数字信号处理在线课程建设与效果

李志远

摘要：数字信号处理是一门工程性、理论性和实践性都很强的课程，所以数字信号处理教学主要是对学生进行工程应用教育，培养学生自学能力和实践能力，突出实践教学在数字信号处理教学中的重要地位。针对目前数字信号处理课程教学中存在的问题，文章从改进教学方法、建立课程网站、开展在线学习等方面进行了有益的探索与实践。课程建设效果证明，在线课程能进一步激发学生学习的主动性和积极性，提高学生灵活运用知识的能力。

关键词：数字信号处理;在线课程;教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2020）21-0207-02

引言

数字信号处理是电子信息工程专业的一门重要专业必修课程，自2009年开设以来，潜心研究教学方法，注重理论与实践相结合，2012年获评“山东省高等学校精品课程”，现已成为我校电子信息科学与技术、通信工程、交通运输、光电信息科学与工程等专业的专业选修课程。它以离散傅里叶变换和数字滤波器设计为重点，强调离散时间信号和系统的基本理论和分析方法，强调理论与实践、原理与应用相结合。随着计算机技术、微电子技术的发展，数字信号处理技术在智能仪器仪表、智能传感器、数据采集与处理、航空电子、计算机控制系统等领域被广泛应用。

一、课程教学方法和手段

1.教学内容的改革。基本原理和方法的推导和证明，板书教学方法仍在继续。理论知识的讲解深入浅出、循序渐进。对于一些需要图像理解、演示的部分，采用多媒体教学方法进行交互式教学;还利用网络，建立课程主页，提供相关资源和讨论空间[1]。

2.教学方法与教学手段的改革。采用多媒体与Matlab编程、演示程序的教学方法，提高教学效率。加强Matlab语言与数字信号处理的结合，采用抽象概念和MATLAB仿真相结合、数学推导和信号波形相结合的教学方法，使学生在学习过程中融会贯通所学的知识[2]。

3.加强改革实验教学。硬件DSP实验和计算机仿真实验相结合的方式，增加了实验的灵活性和便利性，实现了课内和课外的有机结合;开发综合设计性实验，提高综合设计性实验比例。以信号处理的实际工程问题为引导进行算法实现方法的学习，加强实践动手能力的培养。

4.利用现代网络技术。鼓励学生利用互联网搜索课程设计、综合设计、毕业设计等相关参考资料，了解该领域的发展前沿，学会收集、整理、消化、吸收相关知识[3]。

二、在线课程建设情况

课程的网络教学资源丰富，建有课程网站。有教学大纲（教学计划）、讲课教案、平时作业、每章习题、实验指导、参考教材、参考文献目录、课程考试考核办法、授课实况录像等栏目。所用教材为国家十一五规划教材，实验教材为自编讲义，已修订扩充至第三版，得到了很好的应用。

1.建设目标。依托超星平台建立课程网站。包括课程基本信息、课程标准、教学任务、课程标准、教学书籍、教学课件、在线问答、章思考问题、在线测试问题、学习材料等内容，在线教学资源覆盖整个教学过程，全面实现教学资源的开放共享。

2.建设任务。（1）加强教材建设，按照在线课程要求，构建一体化设计、多媒体有机结合的立体教材，并结合综合性创新实验，使教材更加规范化、立体化、与时俱进。同时选择更为适合我校实际情况和较易接触学科前沿的英文原版教材作为参考书。（2）优化教学内容，科学设计教学目标。根据网络教学课程的特点和学生学习需求、基础，分析教学内容，设计好章、节的教学内容，每个章、节要有明确的学习目标，有思考题、作业、学习资料等，并及时放入教学平台，供学生自主学习。（3）改革教学模式，发挥课堂教学和网络教学各自的优势。课堂教学和网络教学各有自己的优势，但也都有不足，将两者结合起来，相互补充，能够实现教学效果的提升。加强网络教学课程建设，要改革现有的课堂面授教学模式，使用以课堂教学为主、网络教学为辅的混合式教学模式。（4）加强网络教学资源建设、考试数据库建设和多媒体课件建设。为保证课程考核的客观性和稳定性，建立丰富完善的考试题库，促进教学与考试的分离;同时，加强多媒体课件的建设，使学生易于理解和自学;建立基于网络的教学资源数据库（案例、教案、视频、各类资料），充分实现教学资源共享。加强过程性评价，探索多元化评价方式。

3.实施步骤。（1）在超星泛雅平台上建设该课程，将任务书、教学标准、参考书、课件等基本信息上传至网络，建设课件、资料、思考题、测验、作业、习题精解以及考试题等数学化学习资源供学生学习。重构教学内容，根据课程标准重新设计课程教学目标。根据网络课程的特性和学生的具体情况进行备课，做到备教材，备学生。每一章每一节都确定明确的学习目标，每一节有作业，每一章有测验，都放在网络教学平台上，学生自主学习，自己测验。（2）组织设计高质量、有特色的教学计划，以科研促教学，建设层次合理、水平较高的师资队伍。加强网络教学平台的应用，与学生在平台上进行交流互动，并按照教学进度不断更新内容，利用教学平台发布课程通知，布置和批阅作业，开展讨论、辅助答疑等。要求学生经常登录网络教学平台，充分利用平台进行辅助学习，不断提升学生自主学习的能力[3]。（3）完善网络教学资源和试题库的建设。建立丰富完善的试题库，促使教考分离。利用丰富的例题及思考题，巩固理论基础知识。线上期末测试需在规定时长内完成50道难易程度不等的测试题，测试题覆盖全部章节，全面考查学生对本门课程知识点的掌握情况。加强过程性评价，探索多元化评价方式。超星平台可以全面客观地记录学生网上学习情况，这些记录是評价学生学习态度和效果的客观依据。

三、在线课程效果

1.网络教学平台上具有涵盖教学全程的课程资源，包括视频、资料、课件、习题、测验、习题讲解以及期末考试题。学生按照平台要求的进度进行视频学习，并于期末测试前完成全部的视频学习任务。

2.教学内容章节划分科学，学习目标具体明确，网络教学平台上作业、思考题、章节测验等学习资料充足，学生自主学习主动性高，自主测验效果良好。

3.教师运用泛雅平台发布课程通知、布置和批改作业、定期开展直播课与学生交流互动，作为网络教学的补充，检验并增强了学习效果。学生的学习互动得分由其论坛表现的貢献度决定，贡献度排名越高，论坛互动得分越高。

4.加强过程性评价，依托超星平台，根据课程特点，形成期末考试、在线学习和课堂表现三位一体的多元化评价方式，综合考查学生学习能力和水平，督促学生加强自主学习。

四、结束语

针对电子信息类本科专业数字信号处理在线课程进行了改革和探索，合理地选择教学内容，打破传统教学模式，创新教学方法。实践证明，改革后学生对数字信号处理的学习兴趣明显提高，取到了良好的人才培养效果。

参考文献：

[1]查志华.数字信号处理研讨课的教学方法探析[J].当代教育实践与教学研究，2019，（13）：198-199.

[2]王鞠庭，江胜利.“数字信号处理”项目式教学探究[J].池州学院学报，2019，33（03）：143-144.

[3]李鸿燕，张雪英，史健芳，贾海蓉.“数字信号处理”课程群教学实践改革[J].电气电子教学学报，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