數(shù)字視頻原理及應(yīng)用在課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與探索

張寶菊 孫友辰 張翠萍 張金

【摘要】數(shù)字視頻原理及應(yīng)用課程多集中在理論講授，概念相對(duì)抽象，由于抽象的概念導(dǎo)致學(xué)生空有理論，不利于學(xué)生的理解和掌握，不能很好地實(shí)踐，造成了理論與實(shí)踐之間的空隙。而且教學(xué)內(nèi)容對(duì)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)要求較高，教學(xué)效率難以提升。因此，本文以數(shù)字視頻原理及應(yīng)用課程為例，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的角度，結(jié)合電子設(shè)計(jì)大賽的實(shí)際案例，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合，提高了教學(xué)的效率，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也為實(shí)驗(yàn)教學(xué)注入了新的活力。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字視頻原理及應(yīng)用;實(shí)驗(yàn)教學(xué);理論與實(shí)踐;電子設(shè)計(jì)大賽

【基金項(xiàng)目】項(xiàng)目來源：[1]2020年教育部第二批新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目E-DZYQ20201408;[2]2019年天津師范大學(xué)校級(jí)重點(diǎn)教改項(xiàng)目JGZD01219013;[3]2019年天津師范大學(xué)校級(jí)教改項(xiàng)JGYB01218036;[4]2019年天津師范大學(xué)校級(jí)教改項(xiàng)目JGYB01218035

中圖分類號(hào)：G223 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.019.088

“數(shù)字視頻原理及應(yīng)用”是電子信息類專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課程。隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，與數(shù)字視頻相關(guān)的專業(yè)知識(shí)也在不斷的延續(xù)和增長，只是理論講授已經(jīng)不能適應(yīng)課程的新變化，我們需要將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)有機(jī)結(jié)合，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率以更好地完成教學(xué)任務(wù)。課程包含兩部分：課堂講授和課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，前者在課堂上講授數(shù)字視頻的知識(shí)、發(fā)展過程以及最新的發(fā)展動(dòng)向等等，將電子設(shè)計(jì)大賽的實(shí)際案例通過多媒體教學(xué)技術(shù)在教學(xué)過程中進(jìn)行演示，并且通過大量的視頻來展示相關(guān)的實(shí)踐內(nèi)容。后者鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力，使學(xué)生通過實(shí)際操作來加深對(duì)課堂講授知識(shí)的理解。通過實(shí)驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的閉環(huán)，能將在課堂上獲得的基礎(chǔ)理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐技能中，既能使課堂變得生動(dòng)，又提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲，使學(xué)生更加容易理解和掌握相關(guān)知識(shí)。因此，探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法成為各高校教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。

1. 數(shù)字視頻原理及應(yīng)用課程

“數(shù)字視頻原理與應(yīng)用”是普通高校通信與電子信息類專業(yè)的一門必修課，是一門實(shí)踐性、應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課。在課程中抽象概念的講解與理解，一直以來就是一門教師難教、學(xué)生難學(xué)，多年來對(duì)該課程的研究主要是在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。本文針對(duì)該課程特點(diǎn)提煉課程基礎(chǔ)知識(shí)，設(shè)計(jì)客觀真實(shí)、符合教學(xué)特點(diǎn)的數(shù)字視頻實(shí)驗(yàn)案例，每個(gè)實(shí)驗(yàn)中所涉及的內(nèi)容，將課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合，幫助學(xué)生更深入地理解抽象概念，更好地掌握數(shù)字視頻原理系統(tǒng)知識(shí)。

該課程首先從數(shù)字電視技術(shù)的發(fā)展開始講起，介紹了數(shù)字電視系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)以及數(shù)字電視的標(biāo)準(zhǔn)，通過與家里常用的電視相聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生的興趣，使學(xué)生對(duì)于數(shù)字視頻原理這門課程產(chǎn)生興趣，后續(xù)課程內(nèi)容中涉及到了模擬電路，數(shù)字電路等相關(guān)課程的內(nèi)容。數(shù)字視頻原理與應(yīng)用這門課程與其他課的關(guān)聯(lián)程度很大?？偟膩碚f，教材涉及的教學(xué)內(nèi)容非常全面，涵蓋了數(shù)字電視信號(hào)傳輸過程的大部分技術(shù)知識(shí)，從發(fā)送、傳輸?shù)浇邮?，以及最后的顯示，根據(jù)相關(guān)的課程內(nèi)容，學(xué)生可以更好地理解許多與數(shù)字電視相關(guān)的原理和技術(shù)。

對(duì)于這門課程教學(xué)方式如圖1所示，一是要根據(jù)數(shù)字視頻課程的課程特點(diǎn)要求，結(jié)合電子設(shè)計(jì)大賽的實(shí)際案例，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，科學(xué)安排實(shí)踐課程，以實(shí)踐教學(xué)為指導(dǎo)，采取先理論后實(shí)踐、邊理論邊實(shí)踐和理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)同步進(jìn)行等方式進(jìn)行教學(xué)。二是要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容合理安排教學(xué)進(jìn)度，要對(duì)教學(xué)內(nèi)容集中精力，深入闡明某些超出學(xué)生學(xué)習(xí)范圍的知識(shí)點(diǎn)，對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深入講解，讓學(xué)生知其然，更知其所以然。對(duì)已經(jīng)學(xué)習(xí)過的知識(shí)內(nèi)容，比如編碼、調(diào)制等內(nèi)容，注重進(jìn)行知識(shí)拓展鞏固和知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用分析講解。最后，我們還應(yīng)該加強(qiáng)課后鞏固練習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生通過微信、QQ等社交軟件進(jìn)行答疑，通過社交軟件了解學(xué)生對(duì)于知識(shí)的掌握情況，還形成了課上課下互動(dòng)以及線上和線下學(xué)習(xí)交流營造氛圍。

2. 數(shù)字視頻原理實(shí)驗(yàn)

開設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是由于課程內(nèi)容較為復(fù)雜，概念相對(duì)抽象。由于抽象的概念導(dǎo)致學(xué)生不能很好的理解和掌握，造成教師難教、學(xué)生難學(xué)的現(xiàn)象。為了解決以上問題，采用“實(shí)際案例+平時(shí)教學(xué)”的教學(xué)模式，具體實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式如圖2所示。通過平時(shí)教學(xué)，學(xué)生加強(qiáng)理論基礎(chǔ)，拓寬知識(shí)層次，增強(qiáng)動(dòng)手能力，提高創(chuàng)新能力，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于專業(yè)知識(shí)的理解與掌握。通過上機(jī)操作，為學(xué)生提供了一個(gè)良好的平臺(tái)，從軟件的安裝調(diào)試到采集、編碼、解碼、傳輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)的技能培養(yǎng)，使理論知識(shí)與實(shí)際操作全面結(jié)合，豐富課堂形式，增強(qiáng)課堂趣味性，激發(fā)學(xué)生興趣。結(jié)合全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽的實(shí)際案例，將實(shí)際案例通過多媒體教學(xué)技術(shù)在教學(xué)過程中進(jìn)行演示，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。學(xué)生通過對(duì)電子大賽的實(shí)際案例進(jìn)行分析，面對(duì)遇到的問題，找出自己的不足或?qū)ο嚓P(guān)專業(yè)知識(shí)理解不夠深刻，查閱相關(guān)資料，提高學(xué)生的自學(xué)能力，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和掌握。電子大賽與社會(huì)聯(lián)系緊密，通過開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，可以掌握相關(guān)的知識(shí)與技能，提高實(shí)踐能力，能夠進(jìn)一步滿足企業(yè)、社會(huì)對(duì)于人才的需求。因此，實(shí)驗(yàn)課程在制度上既要滿足技術(shù)上的要求，又要特別注重引進(jìn)行業(yè)先進(jìn)技術(shù)，保證技術(shù)領(lǐng)先，提高學(xué)生就業(yè)競爭力?？偟膩碚f，實(shí)踐教學(xué)對(duì)學(xué)生全面掌握課堂教學(xué)理論，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、發(fā)現(xiàn)和分析問題的能力、理解和解決問題的能力以及創(chuàng)新能力的提升起著重要的作用。

以快速傅里葉變換和圖像翻轉(zhuǎn)變化兩個(gè)實(shí)驗(yàn)為例，簡述實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要作用?？焖俑道锶~變換和圖像翻轉(zhuǎn)變化是電子設(shè)計(jì)大賽實(shí)際案例中的?？?，經(jīng)常會(huì)使用到這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)所涉及到的相關(guān)知識(shí)。