數字信號處理校級精品課程建設探索與實踐

徐慶偉+郭振鐸+劉洲峰+張愛華

摘 要 數字信號處理課程是電子信息學科的重要專業基礎課，要求學生熟練地掌握本課程所講述的基本概念、基本理論和基本分析方法，并能建立基本的數字信號處理模型。對課程發展的現存問題進行分析，從教學內容、教學條件、教學方法和師資隊伍建設方面闡述本課程校級精品課程建設規劃的目標和發展方向，探索課程改革的新思想，使教學改革成果更好地服務于課堂。

關鍵詞 數字信號處理；專業基礎課；精品課程

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）18-0052-03

Exploration and Practice in University Excellent Course Con-struction of Digital Signal Processing//XU Qingwei， GUO Zhen-duo， LIU Zhoufeng， ZHANG Aihua

Abstract Digital signal processing is an important specialized basic

course of electronic information science， requires students master the

basic concepts， theory and analysis method of the course expertly， and establish the basic model of digital signal processing. The paper

analyzes existing problems of the course development， and expounds

the planning goals and development direction of the university exce-llent course construction in teaching content， teaching conditions， teaching methods and teaching staff construction， exploring the new ideas of course reform， and making teaching reform results service the classroom betterly.

Key words digital signal processing； specialized basic course； ex-cellent course

1 前言

隨著信息、通信、計算機科學與技術的迅速發展，數字信號處理的理論得到快速發展，其應用領域也日益廣泛，已滲透到人們日常工作和生活中。從20世紀六七十年代開始，數字信號處理已快速形成一個主要的學科領域，成為各大專院校相關專業的一門重要專業基礎必修課程，其課程的學科內容也在不斷充實和完善，所涵蓋的主要內容有離散時間信號與系統、z變換與離散時間傅里葉變換、離散傅里葉變換及快速傅里葉變換、數字濾波器的基本結構及設計方法[1]。對于電子信息、通信工程類專業的學生來說，這些內容是學習后續專業課程的重要基礎，也是實際工作中必不可少的專業基礎知識。

該課程主要系統地講述數字信號處理的基本原理、基本方法和基本技術，培養學生在電子信息科學與技術及現代通信領域中從事相關科學研究、教學、科技產品開發、工程設計與管理的能力。通過本課程的學習，使學生認識到數字信號處理理論方法應用與硬件設備結合的重要性，為學生將來從事工程科研實踐打下良好的基礎。該課程也是信息與通信工程學科研究生入學考試專業復試課程之一，部分學校的博士研究生入學考試也將該課程作為必考科目，所以將該課程建設成為一門校級精品課程顯得尤為重要，其建設意義更加突出。

精品課程建設就像一把標尺，用來衡量高校教學質量水平發展程度的高低，課程建設涉及課程教學內容、教學條件、教學方法、師資隊伍建設等方面。在精品課程建設過程中，教學改革是課程建設的主體，要結合課程的性質、課程專業的定位以及社會對人才的需求等多方面，進行課程建設思路的設計與實施。

2 課程的現狀及存在的問題

借鑒參考同類院校相關專業精品課建設經驗，同時立足于本院課程教學發展規律，以提升教學質量、建設特色學科與專業為出發點，以強化教師隊伍建設為目標，以促進教學改革與研究為課程建設思路，數字信號處理課程已于2015年通過中原工學院校級精品課程建設項目結題，課程后續建設在接下來實踐教學中逐步完善。

課程現狀

1）數字信號處理課程的教學選用國家級精品教材，已建成網絡教學平臺，并開展網上答疑等活動。課程組師資隊伍建設情況、教學大綱、教學日歷安排、教學多媒體課件及部分相關參考資料（課程習題集和習題解答）已經上傳到網絡教學平臺，學生對網絡教學學習積極性較高。

2）該課程目前已開設五個實驗，其中包含兩個綜合性設計實驗。指導學生利用MATLAB軟件對課程涉及的信號處理方法進行仿真驗證，進行實驗總結，加深對課堂理論知識的理解。課程組已獨立編寫與教學內容對應的實驗教學大綱和指導書，裝訂成冊。

3）根據本專業培養計劃，結合教學大綱教學內容，于大三第一學期末開設專業課程實踐環節（數字信號處理課程設計），配套相關的實驗設備，目標在于培養學生本專業方面的綜合設計能力。

4）為規范教學秩序、調動學生學習積極性，結合教學體系、內容，確定課程考核成績評定標準為總成績等于平時成績與期末成績之和，平時成績占20%（實驗成績占70%），期末成績占80%。endprint

5）課程理論講授課時為50學時，實驗為10學時，教授學生專業為電子信息工程和通信工程，授課教師為課程組青年骨干教師。

課程存在的問題 盡管目前階段精品課程建設運行基本良好，但是經過課程實踐教學，教務處相關人員深入調查、追蹤與分析反饋，該精品課程建設過程中仍存在一些制約其發展的相關因素，一些不足逐漸顯現出來，主要表現在以下幾方面。

1）精品課程建設仍然處于預備、試運行階段，部分教師對于精品課的概念認識依舊模糊不清晰，導致課程建設前期階段任務進度緩慢，效果不盡如人意。

2）完成精品課程建設申報審核工作后，課程組出現課程建設過程中“重申報，輕建設”的現象，疏忽了精品課程建設的監督管理。

3）關于精品課建設成果交流、培訓、研討會議，課程組成員教師參加較少，課程建設經驗成果多數從網絡上獲取。

4）多媒體教學課件內容涉及理論知識較深，數學公式推導過程較多、較抽象，造成課堂氛圍沉悶，學生難以理解，容易產生畏難心里，聽課積極性不高。

5）網絡教學平臺建設資源不足，教師授課錄像尚未全部上傳到網絡平臺，且大部分內容和教材相似，課外拓展知識較少。

6）開放實驗室建設處于起步階段，學生積極性不高，實驗設備多為驗證性教學使用，專業綜合設計性實驗欠缺，引導學生進行科技創新方面有待加強。

7）師資隊伍中優秀青年教師偏少，課程建設后續發展攻堅力量不足。

問題分析 在課程建設實踐中出現的以上影響建設進度問題引起課程組的高度重視，通過聽課，與學生進行多次座談會，并進行梳理歸類，同授課教師一起探索課程改革發展，找出問題出現的原因。

1）教師缺乏精品課程建設的意識，還未深刻認識到精品課建設對于實現學院教學質量全面提升以及對教師本身職業素質提高、專業技能水平發展的促進作用。

2）精品課程建設的監督管理工作沒有做到位，學校教務處有相應的管理細則，學院和課程組也應出臺相應的管理獎懲政策，并嚴格執行，使課程建設良性發展。

3）面對精品課程建設的嚴格要求，加上一些培訓、研討會議，部分教師覺得建設程序太煩瑣，要求過多，占用較多課外休息時間，缺乏參與課程建設的積極性與主動性。

4）課程建設實施過程中缺乏對建設整體性、發展性的規劃，教學改革力度、深度不夠，教學內容及方法的改革比較保守，沒有充分發揮學生的主觀能動性，網絡教學資源利用不充分，實踐性教學環節不夠深入，沒有課程體系立體化建構的思路和概念。

5）師資隊伍建設存在不足，未能做到人盡其才，沒有充分發揮教師的主觀能動性，需要加強引進本專業的優秀青年人才。

3 課程建設規劃

作為一項系統化、長期性的教學質量建設工程，如何針對學院實際情況，探索科學、合理、有效的建設原則與路徑，是確保精品課程建設順利進行的基礎保障。數字信號處理精品課程建設是信號與信息處理學科專業建設的基礎性工程，是教學工作的核心內容之一。為推動和加強學院精品課程建設，改進和提高教學質量，并結合學校教學實際情況，制定本課程精品課程建設規劃發展方向。

建設目標 本課程特點為理論性較強，學生較難理解。因此，課堂上應結合實際案例，引入本專業最新發展科研成果和教學中教改教研成果，淺顯易懂地講解，理論教學與實踐教學緊密結合，提高學生學習興趣[2]；充分利用學校教學資源，并加強校外企業實習基地與在校學生的聯系，加深聯合培養強度，使學生了解專業前沿知識的最新應用，增強實踐型人才培養的力度；考慮課程內容和學生接受程度，改進傳統課堂教學方法，開展引導式教學，增加學生思考和實踐內容，有效調動學生學習的積極性，使學生樂于實踐、主動鉆研；組建高水平的師資隊伍，形成學術氛圍濃厚、結構合理的專業教學團隊，并努力進一步建設發展，爭取申請省級和國家級精品課程。

建設環節 本課程主要從以下四方面進行改革，加強建設發展。

1）教學內容。教學內容涉及人才培養模式，決定了人才培養的規格，在很大程度上決定了人才培養的質量和水平，必然成為精品課程建設的關鍵所在。按照學科專業培養計劃，在基礎性理論和實踐教學基礎上增加對專業前沿性知識內容的講解，使學生了解本學科近幾年的最新發展成果，以及應用的相關行業，做到專業知識的學習與時俱

進；完善專業實踐教學環節，修訂實踐課程教學內容，增加專業綜合設計性實踐，強化融教學于實踐，實現實踐反哺課堂教學；鼓勵學生參加全國大學生電子設計競賽，加大競賽培訓力度，在硬件設備調試設計中鼓勵學生使用通用實驗開發板，提高學生的實踐動手能力、創新能力和綜合素質[3]；每學期習題課堂增加考研相關專業知識題型，培養學生舉一反三的能力，加深對課程重點、難點的理解。

2）教學條件：在教材的選用上優先使用國家級優秀、精品教材；完善課程網絡教學平臺建設，優化網站平臺功能，不斷豐富課件內容，增加實驗案例、考研習題講解等相關資料內容，完善、優化授課視頻，實現視頻課堂、多媒體課件、模擬實驗、仿真實驗、實驗預習導航、實驗背景知識介紹等網絡信息資源的共享，為學生課下的自主學習提供較全面、有效的學習文獻資料，滿足網絡教學平臺教學需要[4]；加強與校外實習單位聯系，提供更好的專業前沿知識學習環境，同時為畢業生就業創造條件；實驗室專業教學實踐設備功能更新完善，所有實驗儀器設備功能說明、實驗指導相關材料齊全，滿足開放實驗室需要。

3）教學方法：課堂中靈活運用討論式、引導式等多種恰當的教學方法開展教學工作，強化教學中師生互動、生生互動，突出學生主體地位，啟發學生與教師一起思考問題、解決問題，有效調動學生學習的積極性，使學生對課程產生濃厚的學習興趣，主動去問問題、分析問題，增強自主學習的效果；在課堂教學中更多借助于多媒體、實物操作演示等教學手段，把抽象的知識點轉化為視頻、動畫等效果，更直觀地呈現給學生，變得淺顯易懂，使學生更易接受掌握，更好地激發學生的學習興趣。

4）師資隊伍建設：調整完善教師隊伍的年齡結構和專業知識結構，根據專業培養需要，加強引進本專業的優秀青年人才，為學科發展注入新鮮血液；加大年輕教師培養力度，鼓勵去高等院校繼續深造學習，提高業務水平；增加與重點學科院校交流學習的機會，豐富教學思想，活躍教學理念，逐步增強教學改革效果。

4 結語

數字信號處理課程在高校專業基礎課程中地位重要，其精品課程建設任重道遠，不能一蹴而就，需要腳踏實地，團隊協作，把理論教學與實踐教學緊密結合，逐步探索出精品課程建設的新思想、新理念，保持學科專業的領先地位，使教學改革成果更好地服務于課堂、服務于學生。

參考文獻

[1]程佩青.數字信號處理教程[M].4版.北京：清華大學出版社，2013.

[2]袁小平，陳燁，等.數字電子技術校級精品課程建設[J].中國教育技術裝備，2016（10）：51-53.

[3]張彥，張濤.《數字信號處理應用技術》課程設計教學研究[J].中國科技信息，2010（20）：316-317.

[4]許倩倩，秦玥，徐紫宜.淺析高校網絡教學平臺使用現狀[J].中國教育技術裝備，2016（2）：49-51.endprint