數(shù)字信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)探索與實(shí)踐

向友君

[摘要]文章闡述了數(shù)字信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的優(yōu)勢及可能性，從多方面較詳盡的總結(jié)了實(shí)施數(shù)字信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的具體措施和方法，給出了較為清晰的網(wǎng)絡(luò)課程框架，并分析了網(wǎng)絡(luò)課程在各方面給學(xué)生學(xué)習(xí)帶來的方便，討論了網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)存在的問題及思考，對(duì)網(wǎng)絡(luò)課程的進(jìn)一步完善做了展望。

[關(guān)鍵詞]數(shù)字信號(hào)處理；網(wǎng)絡(luò)課程：教學(xué)探索；教學(xué)實(shí)踐

[中圖分類號(hào)]G40—057

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[論文編號(hào)]1009—8097(2009)13—0260—02

數(shù)字信號(hào)處理在現(xiàn)代信息科學(xué)技術(shù)教育中所起到的作用是顯而易見的。21世紀(jì)信息時(shí)代的浪潮席卷而來，帶來了現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展。作為一門基礎(chǔ)的入門課程，數(shù)字信號(hào)處理是打開信息科學(xué)的一把鑰匙。如何更有效的引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入這一科學(xué)領(lǐng)域，并初步了解數(shù)字信息科學(xué)的基礎(chǔ)理論，是數(shù)字信號(hào)處理課程教學(xué)過程一直在孜孜探索的問題。

計(jì)算機(jī)的普及，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，以及DSP各種軟硬件的廣泛使用，使得我們?cè)跀?shù)字信號(hào)處理課程中的教學(xué)手段趨向多元化，以計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)為教學(xué)手段的網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)也成為可能。網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)以其優(yōu)越的開放性、交互性、共享性、協(xié)作性和自主性，已成為教育改革的趨勢和方向。

一課程教學(xué)的優(yōu)勢及可能性

1教學(xué)資源豐富，手段多樣

網(wǎng)絡(luò)課程集合了各種豐富而有效的資源，以多樣網(wǎng)絡(luò)手段提供給老師和學(xué)生。學(xué)生可以很方便的在線學(xué)習(xí)數(shù)字信號(hào)處理各方面的知識(shí)。這些資源包括：網(wǎng)絡(luò)課件、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、圖片動(dòng)畫庫、習(xí)題及試題庫、概念檢索等。學(xué)生不僅可以在線學(xué)習(xí)相關(guān)的理論和實(shí)驗(yàn)的課程內(nèi)容，利用習(xí)題和圖片動(dòng)畫加深理解，深化學(xué)習(xí)，還可以根據(jù)自己的實(shí)際進(jìn)行在線測試。在這里學(xué)生還可以查閱數(shù)字信號(hào)處理教學(xué)歷年在實(shí)踐方面所取得的成果。

2教學(xué)更生動(dòng)、形象

網(wǎng)絡(luò)課程豐富的資源和多樣的教學(xué)手段，使數(shù)字信號(hào)處理的教學(xué)更生動(dòng)更形象，因此學(xué)生學(xué)習(xí)起來也更輕松更容易。數(shù)字信號(hào)處理是一門理論性較強(qiáng)的學(xué)科，公式多，概念抽象，推理繁瑣，過程復(fù)雜，理解困難。在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，由于缺乏有效形象的手法，單憑老師的講解，學(xué)生難以跟上老師的思維和節(jié)奏，造成較為普遍的概念不清晰、理解不透徹等現(xiàn)象，最終給學(xué)生更深一步的學(xué)習(xí)帶來困難。而網(wǎng)絡(luò)課程利用各種有效輔助手段，將許多較為復(fù)雜的問題形象化，以幫助學(xué)生加深理解。例如，離散卷積理解和計(jì)算都比較復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)課程通過動(dòng)畫演示的形式非常形象的演示了離散卷積的整個(gè)過程，從而幫助學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)有效的掌握離散卷積的運(yùn)算。理論課教學(xué)難免會(huì)感覺有些枯燥，容易使學(xué)生陷入思維疲勞，而網(wǎng)絡(luò)課程界面友好，層次分明，易于導(dǎo)航定位，人性化設(shè)計(jì)，非常方便學(xué)生開展學(xué)習(xí)。

3互動(dòng)開放式教學(xué)使學(xué)生的學(xué)習(xí)更主動(dòng)。

在網(wǎng)絡(luò)課程的站點(diǎn)上，學(xué)生和老師之間可以進(jìn)行方便而快捷的互動(dòng)，學(xué)生有任何數(shù)字信號(hào)處理方面的問題，都可以通過互動(dòng)平臺(tái)向老師和其他學(xué)生進(jìn)行交流探討。網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)打破了傳統(tǒng)課堂教學(xué)刻板的課程設(shè)置和時(shí)間制度，學(xué)生可以隨時(shí)隨地根據(jù)自己的需要，選擇適合自己的課程進(jìn)度和學(xué)習(xí)方式，從而達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。

4計(jì)算機(jī)的普及和上網(wǎng)的便利使網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的實(shí)施成為可能。

實(shí)施網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的一個(gè)重要條件是計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用，和上網(wǎng)條件的便利。結(jié)合學(xué)校的實(shí)際情況，條件是成熟的。數(shù)字信號(hào)處理是大三的必修課程。我校三年級(jí)的計(jì)算機(jī)普及率較高，80％以上的學(xué)生擁有自己的電腦，每位學(xué)生通過申請(qǐng)都可以擁有自己的網(wǎng)絡(luò)端口。這些有利的條件給了網(wǎng)絡(luò)課程的實(shí)施以強(qiáng)有力的支持。

二網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的實(shí)施

實(shí)施網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)，其關(guān)鍵環(huán)節(jié)是知識(shí)體系的架構(gòu)和建設(shè)。要達(dá)到學(xué)生在較短時(shí)間內(nèi)高效而牢固的掌握數(shù)字信號(hào)處理的基本概念和基本理論，除了要提供豐富的資源以外，優(yōu)化知識(shí)架構(gòu)、采用積極有效的網(wǎng)絡(luò)手段也是必不可少的。

1在理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，我們以原有的多媒體課件為基礎(chǔ)，加以改進(jìn)編寫了新的網(wǎng)絡(luò)課件。理論教學(xué)方面，原有的多媒體課件過于冗長，使用起來不夠方便，針對(duì)這一缺點(diǎn)，我們對(duì)各個(gè)章節(jié)加以細(xì)化，使其知識(shí)脈絡(luò)更加清晰明了，更易于學(xué)習(xí)使用。同時(shí)針對(duì)各章節(jié)的重點(diǎn)難點(diǎn)通過相關(guān)的例題和習(xí)題進(jìn)行解析。為了適應(yīng)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，我們還提供了原有的多媒體課件。同時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫建立一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理概念檢索庫，學(xué)生可以通過檢索系統(tǒng)對(duì)相關(guān)概念進(jìn)行檢索。管理員可以通過后臺(tái)管理系統(tǒng)向數(shù)據(jù)庫中添加新的概念條目，也可以更改或者刪除已有的概念條目。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，鑒于Matlab是本課程主要的實(shí)驗(yàn)工具，而學(xué)生使用該軟件的水平又參差不齊，因此除了必要的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容講義外，針對(duì)不熟悉Matlab的學(xué)生專門編寫了Matlab講義，幫助學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)。為了規(guī)范實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫格式，我們挑選了一些較優(yōu)秀學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告加以展示，供學(xué)生參考。

2使用各種計(jì)算機(jī)輔助手段深化學(xué)生學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)課程開辟了專門的圖片、動(dòng)畫和視頻教學(xué)錄像專欄。一些較抽象的基本概念和理論推演通過圖片和動(dòng)畫(有Java動(dòng)畫和Flash動(dòng)畫兩種)的形式得以生動(dòng)形象的演示出來，使原本較為復(fù)雜的問題變得通俗易懂，進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生對(duì)概念理論的感知和領(lǐng)悟。對(duì)于視頻教學(xué)錄像，擔(dān)任主講的教師都是數(shù)字信號(hào)處理這門課程資深的教授，有著豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)知識(shí)的講解透析明了。建立習(xí)題和試題數(shù)據(jù)庫，學(xué)生可以對(duì)所學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行在線的測試和檢驗(yàn)，以鞏固學(xué)習(xí)的效果。習(xí)題庫按照章節(jié)次序提供了各章節(jié)的習(xí)題解答，輔導(dǎo)學(xué)生解決課后疑難。試題庫的一大特色是能夠自定義題型分值，在線生成和預(yù)覽整套試題：在后臺(tái)方面，管理員可以根據(jù)需要添加或者刪除試題以及設(shè)置每道試題的分值。

3建立師生互動(dòng)平臺(tái)，學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程過程中遇到的所有問題，或者有新的學(xué)習(xí)方法、心得體會(huì)，都可以和老師和其他學(xué)生在平臺(tái)上交流、探討和分享；學(xué)生在這里還可以了解到一些數(shù)字信號(hào)領(lǐng)域的最新資訊動(dòng)態(tài)，并一起參與討論，激發(fā)學(xué)生對(duì)前沿科技的了解和關(guān)注。

4專門開設(shè)了實(shí)踐成果展示欄目。我們將歷年來學(xué)生參與各種競賽、研究項(xiàng)目(例如挑戰(zhàn)杯、電子設(shè)計(jì)競賽、學(xué)校的學(xué)生研究計(jì)劃、百步梯攀登計(jì)劃等)所取得的優(yōu)異成果加以展示，一方面激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，一方面鼓勵(lì)學(xué)生積極參與實(shí)踐和研究，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

5學(xué)生電子版作業(yè)在線提交。提供學(xué)生將電子版的作業(yè)直接提交到服務(wù)器文件系統(tǒng)，同時(shí)管理數(shù)據(jù)庫記錄學(xué)生以及所提交作業(yè)的相關(guān)信息。任課教師可集中下載提交的作業(yè)進(jìn)行批改，免去了采用電子郵件提交電子版作業(yè)的諸多麻煩。

三存在的問題及思考

1較之傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的一個(gè)顯著的特點(diǎn)是沒有老師的現(xiàn)場講解和指導(dǎo)，完全依靠學(xué)生自主的學(xué)習(xí)，由此引發(fā)的問題的是老師無法通過網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)，直接了解到學(xué)生實(shí)際的學(xué)習(xí)情況，也無法根據(jù)學(xué)生不同的實(shí)際情況因材施教。學(xué)生的知識(shí)水平難免有不同程度的差異，再加上數(shù)字信號(hào)處理本身的特殊性(如公式多，概念抽象，推理繁瑣，過程復(fù)雜，理解困難等)，如果完全脫離老師課堂上詳細(xì)的講解，可能會(huì)給很多學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來不少的障礙。因此，網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)在現(xiàn)階段仍然只能以輔助教學(xué)的形式存在，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)依然主要的教學(xué)方式。

2網(wǎng)絡(luò)課程畢竟是一種新的教學(xué)方式，在內(nèi)容和形式上都還存在很多亟待改善的地方，還難于滿足學(xué)生各方面的學(xué)習(xí)需求。尤其在內(nèi)容方面，許多相關(guān)材料還需要進(jìn)一步的整理和補(bǔ)充，而且這是一個(gè)長期的過程。

3網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)是開放式的教學(xué)，完全依靠學(xué)生自主的學(xué)習(xí)。于是學(xué)生使用這一網(wǎng)絡(luò)資源的頻率和效率就成了一個(gè)很突出的問題。如何提高學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)課程的頻率和效率是我們今后探索的一個(gè)重要課題。

網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)是一種全新的教學(xué)方式，是一種有效且可行的教學(xué)手段，它給學(xué)生提供了更多高效的獲取知識(shí)的方式，給了學(xué)生更多自主的空間。網(wǎng)絡(luò)課程所具備的優(yōu)勢是傳統(tǒng)教學(xué)方式無法比擬的，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)的許多不足，同時(shí)也極大的緩解了教師的教學(xué)壓力，減少了教師的工作量。在數(shù)字信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)探索過程中我們遇到的突出問題使我們深刻的感受到，網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)是一個(gè)長期而艱巨的任務(wù)，是一個(gè)循序漸進(jìn)的累積過程。在今后網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的探索過程中我們還有很多的工作要做，因此我們要發(fā)揚(yáng)銳意創(chuàng)新，勇于進(jìn)取的精神，積極吸收同行優(yōu)秀的成果，以優(yōu)化和完善數(shù)字信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)體系。

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