基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的課程改革研究

孔令杰

[摘 要]根據(jù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)的目標(biāo)定位，以數(shù)字信號處理課程為例，針對該課程特點及傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，項目組提出了該課程的改革及建設(shè)對策，介紹課程改革方法，說明課程改革創(chuàng)新點，從而為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)的教育體系奠定理論研究基礎(chǔ)和實踐基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才;數(shù)字信號處理;課程改革及建設(shè);實踐性教學(xué)

[中圖分類號] TN911.72;G642.0 [文獻標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2020）11-0129-03

隨著我國經(jīng)濟迅速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得到了不斷優(yōu)化升級。在此背景下，國家急需一大批具有較強的理論知識、過硬的實踐能力、有效的解決實際問題能力和較強的創(chuàng)新能力的高層次專門人才[1]。而且，《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》對人才培養(yǎng)質(zhì)量提出了符合新時代背景的改革要求，積極呼吁我國各層次高校要創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，進而培養(yǎng)出滿足社會需要的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才。在當(dāng)前我國就業(yè)形勢日漸嚴(yán)峻、大學(xué)生數(shù)量供過于求的現(xiàn)實情況下，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才的重要性不言而喻。

同時，在高校中開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的實質(zhì)就是以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性和創(chuàng)新性為基礎(chǔ)，以課堂和實踐教學(xué)為載體，以提高學(xué)生個人綜合素質(zhì)為目標(biāo)的一種教育活動。作為應(yīng)用型人才和復(fù)合型人才培養(yǎng)的重要場所，地方應(yīng)用型本科院校更應(yīng)該加大培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才的力度，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。因此，對高等教育的人才培養(yǎng)模式進行適當(dāng)創(chuàng)新改革，加大創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)力度將勢在必行[2]。

在計算機技術(shù)和信息科學(xué)迅猛發(fā)展潮流的帶動下，數(shù)字信號處理技術(shù)的理論與應(yīng)用也隨之得到了飛躍式發(fā)展，逐漸成為一門獨立的學(xué)科。數(shù)字信號處理課程作為菏澤學(xué)院電子信息類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是一門理論與實踐、原理與應(yīng)用緊密結(jié)合的課程。學(xué)習(xí)與該課程相關(guān)的數(shù)字信號處理的理論知識，不僅有助于學(xué)生掌握數(shù)字信號處理領(lǐng)域中常用的基本概念、基本理論和基本方法，還為學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)的后續(xù)課程和應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)奠定了堅實的前期理論基礎(chǔ)。

一、課程特點與課程教學(xué)現(xiàn)狀

從理論角度分析，數(shù)字信號處理課程涉及的范圍較為廣泛，它與高等代數(shù)、微積分、數(shù)值計算與分析、復(fù)變函數(shù)、信號與系統(tǒng)、通信原理等課程緊密相連。因此，該課程概念比較抽象，具有較強的理論深度。目前，該課程自身呈現(xiàn)出以下“三難”特點。

（一）涉及高等數(shù)學(xué)知識多，數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)難

由于該課程涉及高等數(shù)學(xué)、復(fù)變函數(shù)等數(shù)學(xué)知識，使得它對學(xué)生相應(yīng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求比較高。如該課程中的傅里葉級數(shù)、Z變換、快速傅里葉變換FFT等內(nèi)容，都有大量的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)。當(dāng)然，我們并不要求學(xué)生掌握該課程中多數(shù)繁雜的公式推導(dǎo)過程，只需理解相應(yīng)的結(jié)論即可。

（二）教學(xué)內(nèi)容多，掌握重點難

該課程涉及內(nèi)容廣泛、理論復(fù)雜、概念抽象，因而造成課程教學(xué)量偏大、重點知識難以掌握。如時域離散信號和系統(tǒng)的頻域分析這兩章教學(xué)內(nèi)容與前期信號與系統(tǒng)課程有較強的連貫性。

（三）基本概念多，物理含義理解難

該課程是一門理論性課程，概念多且抽象。學(xué)生對該課程中所涉及的離散傅里葉變換（DFT）、Z變換、快速傅里葉變換（FFT）等概念理解不清，容易混淆各種變換的物理含義且對任意兩者之間的關(guān)系理解不透徹，從而難以掌握數(shù)字信號處理技術(shù)的基本分析方法。

在傳統(tǒng)的數(shù)字信號處理課程教學(xué)過程中，教師通常以課堂理論講解為主，即采用單一的教師講授的教學(xué)方法，這給學(xué)生帶來枯燥、乏味的感覺，難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)該課程動力和熱情。此外，在進行數(shù)字信號處理實驗課教學(xué)時，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，僅僅只是按照“數(shù)字信號處理”實驗指導(dǎo)書上給定的詳細(xì)的實驗步驟進行源程序編寫，以此來驗證理論課上講授的數(shù)字信號處理的基本原理。教師根據(jù)學(xué)生的現(xiàn)場實驗操作情況、課后實驗報告質(zhì)量給出評分。這種理論與實驗教學(xué)模式較為固定，缺乏創(chuàng)新性，對學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)重視程度嚴(yán)重不足，制約著學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的發(fā)展，使學(xué)生無法跟上時代發(fā)展的步伐，肩負(fù)不了時代賦予自身進行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的重任。

由此可知，如何幫助學(xué)生融會貫通數(shù)字信號處理課程中的基本原理、基本概念、基本分析與設(shè)計方法，如何提高學(xué)生對知識的學(xué)習(xí)、能力的培養(yǎng)以及素質(zhì)，如何彰顯創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)的“應(yīng)用性，實踐性”特征，是數(shù)字信號處理課程教學(xué)亟待解決的關(guān)鍵問題。

二、課程改革方案

為方便構(gòu)建系統(tǒng)、完整的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)的教育理論，建立實用、有效的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)模式，地方高校應(yīng)切實將“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)”真正變成教學(xué)指導(dǎo)并融入廣大教師的日常教學(xué)活動中[3]。以數(shù)字信號處理課程為例，其課程改革的總體方案如下：

1.以培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才為核心，根據(jù)學(xué)校的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合各專業(yè)的學(xué)生學(xué)情，確定數(shù)字信號處理課程的高素質(zhì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

2.以培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才為核心，以學(xué)生能力為本，遵循科學(xué)性、先進性和適用性的原則，優(yōu)化設(shè)計課程理論和實踐的教學(xué)任務(wù)，并建立層次主線清晰、結(jié)構(gòu)科學(xué)合理、適用性強的專業(yè)課程體系，構(gòu)建“全程化、工程化、多樣化、多元化”的課程創(chuàng)新和實踐教學(xué)的新體系。

3.以培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才為核心，精減數(shù)字信號處理課程理論教學(xué)內(nèi)容，多增加以應(yīng)用實踐為目的的實踐性教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生開展“學(xué)中做、做中學(xué)”的活動;改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法和考核方式，利用項目引入完成項目、協(xié)同學(xué)習(xí)、共同解決問題為目的的學(xué)習(xí)小組等教學(xué)形式，使得提升學(xué)生能力的學(xué)習(xí)形式更加多樣化。

4.以培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才為核心，結(jié)合Matlab進行數(shù)字信號處理課程實踐教學(xué)。依據(jù)該課程具體的教學(xué)進度，從課程中選出部分經(jīng)典的教學(xué)內(nèi)容，并向?qū)W生提供相應(yīng)的Matlab源程序，通過鼓勵、推動學(xué)生課下動手自學(xué)調(diào)試，以增加學(xué)生對數(shù)字信號處理算法的直觀認(rèn)識。

5.以培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才為核心，建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，引入網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，即以數(shù)字信號處理課程為中心，建立“教”與“學(xué)”的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境[4]。通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，任課教師可將教學(xué)課件、教學(xué)視頻等教學(xué)資源上傳網(wǎng)絡(luò)，方便快捷地進行課程管理;根據(jù)“教”與“學(xué)”的需要，可針對課程教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生進行交流討論，以充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的在線交流功能，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，獲得良好的學(xué)習(xí)效果。

三、課程改革方法

（一）改善教學(xué)條件

1.使用國家級優(yōu)秀、精品數(shù)字信號處理課程教材。

2.建設(shè)并完善數(shù)字信號處理課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，不斷豐富課件內(nèi)容、優(yōu)化授課視頻、增加實驗案例等相關(guān)資料內(nèi)容，實現(xiàn)多媒體課件、視頻、課堂、仿真實驗等網(wǎng)絡(luò)信息資源的共享，從而為學(xué)生提供較全面、有效的文獻資料，滿足網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和學(xué)生課下自主學(xué)習(xí)的教學(xué)需要。

3.加強與校外企業(yè)的實習(xí)基地建設(shè)，為學(xué)生提供更好的學(xué)習(xí)專業(yè)前沿知識的硬件環(huán)境。

4.更新實驗教學(xué)設(shè)備，配足儀器設(shè)備功能說明書、實驗指導(dǎo)書等材料，以滿足開放式實驗室的要求。

（二）更新教學(xué)內(nèi)容

按照我國高校的專業(yè)培養(yǎng)大綱，應(yīng)在理論知識、實踐性教學(xué)的基礎(chǔ)上，增加一些與專業(yè)相關(guān)的前沿性知識，以便使學(xué)生了解本專業(yè)的最新發(fā)展成果、相關(guān)應(yīng)用行業(yè)，做到專業(yè)知識的學(xué)習(xí)與時代相同步;通過修訂實踐性課程教學(xué)內(nèi)容、增加綜合設(shè)計性實踐，來完善實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)實踐反哺課堂教學(xué)。

（三）改革教學(xué)方法

1.采取多媒體與板書相結(jié)合

在數(shù)字信號處理課程的教學(xué)過程中，單純的多媒體教學(xué)在解釋和推導(dǎo)的過程上不如板書自然。因此，在課程教學(xué)中采用多媒體與板書相結(jié)合的方式，即對重要變換、定理、性質(zhì)的分析與推演，可采用板書形式，一邊板書一邊分析;而對波形圖、頻譜圖等不易解釋的動態(tài)過程，可采用多媒體演示，播放視頻或動畫。

2.采用分層次教學(xué)模式

依據(jù)學(xué)生的實際學(xué)情，教師可把全班學(xué)生劃分成不同層次的小組，并制訂教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程、作業(yè)布置以及效果評價層次化的教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)模式，從而全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

① 教學(xué)目標(biāo)的分層次。第一層次的教學(xué)目標(biāo)是要求學(xué)生除掌握該課程的基本理論知識外，還要深入學(xué)習(xí)該課程相關(guān)的學(xué)科體系、解題技巧及方法，爭取達到研究生入學(xué)測試過關(guān)的水準(zhǔn);第二層次的教學(xué)目標(biāo)是要求學(xué)生掌握該課程的基本理論知識，為學(xué)習(xí)相關(guān)的專業(yè)知識打下良好的前期基礎(chǔ);第三層次的教學(xué)目標(biāo)是引導(dǎo)并努力幫助學(xué)生掌握該課程的基本理論知識，并力求通過課程考試。

② 課堂講授的分層次。教師在進行課堂教學(xué)時，應(yīng)以第二層次的教學(xué)目標(biāo)為中心，進行分類指導(dǎo)，從而實現(xiàn)分層次課堂教學(xué)任務(wù)。因此，在具體的每一節(jié)課堂教學(xué)中，教師應(yīng)做到在有限的時間內(nèi)既有面向全班學(xué)生的教學(xué)環(huán)節(jié)，又有兼顧個體差異性的教學(xué)環(huán)節(jié)，最終使得每位學(xué)生各有所得、各有收獲。

③作業(yè)布置的分層次。針對基礎(chǔ)薄弱、學(xué)有困難的學(xué)生，應(yīng)布置分量較少、難度較低的作業(yè)，其方法以模仿性、基礎(chǔ)性為主，使學(xué)生獲得一定成就感，真正減輕學(xué)生的心理壓力，讓學(xué)生體驗學(xué)習(xí)成功的喜悅;針對基礎(chǔ)較好、學(xué)業(yè)優(yōu)良的學(xué)生，要面向班級的大多數(shù)學(xué)生，以綜合性、拓展性為主，使學(xué)生掌握本節(jié)課的知識點和相關(guān)的基本技能，完成學(xué)習(xí)目標(biāo)，甚至達到拓寬學(xué)生的思路和知識面的目的，培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新的能力。

④實驗內(nèi)容的分層次。實驗作為理論教學(xué)的一種輔助手段，有助于學(xué)生對基本知識點的理解。加強實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，可將實驗項目分為驗證性實驗和綜合設(shè)計性實驗，要求學(xué)生獨立撰寫綜合設(shè)計性實驗的設(shè)計方案與思路，并要求學(xué)生能夠依靠現(xiàn)有的實驗設(shè)備，完成實驗內(nèi)容的驗證。此外，在實驗成績評價考核上，要提高綜合設(shè)計性實驗的成績占比，以鼓勵學(xué)生充分發(fā)揮自身的創(chuàng)新思維能力。

（四）進行情感教育

數(shù)字信號處理課堂教學(xué)是師生雙邊共同參與、互為主客體的一種發(fā)展心智的活動[5]。在數(shù)字信號處理課堂教學(xué)活動中，教師傳遞的不僅僅是課本知識，還有情感的交流和互動。若能在數(shù)字信號處理課堂教學(xué)中形成有效互動的氛圍，則師生之間的感情不會那么僵硬，課堂上也必將會收到意想不到的效果。另外，教師要適時地對學(xué)生進行表揚和贊美，建立良好的“亦師亦友”的關(guān)系，提高學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)興趣和熱情。

四、課程改革創(chuàng)新點

（一）教學(xué)理念的創(chuàng)新

提出從以教師和教材為中心向以學(xué)生能力為中心轉(zhuǎn)變、從灌輸式應(yīng)試教育向自主研究性學(xué)習(xí)的綜合素質(zhì)教育轉(zhuǎn)變的課程改革理念，并在實際課程教學(xué)中采用多種教學(xué)形式不折不扣地踐行此課改理念。在教學(xué)過程中，教師可對學(xué)生做一些問卷調(diào)查，以了解學(xué)生的知識儲備情況，再實施針對性教學(xué)。

（二）教學(xué)方法的創(chuàng)新

在數(shù)字信號處理課程傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上，引入Matlab仿真軟件，可使理論教學(xué)與Matlab軟件的仿真實例教學(xué)結(jié)合起來。通過調(diào)用簡單的Matlab函數(shù)命令將抽象概念和復(fù)雜的公式以易于理解的圖形化形式加以演示，不僅可以增強課堂教學(xué)的形象直觀性，使課程學(xué)習(xí)氣氛既生動又活潑，還可以為學(xué)生理解數(shù)字信號處理領(lǐng)域中的基本概念提供多媒體視聽幫助，使學(xué)生從感性認(rèn)識進一步上升到理性認(rèn)識，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，進而有效地提高數(shù)字信號處理課程的教學(xué)質(zhì)量。

（三）完成作業(yè)形式的創(chuàng)新

課后作業(yè)是課堂教學(xué)進行拓展和延伸的一種有效途徑，能夠幫助學(xué)生鞏固在課堂上所學(xué)內(nèi)容。教師根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，可將課后作業(yè)劃分為基本部分和提高部分。其中，基本部分是指要求學(xué)生必須要完成的課后作業(yè)，提高部分則并不要求學(xué)生全部都完成。當(dāng)然，除課程教材的課后作業(yè)外，教師也可適當(dāng)提供每個章節(jié)的課外練習(xí)題，鼓勵學(xué)有余力的學(xué)生額外完成。

另外，對于課后作業(yè)之外的練習(xí)題，學(xué)生可以借助Matlab軟件來完成，從而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和動力，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率。

（四）實踐形式的創(chuàng)新

加強實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，可將實驗項目分為驗證性實驗和綜合設(shè)計性實驗，要求學(xué)生獨立撰寫綜合設(shè)計性實驗的設(shè)計方案，并根據(jù)現(xiàn)有的實驗?zāi)K，完成實驗內(nèi)容的驗證;同時，在實驗考核上應(yīng)提高綜合設(shè)計性實驗成績的占比，鼓勵學(xué)生創(chuàng)造性思維能力的發(fā)揮。

五、結(jié)語

隨著社會的不斷發(fā)展，其對于人才的需求也在發(fā)生改變。加強對大學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，不僅能夠緩解社會的就業(yè)壓力，同時還能夠促進大學(xué)生綜合能力的提高。近年來，菏澤學(xué)院高度重視學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，尤其重視創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實驗室的建設(shè)，并逐步加大經(jīng)費投入。學(xué)院購買了DSP電子實驗箱、電子綜合實驗平臺等設(shè)備，又建立了電子仿真實驗室、EDA等實驗室。這些新投入的電子設(shè)備直接或間接地都為數(shù)字信號處理課程順利進行實踐性教學(xué)提供了可靠的硬件保障。

菏澤學(xué)院作為一所普通地方應(yīng)用型本科高校，重點突出創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)，強化立足菏澤、面向菏澤、服務(wù)菏澤的辦學(xué)定位，在教育觀念上、課程體系設(shè)置上、條件保障上都進行了大力投入，極大地推動了高素質(zhì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才的培養(yǎng)進程，現(xiàn)已為社會培養(yǎng)了大批高素質(zhì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才，使得學(xué)校規(guī)模、質(zhì)量、結(jié)構(gòu)、效益得到了協(xié)調(diào)發(fā)展。未來，學(xué)校將全面加強與社會各界的交流與合作，凝聚各方智慧，匯聚發(fā)展力量，實現(xiàn)資源共享，推進融合發(fā)展，努力提升辦學(xué)質(zhì)量和服務(wù)水平。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 張雪平，周啟忠，李慶.電子信息類應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式研究與實踐[J].宜賓學(xué)院學(xué)報，2009，9（6）：112-114.

[2] 梁爽.以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類學(xué)生社團活動為核心的第二課堂建設(shè)探析[J].教育現(xiàn)代化，2018，5（1）：48-50.

[3] 彭鑫艷.新形勢下中國高校創(chuàng)業(yè)教育模式研究述評[J].社科縱橫，2016，31（6）：166-169.

[4] 黃興海.高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育實踐教學(xué)機制探析[J].黑龍江高教研究，2015，34（11）：122-124.

[5] 付順，姚圣國.高校實踐教學(xué)工作思路的創(chuàng)新探索[J].實驗技術(shù)與管理，2006，44（8）：14-15.

[責(zé)任編輯：劉鳳華]