新工科背景下《數(shù)字信號(hào)處理》課程在高等院校的“金課建設(shè)”研究

彭醇陵 重慶理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院

一、引言

人工智能大數(shù)據(jù)的推進(jìn)使得電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，對(duì)相關(guān)技術(shù)人才的要求也迅速激增。新工科建設(shè)的提出與推進(jìn)要求相對(duì)于傳統(tǒng)工業(yè)人才，未來(lái)新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)的人才必須具備實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)思能力強(qiáng)等優(yōu)秀品質(zhì)。這為傳統(tǒng)電子專(zhuān)業(yè)教育教學(xué)帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。《數(shù)字信號(hào)處理》作為電子信息專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是學(xué)生打好堅(jiān)實(shí)信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的重要基石。為更好地滲透新工科建設(shè)需求，培養(yǎng)具有實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、研發(fā)能力的新型優(yōu)秀人才，打造與應(yīng)用以學(xué)生發(fā)展為中心的“金課”顯得尤為重要。

二、“金課建設(shè)”的意義與現(xiàn)狀分析

如今，“水課”和“金課”已成為熱詞，要做好新工科建設(shè)下的一流專(zhuān)業(yè)、一流課程建設(shè)，就必須要消滅“水課”，磨礪“金課”。課堂教學(xué)是育人的主戰(zhàn)場(chǎng)，金課建設(shè)就是要促進(jìn)“以學(xué)為導(dǎo)向”的新型教學(xué)模式成形，在學(xué)習(xí)過(guò)程中重點(diǎn)關(guān)注預(yù)期學(xué)習(xí)成果，充分運(yùn)用現(xiàn)代科技持續(xù)改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)方式，達(dá)到因課制宜的選擇性課堂教學(xué)方式，積極調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性與參與性，激發(fā)學(xué)生求知欲和探索欲，提高學(xué)生自我管理、自我學(xué)習(xí)的能力。《數(shù)字信號(hào)處理》知識(shí)點(diǎn)多、公式多且難記憶，因此直接要求學(xué)生在被動(dòng)接受知識(shí)后舉手答題或點(diǎn)名答題的教學(xué)手段效果極差，但如果能利用現(xiàn)目前學(xué)生普遍接觸的高科技技術(shù)如手機(jī)、電腦等提升學(xué)生的參與感，學(xué)生的積極性和接受程度相對(duì)更高。

三、如何打造《數(shù)字信號(hào)處理》金課

在即將到來(lái)的金課時(shí)代，如何有效應(yīng)用線上、線下以及混合式的教育教學(xué)方式，需要對(duì)課堂教學(xué)以及應(yīng)用進(jìn)行重新審視、再聚焦、深度思考，即需要遵循兩性一度，重新審視課程教學(xué)，制定新的、符合社會(huì)教學(xué)發(fā)展的課程建設(shè)。但對(duì)于高校來(lái)說(shuō)，打造金課相當(dāng)不容易，不僅需要老師有較高的教學(xué)能力、教學(xué)素養(yǎng)、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，還要求有效的管理機(jī)制以及強(qiáng)大的助力助推動(dòng)力。尤其是像數(shù)字信號(hào)處理這種集復(fù)雜理論體系、深度應(yīng)用嵌入以及超高實(shí)踐能力要求的課程，更是需要集全校教師的集體智慧和努力精心打造。因此，打造數(shù)字信號(hào)處理的金課，高校可以從以下方面思考：

（一）全方位積極性與參與性

首先，需要建立有效的管理機(jī)制作為保證打造金課持續(xù)進(jìn)行的組織基礎(chǔ)，定期進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)，使教師理解金課建設(shè)的流程與技術(shù)要領(lǐng)，增加可行性。其次，學(xué)校要成立由院長(zhǎng)、系主任、課程負(fù)責(zé)人為主的工作領(lǐng)導(dǎo)小組，使金課建設(shè)能有序順利的推進(jìn)，增加推動(dòng)力。再者，可設(shè)立金課建設(shè)獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，吸引骨干教師、年輕教師積極參與，形成良好的精品金課氛圍建設(shè)，增加參與積極性。并且，還要全面培養(yǎng)教師課堂教學(xué)展示能力和新媒體技術(shù)的運(yùn)用能力，實(shí)現(xiàn)教師綜合素質(zhì)的整體提高，為打造金課奠定人才。同時(shí)，要積極動(dòng)員交叉學(xué)科教師配合參與，注意金課實(shí)踐的歸納、總結(jié)和提升，以開(kāi)發(fā)出實(shí)用的、適合學(xué)校學(xué)院的金課教材和課程體系，形成自己院校特色的金課品牌。

（二）明確問(wèn)題，“對(duì)癥下藥”

要打造一門(mén)好的金課，課程設(shè)計(jì)是關(guān)鍵。考慮到數(shù)字信號(hào)處理是一門(mén)需要與前期基礎(chǔ)和現(xiàn)階段高新技術(shù)相聯(lián)系的課程體系，在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)中，要考慮課堂教學(xué)的一致性元素，通過(guò)細(xì)化調(diào)研、精化制作，了解學(xué)生的前期基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)能力以及課堂參與情況，然后結(jié)合精準(zhǔn)簡(jiǎn)練的知識(shí)講解、吸引學(xué)生的知識(shí)傳播方式、群體學(xué)習(xí)的交流互動(dòng)方法形成良好的課堂教學(xué)。在設(shè)計(jì)金課課程中需要做到兩性一度，即高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度，做到知識(shí)、能力、素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的綜合能力；課程內(nèi)容創(chuàng)新、前沿，教學(xué)形式互動(dòng)，學(xué)習(xí)結(jié)果具有探究性和個(gè)性性；同時(shí)課程要有一定難度，考慮學(xué)生進(jìn)步的高要求。此外，考慮到數(shù)字信號(hào)處理的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)要求，在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的同時(shí)充分考慮教學(xué)方法和教學(xué)手段，借助校企合作、產(chǎn)學(xué)研合作新模式，使課程建設(shè)順應(yīng)市場(chǎng)需求。

（三）聚焦課堂，多元化教學(xué)

金課的形式多種多樣，不僅有線下傳授式教學(xué)、線上跟蹤補(bǔ)漏式教學(xué)，還有線上線下混合式教學(xué)模式。對(duì)于數(shù)字信號(hào)處理來(lái)說(shuō)，作為一門(mén)較復(fù)雜且與新興技術(shù)密切聯(lián)系的課程體系，不僅要求學(xué)生掌握扎實(shí)的理論知識(shí)，還要求學(xué)生能較好地將所學(xué)知識(shí)與現(xiàn)階段的高新技術(shù)相關(guān)聯(lián)，了解其應(yīng)用方向。因此，需要結(jié)合在線課程設(shè)計(jì)和課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，以教學(xué)視頻、課堂教學(xué)、測(cè)試討論等多元化的教學(xué)形式，完善整個(gè)金課建設(shè)，使學(xué)生有一個(gè)充分的沉浸式學(xué)習(xí)環(huán)境，從而增加知識(shí)滲透度。

四、結(jié)語(yǔ)

新工科背景下的數(shù)字信號(hào)處理金課建設(shè)是從線上線下教學(xué)的綜合課程建設(shè)，該課程建設(shè)要突出學(xué)生發(fā)展為中心的現(xiàn)代教育理念，不僅要求結(jié)合課程特點(diǎn)和信息技術(shù)重構(gòu)課程結(jié)構(gòu)，進(jìn)行與時(shí)俱進(jìn)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)傳授，還需要采用多元化的教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)全方位的教學(xué)服務(wù)，此外，還要借助校企合作等方式提升實(shí)踐技能。總言之，金課建設(shè)任重而道遠(yuǎn)，需要集多方努力，長(zhǎng)期積累，方能實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的、符合學(xué)校實(shí)際情況的優(yōu)秀金課。