項目教學法在數字信號處理課程中的應用探索

歐陽鍵+孔令軍+劉軍

摘 要 數字信號處理是通信專業非常重要的一門專業基礎課程，也是一門實踐性要求極高的課程，具有公式多、概念抽象等特點。針對傳統教學過程中學生被動學習的問題，提出將項目教學法引入數字信號處理課程，以激發學生的學習主動性，并進一步探討項目教學法的實施過程和教師在其中的角色定位問題。

關鍵詞 數字信號處理；項目教學法；數學公式

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）22-0113-02

Exploration of Project Teaching Method in Digital Signal Pro-cessing Course//OUYANG Jian， KONG Lingjun， LIU Jun

Abstract Digital signal processing （DSP） is a critical professional course for the communication students. DSP has many formulas and

abstract conception， thus it is a high demanding practice course. The

problem in the traditional DSP course is the passive learning of stu-

dents. To overcome it， this paper explores the project teaching me-thod in DSP course to improve the learning initiative of students. Meanwhile， we also discuss the problem of the implementation pro-cess and the role of teachers.

Key words digital signal processing； formula； project teaching method

1 引言

數字信號處理（Digital Signal Processing，簡稱DSP）是高等院校通信工程、電子信息工程等專業必修的核心基礎課程，它以數字的形式對信號進行采集，利用計算機或專用處理設備對數字信號進行變換、濾波等處理，以得到符合需要的信號形式[1]。DSP課程的教學目標是使學生理解和掌握信號以數字形式處理的基本概念、基本分析方法和處理技術，其授課內容主要包括離散時間信號和系統的基礎理論、信號的采樣與重建、離散傅立葉變換理論、快速傅立葉算法、數字濾波器的設計等，課程內容的理論性較強，涉及的數學公式推導較多，概念比較抽象且不易理解[2]。

傳統DSP教學采用的是“教師—課程—課堂”三中心的機械式填鴨方法，將知識點作為現成的結論傳授給學生。雖然教學過程可通過詳細的數學分析推導和圖形動畫的形式將抽象的概念和枯燥的理論展示給學生，但學生仍處于一種被動學習的狀態，時常會被快速傅立葉算法和數字濾波等內容的繁雜數學公式和推導過程所困擾，未能真正理解信號頻域分析思想和原理，存在學不懂、理不清等現象，進而產生畏難心理，失去對本課程的學習興趣。

針對傳統DSP教學中學生學習主動性缺乏的問題，在DSP課程教學改革中嘗試采用項目教學法，以激發學生的求知欲為目標，通過引入學生身邊的實際問題，培養學生探究問題和解決問題的能力，做到對DSP課程知識點的真正理解與掌握。項目教學法是指學生在教師的引導下，通過探索解決預先設計的一個或多個教學實踐項目，達到完成課程教學任務的一種教學方法。其核心追求不再是將課本中現成的知識教授給學生，而是以“學生—實踐—項目”為中心，要求學生在完成項目的過程中主動尋找解決問題的途徑，進而激發學習積極性，培養質疑、探究、分析和解決問題的能力[3]。相較于傳統教學方法，項目教學法由強調教師如何“教”轉變為引導學生如何“學”，在教學目標、教學主體、教學方式、學習過程、激勵形式和教學特色等方面均呈現出不同的特點[4]，具體如表1所示。

2 項目教學法在數字信號處理課程中的實踐

項目教學法的設計原則 DSP課程知識點具有理論性強、公式推導多、概念抽象難理解等特點，將項目教學法運用于DSP課程應遵循以下幾點設計原則。

1）以學生為中心的選題原則。需要考慮學生現有理論基礎和實踐能力，結合課程教學內容，選擇難度、規模適中并富有挑戰性、真實性、典型性等特點的項目，以充分調動學生的積極性。

2）學生實踐與教師講解相結合的原則。學生在項目實踐過程中很難獨立理解DSP課程知識點的原理并理清所有知識點之間的關聯。因此，教師要善于把握理論講解的切入時機，并將課程各知識點銜接起來，以幫助學生更好地梳理整合課程知識點脈絡。

3）過程綜合評價原則。不同于傳統教學方法以作業和考試為評價方式，項目教學法需要根據學生完成項目的情況及實踐過程中的表現對其進行綜合考評。

項目教學法的實施過程

1）項目選題。項目選題應涵蓋DSP教學目標中離散傅立葉變換理論、快速傅立葉算法、數字濾波器設計等核心知識點，并結合學生前期基礎和認知規律，考量項目內容的深度和廣度以及學生是否有能力完成項目，避免選題難度過高，挫傷學生學習積極性。

2）計劃制訂。選定項目之后，教師應引導學生制訂具體可行的實踐計劃，以便于學生掌握、調節項目學習活動的進度。此外，教師還要加強與學生的討論溝通，有意識地對整個項目實踐過程進行指導、調節和評價。

3）項目實施。項目教學法在實施過程中強調學生之間的協作。教師在項目實施過程中需要根據學生的學習能力、性格特長等因素，對學生進行小組分工，并分配各小組成員的具體任務。在學生遇到問題時，教師應組織學生進行討論，引導學生通過團隊協作完成項目。endprint

4）成果展示。在學生完成項目后，教師要指導學生展現其項目成果，在成果展示過程中指導學生進行組內討論、組間討論以及師生討論，目的在于通過交流討論，讓學生彌補自己的不足，學習他人的經驗，進一步激發學習動力。

5）綜合評價。項目評價主要考查學生在項目實施過程中的參與程度，學生解決問題的能力、動手實踐的能力以及綜合運用知識的能力。評價可采用學生自我評價、小組互評、教師評價相結合的方式，綜合評估實施項目的過程，避免傳統的以結果為中心的評價方式。

3 項目教學法在數字信號處理課程中的應用探討

項目教學法的實施效果 在將項目教學法應用于DSP課程過程中，對其實施效果進行總結。

1）激發了學生的學習積極性。以項目研究形式將生活引進課堂，調動了學生的學習積極性，更激發其內在學習動力，使學生對課程知識點有了更深刻的認識與理解。

2）改變了教師與學生之間的關系。教師在教學過程中更多是扮演一個指導者，讓學生成為完成項目的具體實施者，充分發揮學生的主體作用。

3）提高了學生的團隊精神。在實施項目過程中，積極引導學生通過團隊討論解決遇到的項目難題，改變了傳統教學中學生獨自學習的模式，培養了學生的團隊精神。

4）提升了學生的綜合能力。傳統教學法注重理論而缺乏實踐。項目教學法的實施讓學生在完成項目的過程中不僅學習了專業知識，而且培養了解決問題、與他人溝通等多方面的綜合能力。

項目教學法實施中應注意的問題 由于項目教學法強調學生的主動學習，在實施過程中應注意以下幾點。

1）避免流于形式。項目實踐過程中，教師要注重DSP課程各知識點的內在邏輯，特別針對重點與難點，應采用集中授課教學模式，保證學生掌握必要的理論知識。此外，在學生參與項目活動過程中，教師要指導學生分工明確、各司其職，并注重分享交流，避免部分學生坐享其成。

2）避免進度失控。由于項目教學法強調學生的自我探究和交流合作，實踐過程存在諸多不確定和不穩定因素，導致學生無法按照項目進度推進項目的實施。因此，教師要時刻關注學生的項目進度，及時發現學生遇到的難點并做出相應的指導。同時，要針對學生實際情況對項目進度進行實時動態調整。

3）避免模糊評價。教師對于學生的評價存在一定的主觀特性，容易導致評價結果量化的模糊。因此，對于學生的項目檢查評估，教師應采用學生自評與他評相結合的方式，從學生解決問題的能力、實施過程中的參與度、知識掌握程度，以及學生在項目完成后各方面素質的提升等多個方面進行綜合評價。

項目教學法實施中教師角色的重新定位 項目教學法改變了傳統教學法中以教師為中心的教學模式，學生變為中心，教師轉變為教學的指導者和組織者。針對這一轉變，教師需要在以下幾個方面重新定位：

1）教師作為指導者，需要負責設計難度適宜的項目，并在學生遇到困難時，引導學生采用正確的方法解決問題；

2）教師作為組織者，需要為學生創建學習討論的環境，使學生在一個輕松和諧的環境中共同完成項目任務；

3）教師作為評價者，需要在項目實施過程中有效組織學生相互討論，并負責學生的整體評價，以激發學生探究問題的興趣與學習的主動性。

4 結束語

將項目教學法運用到DSP課程教學中，以項目作為課程知識點的載體，克服了該課程傳統教學法的諸多弊端，極大激發了學生學習的興趣和主動性。同時，教師也需要從教學觀念和教學方法上實現由課程執行者到項目指導者與組織者的轉變。

參考文獻

[1]吳鎮揚.數字信號處理[M].2版.北京：高等教育出版社，2010.

[2]王祖林，郭旭靜.數字信號處理中的通信實例教學探索[J].中國教育技術裝備，2010（30）：28-29.

[3]蔣玲萍，趙彥梅，葛慶敏.信息技術教學中項目教學法的應用[J].中國教育技術裝備，2015（14）：118-119.

[4]姚珊珊.項目教學法促進學生合作能力培養的應用研究：以南召一高信息技術課程為例[D].河南：河南師范大學，2015.endprint