交互式教學(xué)模式在“數(shù)字信號(hào)處理”教學(xué)中的運(yùn)用

鄧攀等

摘要：針對(duì)獨(dú)立學(xué)院“數(shù)字信號(hào)處理”課程教學(xué)中存在的問題，運(yùn)用交互式教學(xué)模式，以“試驗(yàn)課”的方式進(jìn)行教學(xué)改革試點(diǎn)，收到了較好的教學(xué)效果。交互式教學(xué)模式教學(xué)調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性、應(yīng)用性和獨(dú)立性等能力，對(duì)培養(yǎng)符合市場(chǎng)需要的DSP應(yīng)用人才具有重要意義。

關(guān)鍵詞：DSP課程；交互式教學(xué)模式；課堂教學(xué)改革

作者簡介：鄧攀（1986-），男，湖南祁陽人，南華大學(xué)電氣工程學(xué)院，助教；魏瑋（1986-），女，湖南祁東人，南華大學(xué)三力公司，助理工程師。（湖南 衡陽 421001）

基金項(xiàng)目：本文系2013年南華大學(xué)船山學(xué)院高等教育改革與研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2013CY003）、湖南省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：XJK013CGD111）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）08-0084-02

獨(dú)立學(xué)院作為一種在公辦高校中引入民辦運(yùn)營機(jī)制的特殊辦學(xué)模式，現(xiàn)已發(fā)展成為一支獨(dú)特的高教辦學(xué)力量。目前，獨(dú)立學(xué)院課堂教學(xué)現(xiàn)狀令人擔(dān)憂。主要是一部分老師對(duì)獨(dú)立學(xué)院人才培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)質(zhì)量定位沒有深入研究，按母體學(xué)校的教案、講稿給獨(dú)立學(xué)院學(xué)生講課，課堂上學(xué)生“聽不懂”、“跟不上”，因此逃課現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。課堂教學(xué)質(zhì)量直接影響人才的培養(yǎng)質(zhì)量，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量首先是要提高課堂教學(xué)的質(zhì)量。如何保證和提高課堂教學(xué)質(zhì)量，把獨(dú)立學(xué)院學(xué)生培養(yǎng)成為有創(chuàng)新能力的高級(jí)應(yīng)用型人才，已成為獨(dú)立學(xué)院急需探討解決的問題。

在當(dāng)前高等教育國際化發(fā)展潮流中，“以教師為中心”的教學(xué)模式必然向“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式轉(zhuǎn)化。[1]能把學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性調(diào)動(dòng)起來教會(huì)學(xué)生自學(xué)的老師，無疑是最好的老師。[2]有研究者表明：“盡管中國大學(xué)的課堂教學(xué)有其自身的特色，但從美國大學(xué)課堂教學(xué)在成功培養(yǎng)出創(chuàng)新型人才的作用中，有必要反思我國的大學(xué)課堂教學(xué)模式。”美國高校的“交互式教學(xué)”、“范例教學(xué)”和“小組合作學(xué)習(xí)”等教學(xué)模式，對(duì)改變“滿堂灌”、“一言堂”的課堂教學(xué)方法具有較強(qiáng)借鑒作用。課堂教學(xué)存在的最根本問題是教學(xué)模式的選擇問題。如何選擇課堂教學(xué)模式，提高課堂教學(xué)質(zhì)量，無數(shù)教育教學(xué)工作者都有過探索和實(shí)踐。在吸取前人研究成果的基礎(chǔ)上，考慮“數(shù)字信號(hào)處理”（以下簡稱DSP）課程理論性很強(qiáng)而且非常抽象，學(xué)生難以理解和掌握，筆者在DSP課程教學(xué)中運(yùn)用交互式教學(xué)模式，以“試驗(yàn)課”的方式進(jìn)行教學(xué)改革試點(diǎn)，并將科研融入教學(xué)，將MATLAB軟件引入教學(xué)中，將實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)與上機(jī)實(shí)驗(yàn)融為一體，并改革作業(yè)和考核方式等。運(yùn)用交互式教學(xué)模式教學(xué)調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性、應(yīng)用性和獨(dú)立性等能力，對(duì)培養(yǎng)符合市場(chǎng)需要的DSP應(yīng)用人才具有重要意義。

一、DSP課程教學(xué)中存在的一些問題

DSP課程是高等院校電信類專業(yè)一門重要的專業(yè)課。DSP課程理論性很強(qiáng)而且非常抽象，學(xué)生難以理解和掌握，對(duì)獨(dú)立學(xué)院基礎(chǔ)相對(duì)薄弱的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)本課程有一定困難。筆者做了一項(xiàng)為什么“逃課”的調(diào)查：60%的人覺得“聽不懂”、“跟不上”，“課程枯燥無味”；40%的人將原因歸結(jié)為“學(xué)生缺乏自制力和進(jìn)取心”。盡管逃課原因有多種，但課堂教學(xué)中確實(shí)存在“滿堂灌”、“一言堂”的問題。這種“滿堂灌”、“一言堂”教學(xué)方式，課堂上缺少可貴的互動(dòng)交流和探究創(chuàng)新，課堂氣氛沉悶，課堂含金量低。

DSP課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。實(shí)踐性很強(qiáng)的課程沒有足夠的實(shí)踐很難達(dá)到理想的教學(xué)效果。一般學(xué)校實(shí)踐學(xué)時(shí)是10學(xué)時(shí)左右，由于實(shí)踐學(xué)時(shí)較少，機(jī)房有限，存在實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)與上機(jī)實(shí)驗(yàn)沒有融為一體，理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)，對(duì)此，學(xué)生反響很大。

DSP課程考核方式多為閉卷考試。閉卷考試考核了學(xué)生的理論水平，但沒有考核學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，不利于培養(yǎng)符合市場(chǎng)需要的DSP應(yīng)用人才。

針對(duì)DSP課程教學(xué)存在的主要問題，運(yùn)用交互式教學(xué)模式，以“試驗(yàn)課”的方式進(jìn)行教學(xué)改革試點(diǎn)，收到了較好的教學(xué)效果。

二、交互式教學(xué)模式的運(yùn)用

課堂教學(xué)模式是從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)、教學(xué)過程，直至教學(xué)組織形式的整體、系統(tǒng)的操作樣式。教學(xué)模式眾多，各具特色，需根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇?；谀壳罢n堂上存在的主要問題是“滿堂灌”、“一言堂”，缺少師生互動(dòng)，選擇一種以師生對(duì)話為背景構(gòu)建的互動(dòng)教學(xué)方式做教改試驗(yàn)。

交互式教學(xué)模式是通過一種以師生對(duì)話為背景構(gòu)建的互動(dòng)教學(xué)方式。[3]交互式教學(xué)的目的是構(gòu)建一個(gè)互相尊重、信任和平等的學(xué)習(xí)氛圍，通過對(duì)話和傾聽實(shí)現(xiàn)師生之間和學(xué)生之間的雙向溝通，在合作學(xué)習(xí)中加深對(duì)新概念的理解。交互式教學(xué)過程一般分為兩個(gè)階段：師生交互階段和學(xué)生交互階段。在教學(xué)過程中始終強(qiáng)調(diào)師生互動(dòng)，教師精心設(shè)計(jì)課堂提問，學(xué)生主動(dòng)參與對(duì)話；學(xué)生提出問題，學(xué)生與學(xué)生對(duì)話。在交互式教學(xué)中，互動(dòng)效果取決于教師選擇的教學(xué)內(nèi)容及設(shè)計(jì)的問題是否適合不同基礎(chǔ)的學(xué)生。對(duì)獨(dú)立學(xué)院的學(xué)生，基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，要從最簡單的問題入手，步步引導(dǎo)，層層深入，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，才有可能進(jìn)行有效互動(dòng)。在交互式教學(xué)中，學(xué)生需進(jìn)行課前閱讀。上課前一周，教師提供相關(guān)的課前閱讀材料，學(xué)生把課前閱讀的問題、困惑、個(gè)人思考或見解帶到課堂。在課堂互動(dòng)和討論中，學(xué)生進(jìn)一步提出問題，拓展思維，找尋方法和路徑，以達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。

交互式教學(xué)模式“試驗(yàn)課”的設(shè)計(jì)，首先要精心選擇“試驗(yàn)課”的內(nèi)容，內(nèi)容是否合適是“試驗(yàn)課”成敗的關(guān)鍵，這需要教師認(rèn)真鉆研教材和交互式教學(xué)模式。其次，教師精心設(shè)計(jì)課堂提問，精心制作多媒體互動(dòng)課件。教改“試驗(yàn)課”要發(fā)揮多媒體的優(yōu)勢(shì)，通過多媒體課件的演示和互動(dòng)，學(xué)生主動(dòng)參與師生對(duì)話，并引導(dǎo)學(xué)生提出問題，實(shí)現(xiàn)學(xué)生互相對(duì)話，使課堂變得形象、生動(dòng)、靈活。設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)將老師的科研融入教學(xué)中，將MATLAB軟件引入教學(xué)中，將實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)融入教學(xué)中。例如，在講新課前，教師設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)性簡單問題，調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)入互動(dòng)狀態(tài)；再將新內(nèi)容設(shè)計(jì)成一個(gè)一個(gè)推導(dǎo)性問題，一步一步深入，以達(dá)到學(xué)會(huì)新知識(shí)的目的；再設(shè)計(jì)比較、應(yīng)用等高層次問題，并將科研開發(fā)中遇到的問題和解決方案穿插在課堂中，使學(xué)生對(duì)DSP應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)有感性認(rèn)識(shí)。同時(shí)激發(fā)學(xué)生間的互動(dòng)，讓學(xué)生從多種角度來比較、應(yīng)用，學(xué)會(huì)在比較中發(fā)現(xiàn)非常相似事物中的細(xì)微不同，學(xué)會(huì)在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)自己的創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。另外，在上“試驗(yàn)課”前，請(qǐng)課程組老師和同行專家聽課、評(píng)課、討論、分析和總結(jié)，并反復(fù)修改和完善后才予以實(shí)施。教改“試驗(yàn)課”學(xué)生參與積極性高，課堂互動(dòng)效果好，受到了學(xué)生好評(píng)。

課堂作業(yè)采用提問方式，讓學(xué)生主動(dòng)回答。這樣學(xué)生不是一味從書上找答案，而是主動(dòng)思考，在尋找答案的過程中主動(dòng)去學(xué)習(xí)。

將實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)與上機(jī)實(shí)驗(yàn)融為一體。將MATLAB軟件引入教學(xué)中，使枯燥難懂的理論變得有趣、易解，學(xué)生能直觀地領(lǐng)會(huì)分析方法和處理結(jié)果，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。如數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)，在實(shí)驗(yàn)室要學(xué)生對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行分析與改進(jìn)。又如錄制一段聲音信號(hào)或者圖像信號(hào)進(jìn)行去噪處理的MATLAB仿真與DSP實(shí)現(xiàn)。

改革考核方式。綜合評(píng)定學(xué)生成績時(shí)，考慮學(xué)生課堂互動(dòng)參與程度、作業(yè)和實(shí)驗(yàn)情況。將理論考試和實(shí)踐考試相結(jié)合，理論考試采用開卷形式，主要考核學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握情況，而不是考一些“死記硬背”的內(nèi)容。實(shí)踐考試考核學(xué)生對(duì)實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分析、處理和動(dòng)手能力。

三、交互式教學(xué)模式實(shí)踐試點(diǎn)效果分析

交互式教學(xué)模式，在教學(xué)過程中始終以師生對(duì)話為背景，以問題的逐步開發(fā)為主線，學(xué)生帶著問題深入思考，學(xué)習(xí)的自覺性、積極性得到充分的調(diào)動(dòng)；在相互交流探討中解決實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)的問題，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)；在師生互動(dòng)過程中，學(xué)會(huì)了發(fā)現(xiàn)問題，提高了分析問題和解決問題的能力；改革作業(yè)和考核方式，檢驗(yàn)了學(xué)生實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分析、處理能力，提高了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。教改“試驗(yàn)課”，以“點(diǎn)”帶“面”，并及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)揮了“試驗(yàn)課”的示范、帶動(dòng)作用，為全校教師提供參考借鑒。

從實(shí)踐試點(diǎn)班級(jí)來看，經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的試驗(yàn)，該班學(xué)生學(xué)習(xí)積極性大大提高。“試驗(yàn)課”不存在“聽不懂”、“跟不上”等問題，學(xué)生普遍認(rèn)為“試驗(yàn)課”能調(diào)動(dòng)自己的學(xué)習(xí)興趣，在課堂參與中提高了自己的能力，課堂效果好，教改試點(diǎn)班級(jí)DSP課程期末總評(píng)成績及格率為100%。

試點(diǎn)班級(jí)學(xué)生人數(shù)少，運(yùn)用交互式教學(xué)模式的“試驗(yàn)課”，能人人參與，互動(dòng)效果好。如果班級(jí)學(xué)生人數(shù)太多，建議分組進(jìn)行。

實(shí)施交互式教學(xué)模式教學(xué)，必須把握“課前閱讀，課堂參與和課后討論”[4]三個(gè)重要環(huán)節(jié)，才能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。教師提供課前閱讀材料，要求學(xué)生課前閱讀。閱讀材料包括閱讀教材、文獻(xiàn)、案例、評(píng)論或者網(wǎng)絡(luò)文章等等；老師要求學(xué)生課堂參與，學(xué)生課堂參與程度記平時(shí)成績，課堂上學(xué)生根據(jù)課前閱讀和課堂知識(shí)內(nèi)容提出有價(jià)值的問題，對(duì)課堂要有貢獻(xiàn)；課后學(xué)生自愿組成小組進(jìn)行討論，也可以預(yù)約和老師進(jìn)行討論。課程涉及的問題到課后進(jìn)一步討論，走訪業(yè)內(nèi)人士，了解社會(huì)，拓寬視野，促使學(xué)生在學(xué)習(xí)中發(fā)揮最大的潛能，建立自信心和使命感，并找到自我價(jià)值。

四、下一步研究的大體設(shè)想

對(duì)已進(jìn)行的交互式教學(xué)模式“試驗(yàn)課”，做更深入具體的總結(jié)分析，進(jìn)一步完善，并選擇更多合適內(nèi)容設(shè)計(jì)交互式教學(xué)模式“試驗(yàn)課”，以“點(diǎn)”帶“面”，逐步改變“滿堂灌”、“一言堂”的課堂教學(xué)方式。

以優(yōu)化教學(xué)模式為突破口，進(jìn)行多種教學(xué)模式教改試驗(yàn)，如：“范例教學(xué)”、“小組合作學(xué)習(xí)”等。進(jìn)行多種課堂教學(xué)模式改革實(shí)踐，推進(jìn)教學(xué)模式從以“教師”為中心向以“學(xué)生”為中心轉(zhuǎn)移?！白寣W(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體”、“讓學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)”，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性、應(yīng)用性和獨(dú)立性等能力，以真正提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

下大力氣克服一切困難和阻力，在實(shí)踐中不斷認(rèn)識(shí)課堂教學(xué)改革的重要性，并切實(shí)做到解放思想，腳踏實(shí)地，循序漸進(jìn)，調(diào)動(dòng)一切有利因素，切實(shí)做到不斷深化課堂教學(xué)改革，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

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（責(zé)任編輯：王意琴）