數(shù)字信號處理在線課程建設(shè)與效果

李志遠(yuǎn)

摘要：數(shù)字信號處理是一門工程性、理論性和實踐性都很強的課程，所以數(shù)字信號處理教學(xué)主要是對學(xué)生進(jìn)行工程應(yīng)用教育，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力和實踐能力，突出實踐教學(xué)在數(shù)字信號處理教學(xué)中的重要地位。針對目前數(shù)字信號處理課程教學(xué)中存在的問題，文章從改進(jìn)教學(xué)方法、建立課程網(wǎng)站、開展在線學(xué)習(xí)等方面進(jìn)行了有益的探索與實踐。課程建設(shè)效果證明，在線課程能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，提高學(xué)生靈活運用知識的能力。

關(guān)鍵詞：數(shù)字信號處理;在線課程;教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9324（2020）21-0207-02

引言

數(shù)字信號處理是電子信息工程專業(yè)的一門重要專業(yè)必修課程，自2009年開設(shè)以來，潛心研究教學(xué)方法，注重理論與實踐相結(jié)合，2012年獲評“山東省高等學(xué)校精品課程”，現(xiàn)已成為我校電子信息科學(xué)與技術(shù)、通信工程、交通運輸、光電信息科學(xué)與工程等專業(yè)的專業(yè)選修課程。它以離散傅里葉變換和數(shù)字濾波器設(shè)計為重點，強調(diào)離散時間信號和系統(tǒng)的基本理論和分析方法，強調(diào)理論與實踐、原理與應(yīng)用相結(jié)合。隨著計算機技術(shù)、微電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)在智能儀器儀表、智能傳感器、數(shù)據(jù)采集與處理、航空電子、計算機控制系統(tǒng)等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

一、課程教學(xué)方法和手段

1.教學(xué)內(nèi)容的改革?；驹砗头椒ǖ耐茖?dǎo)和證明，板書教學(xué)方法仍在繼續(xù)。理論知識的講解深入淺出、循序漸進(jìn)。對于一些需要圖像理解、演示的部分，采用多媒體教學(xué)方法進(jìn)行交互式教學(xué);還利用網(wǎng)絡(luò)，建立課程主頁，提供相關(guān)資源和討論空間[1]。

2.教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革。采用多媒體與Matlab編程、演示程序的教學(xué)方法，提高教學(xué)效率。加強Matlab語言與數(shù)字信號處理的結(jié)合，采用抽象概念和MATLAB仿真相結(jié)合、數(shù)學(xué)推導(dǎo)和信號波形相結(jié)合的教學(xué)方法，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中融會貫通所學(xué)的知識[2]。

3.加強改革實驗教學(xué)。硬件DSP實驗和計算機仿真實驗相結(jié)合的方式，增加了實驗的靈活性和便利性，實現(xiàn)了課內(nèi)和課外的有機結(jié)合;開發(fā)綜合設(shè)計性實驗，提高綜合設(shè)計性實驗比例。以信號處理的實際工程問題為引導(dǎo)進(jìn)行算法實現(xiàn)方法的學(xué)習(xí)，加強實踐動手能力的培養(yǎng)。

4.利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。鼓勵學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)搜索課程設(shè)計、綜合設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等相關(guān)參考資料，了解該領(lǐng)域的發(fā)展前沿，學(xué)會收集、整理、消化、吸收相關(guān)知識[3]。

二、在線課程建設(shè)情況

課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源豐富，建有課程網(wǎng)站。有教學(xué)大綱（教學(xué)計劃）、講課教案、平時作業(yè)、每章習(xí)題、實驗指導(dǎo)、參考教材、參考文獻(xiàn)目錄、課程考試考核辦法、授課實況錄像等欄目。所用教材為國家十一五規(guī)劃教材，實驗教材為自編講義，已修訂擴充至第三版，得到了很好的應(yīng)用。

1.建設(shè)目標(biāo)。依托超星平臺建立課程網(wǎng)站。包括課程基本信息、課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)任務(wù)、課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)書籍、教學(xué)課件、在線問答、章思考問題、在線測試問題、學(xué)習(xí)材料等內(nèi)容，在線教學(xué)資源覆蓋整個教學(xué)過程，全面實現(xiàn)教學(xué)資源的開放共享。

2.建設(shè)任務(wù)。（1）加強教材建設(shè)，按照在線課程要求，構(gòu)建一體化設(shè)計、多媒體有機結(jié)合的立體教材，并結(jié)合綜合性創(chuàng)新實驗，使教材更加規(guī)范化、立體化、與時俱進(jìn)。同時選擇更為適合我校實際情況和較易接觸學(xué)科前沿的英文原版教材作為參考書。（2）優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，科學(xué)設(shè)計教學(xué)目標(biāo)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程的特點和學(xué)生學(xué)習(xí)需求、基礎(chǔ)，分析教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計好章、節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，每個章、節(jié)要有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，有思考題、作業(yè)、學(xué)習(xí)資料等，并及時放入教學(xué)平臺，供學(xué)生自主學(xué)習(xí)。（3）改革教學(xué)模式，發(fā)揮課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)各自的優(yōu)勢。課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)各有自己的優(yōu)勢，但也都有不足，將兩者結(jié)合起來，相互補充，能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)效果的提升。加強網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程建設(shè)，要改革現(xiàn)有的課堂面授教學(xué)模式，使用以課堂教學(xué)為主、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)為輔的混合式教學(xué)模式。（4）加強網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)、考試數(shù)據(jù)庫建設(shè)和多媒體課件建設(shè)。為保證課程考核的客觀性和穩(wěn)定性，建立豐富完善的考試題庫，促進(jìn)教學(xué)與考試的分離;同時，加強多媒體課件的建設(shè)，使學(xué)生易于理解和自學(xué);建立基于網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)資源數(shù)據(jù)庫（案例、教案、視頻、各類資料），充分實現(xiàn)教學(xué)資源共享。加強過程性評價，探索多元化評價方式。

3.實施步驟。（1）在超星泛雅平臺上建設(shè)該課程，將任務(wù)書、教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、參考書、課件等基本信息上傳至網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)課件、資料、思考題、測驗、作業(yè)、習(xí)題精解以及考試題等數(shù)學(xué)化學(xué)習(xí)資源供學(xué)生學(xué)習(xí)。重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)重新設(shè)計課程教學(xué)目標(biāo)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)課程的特性和學(xué)生的具體情況進(jìn)行備課，做到備教材，備學(xué)生。每一章每一節(jié)都確定明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，每一節(jié)有作業(yè)，每一章有測驗，都放在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，自己測驗。（2）組織設(shè)計高質(zhì)量、有特色的教學(xué)計劃，以科研促教學(xué)，建設(shè)層次合理、水平較高的師資隊伍。加強網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的應(yīng)用，與學(xué)生在平臺上進(jìn)行交流互動，并按照教學(xué)進(jìn)度不斷更新內(nèi)容，利用教學(xué)平臺發(fā)布課程通知，布置和批閱作業(yè)，開展討論、輔助答疑等。要求學(xué)生經(jīng)常登錄網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，充分利用平臺進(jìn)行輔助學(xué)習(xí)，不斷提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力[3]。（3）完善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源和試題庫的建設(shè)。建立豐富完善的試題庫，促使教考分離。利用豐富的例題及思考題，鞏固理論基礎(chǔ)知識。線上期末測試需在規(guī)定時長內(nèi)完成50道難易程度不等的測試題，測試題覆蓋全部章節(jié)，全面考查學(xué)生對本門課程知識點的掌握情況。加強過程性評價，探索多元化評價方式。超星平臺可以全面客觀地記錄學(xué)生網(wǎng)上學(xué)習(xí)情況，這些記錄是評價學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度和效果的客觀依據(jù)。

三、在線課程效果

1.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上具有涵蓋教學(xué)全程的課程資源，包括視頻、資料、課件、習(xí)題、測驗、習(xí)題講解以及期末考試題。學(xué)生按照平臺要求的進(jìn)度進(jìn)行視頻學(xué)習(xí)，并于期末測試前完成全部的視頻學(xué)習(xí)任務(wù)。

2.教學(xué)內(nèi)容章節(jié)劃分科學(xué)，學(xué)習(xí)目標(biāo)具體明確，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上作業(yè)、思考題、章節(jié)測驗等學(xué)習(xí)資料充足，學(xué)生自主學(xué)習(xí)主動性高，自主測驗效果良好。

3.教師運用泛雅平臺發(fā)布課程通知、布置和批改作業(yè)、定期開展直播課與學(xué)生交流互動，作為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的補充，檢驗并增強了學(xué)習(xí)效果。學(xué)生的學(xué)習(xí)互動得分由其論壇表現(xiàn)的貢獻(xiàn)度決定，貢獻(xiàn)度排名越高，論壇互動得分越高。

4.加強過程性評價，依托超星平臺，根據(jù)課程特點，形成期末考試、在線學(xué)習(xí)和課堂表現(xiàn)三位一體的多元化評價方式，綜合考查學(xué)生學(xué)習(xí)能力和水平，督促學(xué)生加強自主學(xué)習(xí)。

四、結(jié)束語

針對電子信息類本科專業(yè)數(shù)字信號處理在線課程進(jìn)行了改革和探索，合理地選擇教學(xué)內(nèi)容，打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，創(chuàng)新教學(xué)方法。實踐證明，改革后學(xué)生對數(shù)字信號處理的學(xué)習(xí)興趣明顯提高，取到了良好的人才培養(yǎng)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]查志華.數(shù)字信號處理研討課的教學(xué)方法探析[J].當(dāng)代教育實踐與教學(xué)研究，2019，（13）：198-199.

[2]王鞠庭，江勝利.“數(shù)字信號處理”項目式教學(xué)探究[J].池州學(xué)院學(xué)報，2019，33（03）：143-144.

[3]李鴻燕，張雪英，史健芳，賈海蓉.“數(shù)字信號處理”課程群教學(xué)實踐改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2019，41（03）：26-29.

Abstract： Digital Signal Processing is a comprehensive course which involves engineering technology， theory and practice. Hence， the teaching of this course is mainly to provide students with engineering application education， cultivate students' self-learning ability and practical ability， and highlight the important position of practical teaching. According to the current problems in the teaching of Digital Signal Processing， exploration and practice have been carried out in terms of improving teaching methods， establishing course websites， and conducting online learning. It is proved that the online course is useful to further stimulate students' learning initiative and creativity， and improve students' ability to use knowledge flexibly.

Key words： Digital Signal Processing; online course; teaching reform