《數字信號處理》課程混合式教學建設思考

（上海健康醫學院醫療器械學院 上海 201318）

新形勢下傳統的授課模式發生了變化，在線教學打通了現實中的阻隔，《數字信號處理》課程的授課方式也嘗試網課模式。結合超星學習通平臺，通過視頻、文檔和章節測驗等課程資料，變換域分析、離散傅里葉變換和數字濾波器設計等6個章節共發布了69個任務點，學生總訪問次數為15771。統計數據顯示，93.5%的學生認為線上授課可以有效彌補課程學習的不便，有利于自學能力的提升；97.8%的學生能夠按時完成任務點學習和作業；95.7%的學生主動參加測驗；學生對網課學習最感興趣前3位分別是電子教材和PPT、錄屏視頻、重難點直播講解；89.1%的學生認為在線課程能夠滿足學習需求。可以看出，線上授課學生的學習效果達到了預期，也為課程后續建設啟發了新的思路。

1 提升課程內涵建設混合式教學資源

線上課程的優點是自主性和探究性學習得到了提高，這是傳統學習方式不可比擬的。當學生面對計算機時，他的第一感覺就是我要用它來學習了，我得主動自學了。這實際上是肯定了學生在學習過程中的主體地位，且不受時間和空間的限制。而且可以在學習活動中相互啟發、增強交流與合作，可以幫助學生樹立獨立思維能力，能批判性地學習。同時，學生在獲取不同的學習資源時也可進行比較，深入理解和消化所學的知識，這也是對新知識的重建構。

《數字信號處理》課程主要介紹數字信號的基本概念、分析方法和處理技術，理論部分包含較多的數學概念和公式推導。為了更好地讓學生理解學習內容，可以豐富線上多媒體資源，增加直播答疑頻次。線上學習過程中學生容易忽略課程本身的邏輯順序，序貫性思維容易中斷。有了教師的適當指導，學生學習的有效性會加大。

在線上學習中，我們發現連續信號采樣、逆Z變換部分分式展開法等內容學生掌握的較好，濾波器的設計方法部分還有待進一步提升，這說明還需要線下課程的配合和完善。以濾波器的學習為例，圖1給出了《數字信號處理》課程混合式授課模式的示意圖。

2 提升學生自主學習積極性和活躍度

線上線下混合式課程學習有利于學生提升自主學習的探究路徑，體現課程高階性原則。

《數字信號處理》課程強調探究能力和醫工思維。例如在實例分析中可設置若干應用問題，引導學生理解和思考。問題具備真實的醫工背景、開放性、一定的層次性和復雜度。以心電信號采集與分析為例，在心電信號的采集階段，可以設置的主要問題包括如何根據信號帶寬確定合適的采樣率等，引導學生在實踐中深入理解采樣定理。在心電信號的分析階段，設置的主要問題可包括有效信號的主要頻率范圍、主要干擾源的頻率范圍、IIR和FIR濾波器的特點等。通過這些問題的設置，引導學生在實踐中加深對IIR和FIR等濾波器各自特點的認識，并根據不同的工作目標選擇合適的濾波器類型。

通過探究式的討論，學生積極性提高，活躍度增強。課程線上發布12個討論話題，學生總討論數598條，討論最多的話題是傅里葉變換的計算、數字濾波器的結構等。作業提交率98.5%，任務點完成率99.4%，這些都為課程自主學習模式的推廣打下了很好的基礎。

3 問題導向模式下的成績過程性評價

過程式教學評價體現挑戰度原則，強調讓學生花時間和重思考。《數字信號處理》課程原來的考核方式是自主學習表現50%、卷面考試50%。后續可以實施的方式是混合式教學平時成績40%、平時作業10%、閉卷考試50%，其中，混合式教學平時成績可以包括視頻進度40%、章節測試10%、互動討論10%、簽到考勤10%、期末測試30%。同時可擴展集中性實驗（過程性評價50%、實驗考核50%）。

過程性評價主要衡量學生的學習方法、學習態度和學習能力。具體評價點可以包括：學生是否閱讀了相關參考資料；能否有效利用所學的知識分析生物醫學信號問題；在小組討論中是否積極發言，發言內容是否與討論的問題有關且具有一定的深度；小組成員間的互相評價。集中性實驗主要衡量學生在實驗中具體解決問題的能力和總結歸納水平，評價依據來自于教師巡視及提問的記錄以及學生提交的實驗報告。

新形勢下讓老師們逆轉了傳統的教學方法，架起“空中課堂”。通過經驗的積累，對后續課程的建設有了新的思路。尤其是針對教學資源有限、場地有限、學時有限等帶來的矛盾可以形成有效解決方案，具有可推廣性。

圖1：《數字信號處理》混合式授課模式