許 芹 張海濤 張玉山
(安徽科技學(xué)院,安徽 鳳陽 233100)
相對于較成熟的研究性高校和教學(xué)研究型高校而言,應(yīng)用型高校是新催化產(chǎn)物。為適應(yīng)高校教育發(fā)展形式、滿足社會發(fā)展需要,應(yīng)用型高校不斷探索和摸索人才培養(yǎng)模式,提高教學(xué)水平,培養(yǎng)高質(zhì)量人才。作為高校最基層教育教學(xué)工作者,以適應(yīng)應(yīng)用型培養(yǎng)目標(biāo)為目的,從基本課程建設(shè)入手,不斷地調(diào)整課程體系教學(xué)內(nèi)容和方法,注重學(xué)生實踐、創(chuàng)新能力的培養(yǎng),探索課程改革。
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字信號處理技術(shù)被越來越多的領(lǐng)域應(yīng)用,在高校也成為電子信息、電氣工程、機械自動化等專業(yè)的必修課程。數(shù)字信號處理課程,是一門以算法為核心的理論與實踐、原理與應(yīng)用緊密結(jié)合的學(xué)科,多年來一直被認(rèn)為是一門較難學(xué)的本科課程[1],結(jié)合本專業(yè)學(xué)生特點,圍繞教學(xué)要求,不斷凝練教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化教學(xué)方式、方法,在教學(xué)過程中不斷摸索適合本院學(xué)生特點的教學(xué)模式并在不斷嘗試調(diào)整中。多年來,課程組取得一定研究成果。
教學(xué)多年來,一直本著“強基礎(chǔ),重應(yīng)用,抓能力”的宗旨及原則。本課程在信息工程、通信工程等相關(guān)專業(yè)起著“承上啟下”的重要作用,為后續(xù)信號處理應(yīng)用打下堅實基礎(chǔ)。首先,讓學(xué)生明確課程定位與作用,掌握學(xué)習(xí)的方法,讓學(xué)生在自愿的基礎(chǔ)上建立牢固的知識基礎(chǔ)。其次,強調(diào)知識的應(yīng)用能力,應(yīng)用與能力齊抓共管,達到事半功倍的效果。從教學(xué)經(jīng)驗看,學(xué)生明確基礎(chǔ)知識概念,對課程重視程度也會增強,興趣提高,課下也會主動花更多的時間去學(xué)習(xí);學(xué)習(xí)方法得當(dāng),學(xué)習(xí)效率提高,學(xué)習(xí)主動性提高。
數(shù)字信號處理課程理論性強,內(nèi)容枯燥,為讓學(xué)生在有限時間內(nèi)提高學(xué)習(xí)效率,更有效地拓寬知識面,培養(yǎng)創(chuàng)新、應(yīng)用能力,合理調(diào)整本課程教學(xué)體系,制定科學(xué)教學(xué)體系,有效避免學(xué)時不夠、內(nèi)容重復(fù)等傳統(tǒng)問題。
該課程國內(nèi)外經(jīng)典教材較多,結(jié)合本校應(yīng)用型辦學(xué)定位,和教學(xué)方法的改革,本課程將教材更換為王艷芬等主編的《數(shù)字信號處理原理及實現(xiàn)》,將理論推導(dǎo)內(nèi)容與MATLAB軟件融合在一起,加強學(xué)生理論實踐能力。二,加強該課程前后銜接,有效避免課程內(nèi)容重復(fù),提高學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)。在課程體系調(diào)整中,肯定前期《信號與系統(tǒng)》基礎(chǔ)地位,但如文獻[2]中第一、二章離散時間信號與系統(tǒng)的時域及頻域分析,這部分內(nèi)容占有一定學(xué)時,但分量不足,但此部分內(nèi)容對本課程后期內(nèi)容具有重要意義,實際授課時減少此內(nèi)容的授課學(xué)時,以例題、練習(xí)題作為引導(dǎo),復(fù)習(xí)性講解,從而重點突出離散傅里葉變換及應(yīng)用、數(shù)字濾波器設(shè)計等兩大經(jīng)典內(nèi)容。
與此同時,為做好與本課程緊密相關(guān)的后期專業(yè)課程《DSP原理與應(yīng)用》課程的銜接,利用少量學(xué)時,做過渡性介紹,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的系統(tǒng)性。在前后課程的相互呼應(yīng)下,學(xué)生更加明確本課程的重要性及在專業(yè)課程中的地位,對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣起到一定幫助。
數(shù)字信號處理論課程內(nèi)容多、學(xué)時少,尤其涉及大量數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程,學(xué)生普遍感覺枯燥、厭學(xué)以及學(xué)不懂。為調(diào)整學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài),以線性時不變系統(tǒng)為中心,時域、頻域分析為基本點,應(yīng)用MATLAB軟件為工具,不斷強化學(xué)生對DFT應(yīng)用、濾波器分析設(shè)計等知識的應(yīng)用能力,將學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和注意點引向概念的理解和技術(shù)的應(yīng)用,提高學(xué)習(xí)積極性,強調(diào)理解和掌握數(shù)字信號處理的核心理論、處理問題的方法和應(yīng)用能力。
單一的教學(xué)方法,就如同一個音調(diào)講話,無法刺激學(xué)生學(xué)習(xí)積極性及興趣。根據(jù)實際授課內(nèi)容,“因地制宜”,適時調(diào)整教學(xué)方法,調(diào)整教學(xué)內(nèi)容講授方式,多種方式并存,更有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
改變教學(xué)模式,學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。避免傳統(tǒng)滿堂灌的教學(xué)方式,更加注重培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的意識、課程學(xué)習(xí)的方法和個人素質(zhì)、能力的培養(yǎng)。以學(xué)生為主的互動式教學(xué)方法是提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性及提高教學(xué)效果的主要方法,讓學(xué)生在教師的科學(xué)指導(dǎo)下主動參與,主動獲取,自主構(gòu)建,自我發(fā)展,自我完善。
圖1
采用啟發(fā)式、形象化教學(xué),弱化理論內(nèi)容教學(xué)中數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)過程,增強知識點的應(yīng)用性,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。如在無限脈沖響應(yīng)(IIR)數(shù)字濾波器設(shè)計雙線性變換法的中,采用研究問題、發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的思路,利用兩個基本問題引入脈沖響應(yīng)不變法的缺點,產(chǎn)生的本質(zhì)原因?回想自變量為(-∞,+∞)而輸出為(-π,π)的函數(shù)是什么?對學(xué)生的回答做糾正分析;再利用闡述本方法的實現(xiàn)思路及目標(biāo),思路清晰;而對于本方法所產(chǎn)生的缺點,利用MATLAB軟件仿真結(jié)果,如圖1所示,利用500Hz頻點位置闡述產(chǎn)生原因以及解決的辦法,形象化示人,學(xué)生印象深刻,樂于去接受和理解,避免了繁瑣的公式推導(dǎo)過程。
信息技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用,為豐富教學(xué)手段、共享教學(xué)資源和提高教學(xué)效率提供了良好的保障。由于多媒體形式具有形象高效簡單的特點,適于展示圖表、聲音、動畫和軟件編程等。很多教師上課時通常會為了省事,過分的借助依賴于數(shù)字化多媒體教學(xué)輔助設(shè)備,而往往忽視了傳統(tǒng)的板書教學(xué)模式。而相比于多媒體,板書的教學(xué)形式靈活、易控、現(xiàn)場互動性更好,更適用于重要的推導(dǎo)、分析和演算。
所以,利用本課程特點,教師在教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體內(nèi)容采用恰當(dāng)?shù)亩嗝襟w技術(shù)和一定的板書形式相結(jié)合。當(dāng)然,授課教師應(yīng)該認(rèn)識到多媒體在教學(xué)上僅僅起到的是輔助教學(xué),而不應(yīng)該是教學(xué)行為的主角。合理運用多媒體所能演繹的動畫效果,明確主題,附以一定的圖文搭配可以取得良好的教學(xué)效果。
為培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)性及加大應(yīng)用能力培養(yǎng),數(shù)字信號處理實踐教學(xué)中也積極做出調(diào)整。首先開設(shè)綜合性和設(shè)計性實驗。再者,將傳統(tǒng)手工演、練的課程習(xí)題部分調(diào)整為上機操作,利用課后時間自主加強MATLAB軟件應(yīng)用,并采取不定期上機考核抽查,杜絕學(xué)生偷懶、抄襲等現(xiàn)象,保證學(xué)習(xí)效果。最后,重視實驗結(jié)果分析,加強學(xué)生對理論知識的掌握和理解,提高應(yīng)用能力。從實驗效果看,學(xué)生學(xué)習(xí)主動性增加,知識點應(yīng)用能力增強。
有效獎懲機制可以更有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。占總評成績20%的平時成績評價一直較模糊,教師主觀性較強。合理規(guī)范課前預(yù)習(xí)、課上提問與課后習(xí)題占平時成績比例,實驗報告撰寫等內(nèi)容占平時成績比重,讓學(xué)生客觀參與平時成績評定中,激勵學(xué)生自主、自發(fā)地參與學(xué)習(xí)中。做到知識傳授與學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)并重。
為提高學(xué)生對知識點的應(yīng)用能力,重視實驗操作,重視MATLAB軟件在本課程中的應(yīng)用,考試中增加了應(yīng)用題型的比重。當(dāng)然,卷面成績在課程評價中占絕對高比例。
本文分析授課過程中出現(xiàn)的問題,探究解決辦法,及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容及方法,改革了教學(xué)(理論+實驗)形式,更新了考試內(nèi)容,進一步完善課程體系,有助于課程教學(xué)。當(dāng)然,授課輔助工具不斷更新,各屆學(xué)生也有差異,尤其是師生代溝不斷加大,對學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的把我與心理的研究也是一個重要內(nèi)容,只有教、學(xué)和諧,才能培養(yǎng)出適合社會發(fā)展的應(yīng)用型人才。
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