应用型高校OBE模式下数字信号处理课程教学方法探索

■ 齐齐哈尔大学通信与电子工程学院 于泓博 朱恒军 夏 颖 李 会 刘文礼

0 引言

为了更好地培养适应社会经济发展的人才，通过校地、校企、校校和国际合作，了解需求，提高供给水平，促进供需协调。为社会服务；形成办学特色，提升办学水平。在国内外的大学课堂中，数字信号处理作为电子信息类大学生重要的专业必修课，很多公式的推导用到大量的高等数学概念，对于本科生掌握和应用起来有相当大的困难。国内外大学目前的教学方式是老师讲解知识点，将知识填鸭式的形式教给学生，学生一直处于被动接受知识的状态，缺少自主思索探究的过程。目前课程教学中加入多媒体课件和动画等形式，但是大部分学生还是经常会被复杂的三大变换、模拟以及各种滤波器设计等理论推导、计算步骤弄的迷茫。引入OBE(Outcome based education)这个能力导向教育方法，以大学生专业口径为出发点，培养学生创新能力和毕业指标的为终极目标，对课堂教学重点和教学方法进行改革，采用先进的OBE思想在平时的教学和实验中。可以从不同角度鼓励和加大学生的索取知识能动性和创新思想，从而实现教学各个环节质量和学生自主创新思维的有效提升。

1 能力导向的教学理念

紧密联系新工科对本科人才的能力需求，坚持以出口为目的的工程能力教育的思想，OBE注重以下几点:首先是大学生课后最后获得什么样的学习效果；其次是如何要让大学生取得如此的学习效果；再次是如何辅助大学生获得得相应的学习效果；最后在得知学生已经获得了对应的学习效果后，有步骤地细化课程内容和课程环节的相关矩阵图，从而实现不断改进教学效果。导向教育大学本科学生培养模式规定了大四毕业生应当具备基本的能力，第一步要拟定相关专业毕业生要求。以中国权威工程认证部门的指导建议，工科专业毕业生要具有多项工作技能要求，包括工程实践相关问题的分析、规划和研发计划方法、较难工程技术问题探索、使用先进仪器、工程实践与社会影响评价、实验条件的不断发展理解评估、工作规划、学生和集体角色位置担任、交流和课题规划。其次制定符合本专业的各项能力指标点。充分融合本行业的实际确定电子信息类专业多项毕业能力指标点，然后拟定各个子项能力，实现对接理论教学。将各子项毕业能力相关指标点和目前正在执行的人才培养计划表中的所有科目和上课环节完成无缝衔接。导向教育方法的的实行，可以帮助我们有效地促进上课环节和老师完成本科教育。应用型人才需求为中心，从教学内容、培养目标及教学方式等不同角度进行研究。如图1所示。

图1 OBE教学方法分析图

2 案例教学的引入

在数字信号处理这门课程中主要讲述了有限长脉冲响应(FIR)滤波器和有限长脉冲响应滤波器(IIR)滤波器的主要区别的知识点，首先FIR滤波器本身具备线性相位结构，而IIR滤波器采用非线性相位结构，而非线性相位结构可以对滤波器性能指标上产生影响。将上述理论联系工程实践和OBE教学理论，可以总结为:在滤波器输入端的输入不同频率分量信号，使得信号在处理过程中相位差与频率分量不成线性比例，使得在输出端不同频率分量的相叠加的相位和输入端信号不成比例，造成通带内传播的信号出现大幅度失真现象。掌握FIR线性相位的滤波器结构有重要意义。函数表达公式为

其中:Hg(ω)称为幅值特性，θ(ω)称为相位特性。在编写程序的过程中，要考虑教学目标和培养目标，得出程序的运行结果如图2所示。

图2 线性相位的脉冲响应、振幅响应、系数及零点位置图形

3 总结

在“数字信号处理”这门课程中采用OBE理念进行教学，就需要对授课方式、培养目标、授课手段以及授课内容等多方面进行课程改革，能够全面的促进本科生的学习动力和创新思想，有利于提高教学课程水平的提高和本科生创新技能的提升，完成相应的课程目标和毕业目标。