徐友根

(北京理工大學 信息與電子學院， 北京 100081)

“數(shù)字信號處理”課程研究型教學實踐

徐友根

(北京理工大學 信息與電子學院， 北京 100081)

本文根據(jù)“數(shù)字信號處理”課程的教學要求及其特點，進行了研究型教學的初步實踐。從研討內(nèi)容規(guī)劃設計，課堂研討組織形式和研討學習質(zhì)量評價等三個方面，介紹了教學具體實施過程及其效果。實踐結(jié)果表明，研究型教學在學習興趣激發(fā)、創(chuàng)新意識和能力培養(yǎng)以及學生主體意識增強等方面有積極的促進作用。

研究型教學；數(shù)字信號處理；教學實踐

0 引言

對于“數(shù)字信號處理”課程的教學來說，傳統(tǒng)教師主體授課模式雖然對學生推導和計算能力的訓練有一定幫助，但單一的教學方法和方式使得教學過程枯燥，學生學習興趣不高。

研究型教學強調(diào)學生的主動參與并培養(yǎng)學生的研究能力與興趣[1]。它是培養(yǎng)高質(zhì)量創(chuàng)新型工程類專業(yè)學生必須采用的教學模式，“數(shù)字信號處理”這樣的核心專業(yè)基礎課非常有必要進行研究型教學的探索，在夯實學生專業(yè)基礎的同時強調(diào)其創(chuàng)新性思維和研究能力的培養(yǎng)。本文介紹筆者在“數(shù)字信號處理”研究型教學中的一些初步實踐和淺顯心得。

1 教學對象與教學方式

1.1教學對象及其概況

本研究型課程教學對象為我校電子信息類試驗班的本科生，一共53人，在小班授課方面具有一定的優(yōu)勢。本班學生入學基礎較好，并且普遍有較強的求知欲和進取心，在學習的主動性和自覺性，以及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力方面都比較優(yōu)秀，這為實施研究型或研討式教學方法提供了非常有利的條件。

1.2教學及課堂研討內(nèi)容安排

依據(jù)現(xiàn)行“數(shù)字信號處理”教學大綱的基本要求，并結(jié)合各章節(jié)主要知識點以及國內(nèi)外相關領域的前沿研究，凝練出下述4大類15個主題，作為課堂教學及研討的主要內(nèi)容如表1所示[2-3]。

表1 課堂研討主題

具體的實施辦法是：學生按學號順序一共形成5個研討小組(每組11至12人)，每組選組長一名，按抽簽方式選擇各自小組的研討主題，在課外時間以小組為單位，圍繞選中的研究主題，研讀教材，查閱資料，在此基礎上，結(jié)合研討主題對相關研習結(jié)果進行分析、綜合、比較和歸納，最終以PPT形式完成課堂講述稿，并自選一名主講人進行課堂陳述。

1.3教學及研討方式

上述研討內(nèi)容主要按教材章節(jié)順序進行，在每個章節(jié)的開始，授課教師利用1至1.5個學時進行引導性講授，概括介紹各章節(jié)的基本教學內(nèi)容，所涉及的主要知識點，并引出研討問題及其主要內(nèi)涵。

在教師引導性講授之后，進行有關主題的師生研討，這是本次研究型教學最主要的環(huán)節(jié)，首先由小組主講人進行課堂陳述，然后就陳述內(nèi)容進行提問及研討：

(1)學生提問和師生研討：學生針對研討內(nèi)容或相關內(nèi)容提出相關問題，學生的提問主要由學生自己回答。

(2)教師提問和師生研討：教師針對研討主題相關的重點和難點，提出具有培養(yǎng)發(fā)散性思維的問題，讓學生回答。

在各章節(jié)課堂研討內(nèi)容結(jié)束后，授課教師利用0.5至1個學時進行總結(jié)性串講及復習，對相應章節(jié)教學內(nèi)容的重點和難點再次加以強調(diào)，并提出涉及后續(xù)研討內(nèi)容的有關問題。

此外，學期末，每位學生還需提交總結(jié)報告一份，內(nèi)容包括對所有課堂討論問題的逐個及總體評述，并挖掘一個與本課程知識點有關的實際應用，以書面和電子形式提交給授課教師。

1.4學習效果評價

不進行期末卷面考試，注重對學生學習過程表現(xiàn)的評價，就學生的課外準備、討論發(fā)言等分別給各小組和個人打分，并按一定比例計入期末總成績。具體評分準則如下：

1)課堂大作業(yè)(本部分成績記作A，最高分為90分)：

(1)正常陳述：每組的主講人進行，最高分80分。主講人應著力將所討論問題闡述清楚，在陳述具體內(nèi)容之前，先介紹個人情況，整個準備過程的時間，大概過程，以及組內(nèi)各成員的分工和配合情況(這一點將和個人最終總評成績掛鉤)。

(2)討論交流：全班學生參加，包括有效提問和回答，各記5分和10分，最高分80分。形式分為口頭和書面。具體操作方式如下：主講人陳述完畢后，首先由教師評點和提問，由陳述小組的主講人和成員參與回答。在此期間，其它各組學生將各自問題以書面形式(簡問，標明姓名和學號)當堂提交給各自組的監(jiān)督員，之后參與口頭提問和回答問題。各小組監(jiān)督員負責記錄提問和回答問題學生姓名和學號。下課時，將上述紙面材料一并交給教師。關于回答教師和學生提出的問題，如果覺得有必要詳細進行，還可以在課下認真準備，并以書面形式個人于下次課提交給教師。

(3)反駁式陳述：針對主講人未講清問題，進行PPT形式重解釋。此部分需要各組課下準備，將每個問題可能講不清楚的部分準備好，在課堂上有機會即進行。本種形式直接計80分。

(4)小組整體表現(xiàn)：對各小組整體表現(xiàn)進行評分，最高分10分(每組組內(nèi)成員得分相同)。

2)評分規(guī)則(本部分成績記作B，最高分5分)：

(1)學期末學習總結(jié)：要求見前，書面提交。最高分5分，不分組(教師評分時全面考慮平時學習情況，包括課堂陳述中的成員積極參與分)。關于內(nèi)容雷同的處理方法是將涉及人員的分數(shù)進行平均處理，也即除以內(nèi)容相同的學生人數(shù)。

(2)與教師合作發(fā)表與本課程內(nèi)容有關的教改論文：直接記5分，評分時可能并未正式發(fā)表，但稿件質(zhì)量必須得到授課教師的認可。

(3)考勤與實驗(本部分成績記作C，最高分10分)：必須通過，即得7分以上

(4)個人最終成績：A log10(2B)+C。

2 教學效果評價

在研討式教學實施過程中，以書面調(diào)查問卷形式和學生進行了一次交流，共有33名學生參加了正式問卷調(diào)查，主要有關反饋情況如表2所示。

由上述反饋意見可以看出，大多數(shù)學生了解研究型教學這種新教學法的目的、要求和實施步驟，在利用網(wǎng)絡、參考書籍以及科技雜志等多種渠道查找資料方面的能力得到了提升。盡管課外花費時間較多，但大部分學生覺得收獲較大，認為自己在能力培養(yǎng)上獲得了良好的效果，不少學生還由此改變了學習方式，自主學習能力有了極大的提高。

上述反饋意見也反映了學生在研討式學習中遇到的一些困難，比如課外花費時間太多，難以協(xié)調(diào)；

表2教學效果調(diào)查問卷

選項小計比例你認為主動研究學習和教師授課哪個更有收獲?(單選)研究型學習2155.26%教師授課1128.95%對我來說效果都一樣615.79%你是否適應研究性學習?(單選)差不多適應了2360.53%未完全適應1539.47%基本不適應00%你認為教師應該在研究型學習中承擔什么角色?(單選)不參與25.26%只參與討論25.26%深層次指引作用3489.47%你對哪些方面不太滿意?(多選)題目訓練量1744.74%評分標準2463.16%授課方式718.42%同學課堂講授615.79%課程容量821.05%課后花的時間太長1231.58%其他615.79%你認為自己在哪些方面做的不夠好?(多選)課前預習3386.84%參與課堂討論410.53%參與小組討論12.63%對知識的理解程度2257.89%其他00%你認為這門課有什么優(yōu)點?(多選)培養(yǎng)學生鉆研精神2873.68%培養(yǎng)小組合作能力2565.79%培養(yǎng)實踐能力(MATLAB)1847.37%激發(fā)學習興趣1334.21%增強自學能力3284.21%其他12.63%

有些學生對新教學法還不太適應，對最后成績的評定不太理解；由于主講人個人知識面的問題，部分主題研討的準度和深度不甚理想；不少學生對評分方式及標準持一定的懷疑態(tài)度，這些都是今后實施研討式教學法時需要進一步思考和改進的地方。

3 學生最終成績及分析

成績評定主要注重學生在學習過程中的表現(xiàn)，以及最終對課程知識點的總體認識和理解程度。

(徐有根文)

前者主要體現(xiàn)為平時的參與分，結(jié)果全班所有學生都得到了滿分90分；后者體現(xiàn)為最終總結(jié)報告的質(zhì)量以及平時研討過程中口頭和書面探討的比例，以之作為前部分成績的權(quán)重，不少學生也獲得了滿分5分，其中，一部分學生的總結(jié)報告對有關問題的認識和理解非常深刻，某些見解頗具新意。另外，還適度鼓勵學生進行探索式學習，全班計有5名學生和教師合作完成教改論文一共3篇。

最終大部分學生都取得了優(yōu)秀及良好的成績，對整個學習過程的積極參與和投入度都非常高，很多同學改變了學習方式和習慣，課外主動學習的積極性和動力非常高。

4 結(jié)語

通過一學期的教學實踐，研究型教學在我校電子信息類實驗班專業(yè)基礎課“數(shù)字信號處理”的教學過程中起到了重要的作用，取得了明顯的教學效果。具體反映在讓學生由被動學改為自主學、讓學生既學知識，又學創(chuàng)新以及要求教師兼具知識講授與思維引導雙重角色這三點上。

[1] 吳紹春, 張立新. 研究型大學的研究型教學: 理論與實踐[M]. 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學出版社, 2015年8月.

[2] 程佩青. 數(shù)字信號處理教程[M]. 北京: 清華大學出版社, 2013年2月.

[3] 趙春暉, 喬玉龍, 崔穎. 數(shù)字信號處理學習指導及實驗[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2008年10月.

PracticeofResearch-basedTeachinginDigitalSignalProcessingCourse

XUYou-gen

(SchoolofElectronicandInformation,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China)

According to the requirements and characteristics of the Digital Signal Processing course, a preliminary practice of research-based teaching is made. The detailed implementation process of the teaching as well as its effect are introduced from three aspects including the plan and design of the research-teaching content, the organization form of the class discussion, and the evaluation of teaching-learning quality. Practice results show that the research-based teaching plays a positive role for enhancing students′ participation enthu-siasm, innovation potential, and subjective consciousness.

research-based teaching; digital signal processing; teaching practice

2016-10-18;

2017-02-16

徐友根(1975-),男，博士，教授，主要從事數(shù)字信號處理方面的教學與科研工作，E-mail:yougenxu@bit.edu.cn

G642

A

1008-0686(2017)05-0033-04