數字信號處理在線課程建設與效果

李志遠

摘要：數字信號處理是一門工程性、理論性和實踐性都很強的課程，所以數字信號處理教學主要是對學生進行工程應用教育，培養學生自學能力和實踐能力，突出實踐教學在數字信號處理教學中的重要地位。針對目前數字信號處理課程教學中存在的問題，文章從改進教學方法、建立課程網站、開展在線學習等方面進行了有益的探索與實踐。課程建設效果證明，在線課程能進一步激發學生學習的主動性和積極性，提高學生靈活運用知識的能力。

關鍵詞：數字信號處理;在線課程;教學改革

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

引言

數字信號處理是電子信息工程專業的一門重要專業必修課程，自2009年開設以來，潛心研究教學方法，注重理論與實踐相結合，2012年獲評“山東省高等學校精品課程”，現已成為我校電子信息科學與技術、通信工程、交通運輸、光電信息科學與工程等專業的專業選修課程。它以離散傅里葉變換和數字濾波器設計為重點，強調離散時間信號和系統的基本理論和分析方法，強調理論與實踐、原理與應用相結合。隨著計算機技術、微電子技術的發展，數字信號處理技術在智能儀器儀表、智能傳感器、數據采集與處理、航空電子、計算機控制系統等領域被廣泛應用。

一、課程教學方法和手段

1.教學內容的改革。基本原理和方法的推導和證明，板書教學方法仍在繼續。理論知識的講解深入淺出、循序漸進。對于一些需要圖像理解、演示的部分，采用多媒體教學方法進行交互式教學;還利用網絡，建立課程主頁，提供相關資源和討論空間[1]。

2.教學方法與教學手段的改革。采用多媒體與Matlab編程、演示程序的教學方法，提高教學效率。加強Matlab語言與數字信號處理的結合，采用抽象概念和MATLAB仿真相結合、數學推導和信號波形相結合的教學方法，使學生在學習過程中融會貫通所學的知識[2]。

3.加強改革實驗教學。硬件DSP實驗和計算機仿真實驗相結合的方式，增加了實驗的靈活性和便利性，實現了課內和課外的有機結合;開發綜合設計性實驗，提高綜合設計性實驗比例。以信號處理的實際工程問題為引導進行算法實現方法的學習，加強實踐動手能力的培養。

4.利用現代網絡技術。鼓勵學生利用互聯網搜索課程設計、綜合設計、畢業設計等相關參考資料，了解該領域的發展前沿，學會收集、整理、消化、吸收相關知識[3]。

二、在線課程建設情況

課程的網絡教學資源豐富，建有課程網站。有教學大綱（教學計劃）、講課教案、平時作業、每章習題、實驗指導、參考教材、參考文獻目錄、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，得到了很好的應用。

1.建設目標。依托超星平臺建立課程網站。包括課程基本信息、課程標準、教學任務、課程標準、教學書籍、教學課件、在線問答、章思考問題、在線測試問題、學習材料等內容，在線教學資源覆蓋整個教學過程，全面實現教學資源的開放共享。

2.建設任務。（1）加強教材建設，按照在線課程要求，構建一體化設計、多媒體有機結合的立體教材，并結合綜合性創新實驗，使教材更加規范化、立體化、與時俱進。同時選擇更為適合我校實際情況和較易接觸學科前沿的英文原版教材作為參考書。（2）優化教學內容，科學設計教學目標。根據網絡教學課程的特點和學生學習需求、基礎，分析教學內容，設計好章、節的教學內容，每個章、節要有明確的學習目標，有思考題、作業、學習資料等，并及時放入教學平臺，供學生自主學習。（3）改革教學模式，發揮課堂教學和網絡教學各自的優勢。課堂教學和網絡教學各有自己的優勢，但也都有不足，將兩者結合起來，相互補充，能夠實現教學效果的提升。加強網絡教學課程建設，要改革現有的課堂面授教學模式，使用以課堂教學為主、網絡教學為輔的混合式教學模式。（4）加強網絡教學資源建設、考試數據庫建設和多媒體課件建設。為保證課程考核的客觀性和穩定性，建立豐富完善的考試題庫，促進教學與考試的分離;同時，加強多媒體課件的建設，使學生易于理解和自學;建立基于網絡的教學資源數據庫（案例、教案、視頻、各類資料），充分實現教學資源共享。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該課程，將任務書、教學標準、參考書、課件等基本信息上傳至網絡，建設課件、資料、思考題、測驗、作業、習題精解以及考試題等數學化學習資源供學生學習。重構教學內容，根據課程標準重新設計課程教學目標。根據網絡課程的特性和學生的具體情況進行備課，做到備教材，備學生。每一章每一節都確定明確的學習目標，每一節有作業，每一章有測驗，都放在網絡教學平臺上，學生自主學習，自己測驗。（2）組織設計高質量、有特色的教學計劃，以科研促教學，建設層次合理、水平較高的師資隊伍。加強網絡教學平臺的應用，與學生在平臺上進行交流互動，并按照教學進度不斷更新內容，利用教學平臺發布課程通知，布置和批閱作業，開展討論、輔助答疑等。要求學生經常登錄網絡教學平臺，充分利用平臺進行輔助學習，不斷提升學生自主學習的能力[3]。（3）完善網絡教學資源和試題庫的建設。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，鞏固理論基礎知識。線上期末測試需在規定時長內完成50道難易程度不等的測試題，測試題覆蓋全部章節，全面考查學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生網上學習情況，這些記錄是評價學生學習態度和效果的客觀依據。

三、在線課程效果

1.網絡教學平臺上具有涵蓋教學全程的課程資源，包括視頻、資料、課件、習題、測驗、習題講解以及期末考試題。學生按照平臺要求的進度進行視頻學習，并于期末測試前完成全部的視頻學習任務。

2.教學內容章節劃分科學，學習目標具體明確，網絡教學平臺上作業、思考題、章節測驗等學習資料充足，學生自主學習主動性高，自主測驗效果良好。

3.教師運用泛雅平臺發布課程通知、布置和批改作業、定期開展直播課與學生交流互動，作為網絡教學的補充，檢驗并增強了學習效果。學生的學習互動得分由其論壇表現的貢獻度決定，貢獻度排名越高，論壇互動得分越高。

4.加強過程性評價，依托超星平臺，根據課程特點，形成期末考試、在線學習和課堂表現三位一體的多元化評價方式，綜合考查學生學習能力和水平，督促學生加強自主學習。

四、結束語

針對電子信息類本科專業數字信號處理在線課程進行了改革和探索，合理地選擇教學內容，打破傳統教學模式，創新教學方法。實踐證明，改革后學生對數字信號處理的學習興趣明顯提高，取到了良好的人才培養效果。

參考文獻：

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

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

[3]李鴻燕，張雪英，史健芳，賈海蓉.“數字信號處理”課程群教學實踐改革[J].電氣電子教學學報，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