應用型高校OBE模式下數字信號處理課程教學方法探索

■ 齊齊哈爾大學通信與電子工程學院 于泓博 朱恒軍 夏 穎 李 會 劉文禮

0 引言

為了更好地培養適應社會經濟發展的人才，通過校地、校企、校校和國際合作，了解需求，提高供給水平，促進供需協調。為社會服務；形成辦學特色，提升辦學水平。在國內外的大學課堂中，數字信號處理作為電子信息類大學生重要的專業必修課，很多公式的推導用到大量的高等數學概念，對于本科生掌握和應用起來有相當大的困難。國內外大學目前的教學方式是老師講解知識點，將知識填鴨式的形式教給學生，學生一直處于被動接受知識的狀態，缺少自主思索探究的過程。目前課程教學中加入多媒體課件和動畫等形式，但是大部分學生還是經常會被復雜的三大變換、模擬以及各種濾波器設計等理論推導、計算步驟弄的迷茫。引入OBE(Outcome based education)這個能力導向教育方法，以大學生專業口徑為出發點，培養學生創新能力和畢業指標的為終極目標，對課堂教學重點和教學方法進行改革，采用先進的OBE思想在平時的教學和實驗中。可以從不同角度鼓勵和加大學生的索取知識能動性和創新思想，從而實現教學各個環節質量和學生自主創新思維的有效提升。

1 能力導向的教學理念

緊密聯系新工科對本科人才的能力需求，堅持以出口為目的的工程能力教育的思想，OBE注重以下幾點:首先是大學生課后最后獲得什么樣的學習效果；其次是如何要讓大學生取得如此的學習效果；再次是如何輔助大學生獲得得相應的學習效果；最后在得知學生已經獲得了對應的學習效果后，有步驟地細化課程內容和課程環節的相關矩陣圖，從而實現不斷改進教學效果。導向教育大學本科學生培養模式規定了大四畢業生應當具備基本的能力，第一步要擬定相關專業畢業生要求。以中國權威工程認證部門的指導建議，工科專業畢業生要具有多項工作技能要求，包括工程實踐相關問題的分析、規劃和研發計劃方法、較難工程技術問題探索、使用先進儀器、工程實踐與社會影響評價、實驗條件的不斷發展理解評估、工作規劃、學生和集體角色位置擔任、交流和課題規劃。其次制定符合本專業的各項能力指標點。充分融合本行業的實際確定電子信息類專業多項畢業能力指標點，然后擬定各個子項能力，實現對接理論教學。將各子項畢業能力相關指標點和目前正在執行的人才培養計劃表中的所有科目和上課環節完成無縫銜接。導向教育方法的的實行，可以幫助我們有效地促進上課環節和老師完成本科教育。應用型人才需求為中心，從教學內容、培養目標及教學方式等不同角度進行研究。如圖1所示。

圖1 OBE教學方法分析圖

2 案例教學的引入

在數字信號處理這門課程中主要講述了有限長脈沖響應(FIR)濾波器和有限長脈沖響應濾波器(IIR)濾波器的主要區別的知識點，首先FIR濾波器本身具備線性相位結構，而IIR濾波器采用非線性相位結構，而非線性相位結構可以對濾波器性能指標上產生影響。將上述理論聯系工程實踐和OBE教學理論，可以總結為:在濾波器輸入端的輸入不同頻率分量信號，使得信號在處理過程中相位差與頻率分量不成線性比例，使得在輸出端不同頻率分量的相疊加的相位和輸入端信號不成比例，造成通帶內傳播的信號出現大幅度失真現象。掌握FIR線性相位的濾波器結構有重要意義。函數表達公式為

其中:Hg(ω)稱為幅值特性，θ(ω)稱為相位特性。在編寫程序的過程中，要考慮教學目標和培養目標，得出程序的運行結果如圖2所示。

圖2 線性相位的脈沖響應、振幅響應、系數及零點位置圖形

3 總結

在“數字信號處理”這門課程中采用OBE理念進行教學，就需要對授課方式、培養目標、授課手段以及授課內容等多方面進行課程改革，能夠全面的促進本科生的學習動力和創新思想，有利于提高教學課程水平的提高和本科生創新技能的提升，完成相應的課程目標和畢業目標。