張培玲，李 明

（河南理工大學物理與電子信息學院，河南 焦作 454003）

《現(xiàn)代信號處理》是我院通信與信息系統(tǒng)專業(yè)碩士研究生專業(yè)學位課程，也是電子信息工程專業(yè)碩士研究生選修課程。本課程內(nèi)容包括隨機信號基礎、參數(shù)估計理論、現(xiàn)代譜估計、自適應濾波、時頻信號分析等，具有理論性和實踐性強的特點。同時，課程內(nèi)容發(fā)展速度快，新概念、新方法層出不窮，需要教師不斷的補充信號處理的新理論、新技術(shù)，跟蹤信號處理的發(fā)展趨勢和熱門研究方向。因此，傳統(tǒng)的“老師、教材、課程”教學方法無法滿足本課程的教學需要。

同時，研究生的培養(yǎng)目標與本科生不同，研究生的培養(yǎng)應更加重視學生的創(chuàng)新能力和科研能力，特別是綜合素質(zhì)的培養(yǎng)[1]，為了避免研究生教育存在的“本科化”傾向[2]，很多對本課程有益的教學成果涌現(xiàn)了出來。文獻[3]和文獻 [4-6]分別將項目式學習和案例教學法（Case Based Learning，CBL）引入到課程教學中以提升學生工程實踐能力；文獻[7]將仿真實驗、案例分析與自主課題三種形式進行有機結(jié)合促進了課程實踐教學效果；文獻[8]為了滿足不同需要和定位的信號處理人才需求，對本科生與研究生培養(yǎng)層次的不同采用差異化教學也取得了一定的效果。

Seminar教學模式是學生為研究某一問題而和教師共同討論、交流的一種交互式的教學方法，其核心理念是教學與科研相結(jié)合，尊重學生的主體地位，強調(diào)師生之間的互動交流以及學術(shù)自由[9]。筆者將Seminar與CBL這兩種教學模式進行有機結(jié)合應用到現(xiàn)代信號處理課程教學中，充分發(fā)揮它們各自優(yōu)勢，著重于提升研究生運用信號處理理論與技術(shù)來發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、開展科研創(chuàng)新的能力，強調(diào)研究生知識、能力、素質(zhì)并重培養(yǎng)，以期提高學生的綜合素質(zhì)。

1 Seminar-CBL教學模式實施

1.1 Seminar-CBL教學模式設計

教師首先根據(jù)課程教學大綱將教學內(nèi)容進行梳理，然后按照教學內(nèi)容難易程度及其特點，并同時結(jié)合教師自己的研究領域以及學生感興趣的方向，形成典型的教學案例，從而設計好供學生探討的論題。其中，經(jīng)典譜估計、AR譜估計、最大熵譜估計、RLS自適應算法、小波變換是重點內(nèi)容，并增加信號處理的一些新技術(shù)、新方法等相關(guān)論題，從而激發(fā)學生的探討興趣。同時，形成“課上研討、課下引導”的教學模式。即學生按3～4人一組，在課堂上陳述，老師與學生共同討論、質(zhì)疑與辯駁，然后老師進行總結(jié)；課下老師提供所研討的典型案例相關(guān)資料，并隨時關(guān)注跟進學生的準備情況。

1.2 教學實施過程

1.2.1 課前準備

教師根據(jù)教學內(nèi)容、自己的研究方向及其學生的興趣點形成研討的案例題目，然后通過網(wǎng)絡平臺提前發(fā)布給學生，并同時提供相應的參考資料，包括相關(guān)文獻、視頻等；學生按3～4人分組，選題，小組分工并相互配合，針對性的閱讀、學習相關(guān)材料，通過小組交流、討論和總結(jié)，最后形成在課堂上交流的PPT以及相關(guān)報告。

1.2.2 課堂實施

小組派代表陳述所選案例的內(nèi)容、觀點或問題等，接著老師和其他學生對該組所闡述的案例提出問題或質(zhì)疑，然后師生共同討論，使得所討論主題更加深入，最后老師針對課堂中學生的表現(xiàn)與討論主題做點評和總結(jié)。

1.2.3 課后反饋

課后，小組結(jié)合課堂中師生討論的問題以及老師的總結(jié)，有針對性的補充修改報告，并上交到網(wǎng)絡平臺共享并及時反饋。

1.2.4 應用案例

以現(xiàn)代譜估計章節(jié)為例。課前教師在教學網(wǎng)絡平臺上發(fā)布“基于AR模型的心電信號功率譜估計”案例作業(yè)及其相應的視頻、論文等相關(guān)資料，提出心電信號時域具有怎樣的特性？根據(jù)其時域特性如何對其功率譜進行估計？現(xiàn)代功率譜的估計模型都有哪些？哪個估計模型更適合心電信號的功率譜估計？通過小組共同配合調(diào)查學習現(xiàn)代譜估計的原理及各種估計方法的特點等問題，要求小組成員結(jié)合課本和課程網(wǎng)絡平臺教師提供的相關(guān)資源，組員相互合作查閱相關(guān)文獻，在課前討論完成網(wǎng)絡平臺上教師課前布置的任務并形成PPT和書面報告。課堂中教師先通對比說明非參數(shù)化功率譜估計的弊端，從而引入現(xiàn)代譜估計方法，然后在由課前已經(jīng)準備好的小組進行展示與交流，接著師生共同對案例主題進行討論、質(zhì)疑與辯駁，使師生對此主題獲得更加全面深刻的認識，完善現(xiàn)代譜估計方法的理論與實踐學習，最后，老師做點評與總結(jié)。課后，小組結(jié)合課堂師生討論情況進一步完善討論案例報告，并及時提交課程網(wǎng)絡平臺交流和反饋。

2 開展Seminar-CBL教學模式的體會與思考

通過在現(xiàn)代信號處理課程中開展Seminar-CBL教學，一方面豐富了該課程的考核形式，另一方面使得研究生的綜合能力得以提升。在整個教學過程實施中，師生會根據(jù)小組成員在課堂互動參與度、平臺報告等各方面的表現(xiàn)對他們進行評價，并納入學生最終的課程綜合成績評定中，使得小組成員有了更好的表現(xiàn)。同時，在具有研究性與互動性特點的Seminar-CBL教學模式中，學生是學習的主導者，教師是幫助者與促進者，符合了構(gòu)建主義學習理論，學生以小組為單位，有針對性的去學習相關(guān)理論并解決對應的問題，從而激發(fā)了學生的學習興趣，增強了學生的自學能力、合作能力，提升了學生的批判思維和創(chuàng)新思維，從真正意思上實踐了“以教師為主導，以學生為主體”的教學理念，達到教學相長的目的。

同時，通過與傳統(tǒng)教學方法比較，Seminar-CBL教學模式對教師也提出了更高的要求。首先，需要教師課前調(diào)研大量相關(guān)文獻資料，才能準備出優(yōu)秀的研討案例并能夠提供給學生相應的參考資料。其次，在實施過程中為了調(diào)動學生的參與度，需要教師積極引導整個研討過程，對教師的學術(shù)水平和職業(yè)素養(yǎng)有較高的要求，這需要教師在教學實踐中不斷提升自身教學藝術(shù)與教學水平。

3 結(jié)語

針對研究生培養(yǎng)目標與本科生的不同，在研究生現(xiàn)代信號處理課程中引入了Seminar-CBL教學模式，其更加符合研究生培養(yǎng)方案中要求的培養(yǎng)研究生具備從事科學研究的能力。通過在本課程中實施Seminar-CBL教學模式，從而形成了一種開放、民主、自由的課程教學形式，研究生可以自由的表達各自見解，更好地促進了研究生主動學習、思辨、探索與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提升。因此，與傳統(tǒng)的課堂講授式教學方法相比，Seminar-CBL教學模式更適合電子信息類研究生專業(yè)課程的教學，值得進一步推廣應用。