不斷擴(kuò)招，學(xué)生人數(shù)不斷增加，導(dǎo)致學(xué)生整體平均水平相對(duì)下降，大班授課教學(xué)效果不佳。

三、課程改革思路

課程改革是指教師教學(xué)方式及學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，是教師和學(xué)生雙向的改變，是教與學(xué)的相互溝通[2]。對(duì)于教師來說，要與時(shí)俱進(jìn)，不斷更新教學(xué)觀念、教學(xué)思想、教學(xué)模式，變灌輸式、單向式為啟發(fā)式、討論式、研究式教學(xué)；對(duì)于學(xué)生來說，要形成積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度，使獲得知識(shí)與技能的過程成為學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和形成正確價(jià)值觀的過程，由傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的被動(dòng)性、依賴性、統(tǒng)一性、虛擬性、認(rèn)同性轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代學(xué)習(xí)方式的主動(dòng)性、獨(dú)立性、獨(dú)特性、體驗(yàn)性與問題性。針對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)高等教育中教師過分主動(dòng)、學(xué)生過分被動(dòng)，理論學(xué)習(xí)相對(duì)過多、實(shí)踐動(dòng)手機(jī)會(huì)相對(duì)太少的特點(diǎn)，應(yīng)該想辦法調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、積極性，鼓勵(lì)學(xué)生充分發(fā)揮自己的個(gè)性和特長(zhǎng)，不斷自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、自由創(chuàng)新，努力增加學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)，提高他們的綜合素質(zhì)和解決實(shí)際問題的能力。針對(duì)課程現(xiàn)狀，提出以下具體改革措施。

1.針對(duì)課程內(nèi)容之間的聯(lián)系問題，學(xué)院即將在各專業(yè)新生中課程中開設(shè)專業(yè)導(dǎo)論課程。在這門課中，會(huì)粗略講解本專業(yè)各課程內(nèi)容之間的聯(lián)系。要想透徹理解數(shù)字信號(hào)處理課程內(nèi)容，尤其要先深入理解前續(xù)課程信號(hào)與系統(tǒng)的精髓內(nèi)容，即信號(hào)的三大變換以及線性時(shí)不變系統(tǒng)常用的各種表征方式之間相互聯(lián)系。由于信號(hào)與系統(tǒng)的內(nèi)容較之?dāng)?shù)字信號(hào)處理更加抽象難懂，數(shù)學(xué)公式較多，使很多同學(xué)產(chǎn)生畏難情緒，學(xué)得一知半解，囫圇吞棗。這導(dǎo)致了相對(duì)容易的數(shù)字信號(hào)處理學(xué)起來也有些晦澀難懂了。因此在講述信號(hào)與系統(tǒng)課程時(shí)就要告知學(xué)生課程的重要性及與數(shù)字信號(hào)處理課程之間的聯(lián)系，而在講解數(shù)字信號(hào)處理課程時(shí)則要講述清楚和后續(xù)課程之間的聯(lián)系及對(duì)后續(xù)課程學(xué)習(xí)的影響。

2.針對(duì)數(shù)字信號(hào)處理課程理論性強(qiáng)、內(nèi)容較為抽象的問題，教師應(yīng)注重基本概念及其物理意義的講解，加強(qiáng)課程內(nèi)容與學(xué)生生活及現(xiàn)代社會(huì)科技發(fā)展的聯(lián)系，教師應(yīng)時(shí)刻關(guān)注本學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，提升自身理論水平，將和本門課程有關(guān)的先進(jìn)技術(shù)知識(shí)引入課堂，將學(xué)生感興趣的內(nèi)容引入課堂，比如數(shù)字信號(hào)處理在短波通信、數(shù)字圖像處理、儀器儀表、汽車系統(tǒng)等領(lǐng)域的最新應(yīng)用介紹給學(xué)生，可大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也可讓學(xué)生初步了解自己畢業(yè)以后可能的就業(yè)方向。另外，教師應(yīng)精選終身學(xué)習(xí)必備的基礎(chǔ)知識(shí)和技能，重點(diǎn)讓學(xué)生掌握核心理論、初步信號(hào)仿真能力及工程應(yīng)用，適當(dāng)減少?gòu)?fù)雜公式的計(jì)算和推導(dǎo)，避免學(xué)生陷入到復(fù)雜的計(jì)算中去。

針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、積極性不強(qiáng)的問題，教師應(yīng)改變課程實(shí)施過于強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí)、死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練的現(xiàn)狀，積極引導(dǎo)學(xué)生，善于提問學(xué)生，善于培養(yǎng)學(xué)生提問，倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、樂于探究、勤于動(dòng)手，培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、交流與合作的能力。采取翻轉(zhuǎn)課堂的形式，讓學(xué)生到講臺(tái)上講解，還可適當(dāng)給予學(xué)分獎(jiǎng)勵(lì)，這樣既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，又鍛煉了學(xué)生的思考及演講能力。本人在課程教學(xué)中采用課堂互動(dòng)、討論、學(xué)生講授、分組論文寫作等新的教學(xué)方法和教學(xué)手段，取得了比較滿意的教學(xué)效果。

3.針對(duì)缺乏設(shè)計(jì)性及綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的問題，由于課時(shí)較少，本課程只有4次8個(gè)小時(shí)的實(shí)驗(yàn)，這種現(xiàn)狀下，課內(nèi)設(shè)置50%的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，一些綜合性的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)只能作為學(xué)生的課后大作業(yè)來完成。將學(xué)生分為3—5人一組，每組選一個(gè)課題完成，課題內(nèi)容盡可能接近實(shí)際項(xiàng)目。每個(gè)小組成員根據(jù)自身特點(diǎn)領(lǐng)取相應(yīng)任務(wù)和資源，這樣既可鍛煉自身能力，又可培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)。在課題實(shí)施過程中，教師起引導(dǎo)作用，可以幫助學(xué)生分析所遇到的問題，鼓勵(lì)學(xué)生自己探索、思考解決問題的方法，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。

4.針對(duì)班型較大問題，在師資力量允許的情況下盡量小班授課，以保證授課質(zhì)量。若師資力量薄弱，則采取理論課大班授課，而實(shí)驗(yàn)課小班教學(xué)的方式，便于教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，學(xué)生能及時(shí)得到指導(dǎo)。采用MOOC教學(xué)也是不錯(cuò)的解決辦法，MOOC教學(xué)突破了傳統(tǒng)課程時(shí)間、空間的限制，突破了傳統(tǒng)課程人數(shù)限制，便于學(xué)生學(xué)習(xí)，也便于和學(xué)生互動(dòng)。我們已經(jīng)著手錄制教學(xué)視頻，放到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，作為課堂教學(xué)的有力補(bǔ)充，進(jìn)一步提升學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率。

四、課程考核

課程的教學(xué)效果主要依靠課程考核來進(jìn)行。課程的考核貫穿整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，包括課堂回答問題情況、出勤、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)完成質(zhì)量等環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方位考核。這種考核形式能更加全面地考核學(xué)生日常學(xué)習(xí)情況，激勵(lì)學(xué)生，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

五、結(jié)語(yǔ)

隨著信息時(shí)代、數(shù)字世界的到來，數(shù)字信號(hào)處理已成為一個(gè)極其重要的學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域，它具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，教與學(xué)都有一定的難度。近年來，本課題組在課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面不斷總結(jié)和探索，不斷把新的教學(xué)方法應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)中，大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，提升了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和動(dòng)手實(shí)踐能力，提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，并有了一定的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉芳.數(shù)字信號(hào)處理教學(xué)改革的探索[J].教育教育論壇，2015，（49）：242-243.

[2]韓媞.數(shù)字信號(hào)處理課程現(xiàn)狀分析及改革探索[J].中國(guó)校外教育，2011，（z1）：1003.

Abstract：This paper analyzes the existing curriculum teaching at present "digital signal processing" of the problem，put forward ideas and specific measures of curriculum reform，project driven mechanism and MOOC teaching platform into the teaching process，can effectively improve the efficiency of classroom teaching，improve students' learning enthusiasm，initiative，creativity，has certain guiding significance to the practice of the teaching reform of other courses.

Key words：digital signal processing；teaching reform；research teaching