信号处理系列课程新形态教材建设

陶丹 胡健 李艳凤 薛健 黄琳琳 陈后金

摘要：当下高校新形态教材建设方兴未艾。这种以纸质教材为核心、以互联网为载体、以信息技术为手段，将传统纸质教材与数字化资源有机融合的新形态教材，以其特有优势引领了教材建设的新趋势。结合教学团队实践经验，文章以信号处理系列课程为例，对新形态教材建设进行探讨。

关键词：新形态教材;信号处理;慕课;信号与系统;数字信号处理

中图分类号：G642.41     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）49-0001-02

一、引言

随着信息技术的发展，以MOOC为代表的大规模在线开放课程在为高校提供丰富的数字化教学资源的同时，也在加快信息技术和教育教学的深度融合[1]。作为一种新型的教学方式，信息化教学对教学的重要载体——教材的建设提出更高的要求。

信号处理系列课程包括“信号与系统”和“数字信号处理”，它是电子信息类的专业核心课程，具有较强的理论性和实践性，承载着培养学生专业能力和综合素质的重任。信息技术的发展，使得传统信号处理系列课程纸质教材存在的不足日益凸显。其一，教材形式单一，内容偏重理论推导和复杂计算，物理概念和工程概念相对缺乏;其二，教材内容陈旧，对领域新知识、新技术、新成果涉及甚少。另外，在教育部对数字化教学资源建设的鼓励政策下，虽然建设积累了一系列优质的数字化教学资源，但仍存在纸质教材与配套数字化资源相脱节的情况，导致数字化教学资源的作用和优势尚未得到充分发挥。由此，新形态教材应运而生。新形态教材有机地衔接纸质教材和数字化资源，让纸质教材发挥知识体系的完整性，数字资源则呈现出多样性和服务个性，通过各类网络技术（二维码、AR等）以及新颖的内容编排和版式设计，形成相互支撑、相互配合的知识体系，支持学习者使用移动终端学习，从而提高教材的适用性和服务课程教学的能力[2]，如图1所示。

二、我校信号处理系列课程建设现状

我校在国内较早开设“信号与系统”和“数字信号处理”课程，并先后编著出版相关教材10余本。我校信号处理教学团队继承前辈的研究成果，于2003年开始陆续编著“信号与系统”和“数字信号处理”课程教材，先后获得“北京市高等教育精品教材”、国家“十五”规划教材、国家“十一五”规划教材、国家“十二五”规划教材等称号，已发行20多万册，被100多所高校采用。“信号与系统”和“数字信号处理”的教材建设、课程建设得到国内同行的高度认可，多次应邀在全国性教学研讨会上介绍信号处理教材与课程建设的经验。另外，“信号与系统”课程先后被评为国家级精品课程、国家级精品资源共享课程，“数字信号处理”课程被评为教育部英语授课品牌课程。需要特别指出的是，我校教学团队建设了“信号与系统”和“数字信号处理”MOOC课程，已在中国大学MOOC网开播，分别于2017年和2018年获批国家精品在线开放课程，累计选课人数近15万人次，居同类课程之首。

新形态教材兼而有纸质教材和数字化资源的优势，有利于现代教育理念在信号处理系列教材中的体现和学科的及时反馈。以上建设成果也为我校信号处理系列课程新形态教材的建设提供丰富的教学资源和宝贵的教学经验。

三、我校信号处理系列课程新形态教材建设

教学团队面向信号处理系列课程群，以“成果导向教育”理念为指导，整合教材内容，优化教材设计，丰富教材资源，开展新形态教材建设，如图2所示。目前，教学团队已出版《数字信号处理（第3版）》[3]纸质教材，并建设发布包括电子课件、文本、图表、动画、音视频及学习平台等全面丰富的配套数字化教学资源。

（一）整合教材内容

我们在创新教育理念的指导下对信号处理系列教材内容进行整合，优化信号处理系列课程体系。“信号与系统”突出基本原理与概念，“数字信号处理”突出数字化方法与技术，加之MATLAB仿真验证的引入和贯穿，较好地体现原理、技术和应用的有机结合。

（二）优化教材设计

在新形态教材建设中，教材的形态创新通过新颖的内容编排和设计版式来实现。内容编排方面，注重以问题为导向，按照“为什么”、“是什么”、“做什么”进行教材设计。利用纸质教材正文的左右侧留白进行标注，相关知识点嵌入数字化资源，将信号处理系列课程涉及的抽象晦涩的概念、原理和方法以文本、图表、动画、音视频等形式，通过深入浅出、简单明晰的风格，生动形象地呈现出来，降低课程学习难度。如图3所示，在《数字信号处理（第3版）》新形态教材中，在讲解“有限长序列傅里叶分析”时，读者可通过点击左侧留白处的二维码跳转至动画演示资源，直观感受有限长序列补零效果，加深对知识点的感性认识和理解。

（三）豐富教材资源

依托教学成果，教学团队丰富了信号处理系列教材素材，累计录制100余个微视频，并制作了配套电子课件，涵盖“信号与系统”和“数字信号处理”课程的全部核心知识点。

四、结论

目前，国内新形态教材建设正处于发展阶段，整体规模和质量均有待提高，尚未被广泛地建设和应用。教学团队开展的一系列实践活动，为信号处理系列课程新形态教材建设积累了宝贵的经验。

参考文献：

[1]李晓鹏.新形态教材出版的实践与思考[M].现代出版，2017：51-54.

[2]李洪群.电子专业课程新形态一体化教材的建设与研究[J].山西青年，2017，（01）：170.

[3]陈后金，薛建，胡健，李艳凤.数字信号处理[M].第3版.高等教育出版社，2018.