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摘要：面对工程教育背景，对数字信号处理课程的教学方法进行改革和实践，针对不同的教学内容和要求，采用多元化的教学方法来完成数字信号处理课程的教学任务。从教学目标、课程理念、教学手段、教学方法等方面进行课程的改革实践，以达到提高学生的工程实践水平和创新能力，培养学生分析和解决问题能力的目的。
关键词：工程教育；数字信号处理；多元化教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）22-0212-02
字信号处理是一门基础性很强的课程，信号与系统是它的先修课程，通信原理是它的拓展课程，该课程集数学、计算机和电子学为一体，是一门交叉学科。在数字信号处理课程中，既涉及基础理论和算法，还涉及硬件电路，覆盖面很广。对该课程的讲授也不能仅仅采用理论教学的方法，尤其是在工程教育的背景下，对学生的要求越来越高。基于工程教育背景，本论文以创新人才培养为目标，探索数字信号处理有效的教学方法和教学手段，培养学生分析问题和解决问题的能力。通过对教学方法的改革，将教学的指导思想变为以学生为主，改变学生传统的学习方式，充分调动学生学习的积极性，激发学生的学习兴趣，提高工程设计能力，为数字信号处理及其相关课程的改革提供参考和借鉴。
1.调整课程教学目标，强调工程素养及创新精神和实践能力的培养。根据学校本科生培目标的要求，在教学中要以加强基础、重视实践、增强能力、提高素质为目标，课程体系要分层次、多模块，即涉及基本技能培养有包含创新能力的培养。
2.调整教学理念。数字信号处理课程的教学理念应该是针对不同的教学内容，采用多种教学方式相结合，通过启发的方式，调动学生学习的积极性和主动性，激发学生学习的兴趣和能力，逐步提高学生独立分析、解决问题的能力，为今后的学习和工作打下基础。
3.改革教学方法。多种教学手段相融合，构建多元化、立体化教学模式。因为数字信号处理课程内容很抽象，理论性很强，传统的教学方式是教师的讲授式教学，学生往往处于被动接受的地位，这样就抑制了学生的学习主动性。为了改变这一现状，需要针对不同的教学内容，采用多种教学方式相结合的多元式教学模式，引导学生参与教学活动，变学生的被动学习为主动学习。①讲授式教学，对于课程中那些基础性较强，理论性较强的内容，学生难以理解，需要老师进行透彻的分析和细致的讲解。在教学过程中，教师要注意启发和引导学生，而不是全盘灌输，要注意教学的生动性，用生动的案例来吸引学生。②研讨式教学，采用研讨式教学方法，教师需要针对不同的教学内容和教学目标要求，精心思考，提出难度适中符合逻辑的问题，使学生能和同伴之间通过积极的讨论交流，达到自主学习的目的。研讨的内容以教材为主，辅以周围的生活实际，教学环境轻松自由，充分调动学生的学习积极性，鼓励他们自由表达，提出问题，对问题进行探讨，让学生通过这种研讨式的方式将所学的知识应用于解决实际的问题。③启发式教学，在教师主持下，为学生创设一个良好的学习氛围，调动其学习知识的积极性、主动性和创造性，引导学生对学习能够举一反三，激励学生的学习兴趣，促进学生的自学能力、分析和解决问题的能力、创新和组织能力的发展。④网络环境下的自主学习与协作学习，充分利用网络的信息开放性，构建多媒体化的协作、自主学习情境。数字信号处理课程网站主要有下面几个特点：一是较为丰富的教学资源，选编和收集国内外与课程内容有关的多媒体素材等，向学习者提供丰富的学习资源。二是相对灵活的网络交流，网站不仅实现了本课程的各个方面资源的表达共享，还通过服务器端程序的编制，实现一个的交流平台BBS。通过在线交流，学生老师实现远程交互，反馈信息。三是灵活的信息呈现，网站综合运用图片、多格式文本FTP系统等各种技术，把课程的资料以丰富多彩的形式呈现给学生。
4.完善教学文件。在教材建设方面，密切联系本学科和交叉学科的国内外最新发展动态，在参考国内外优秀教材的基础上编写适合本专业培养方案的《数字信号处理》教材，辅之以MIT大学等一些在数字信号处理教学中有重要影响的高校教材，并在现代信号处理、MATLAB辅助信号处理、DSP原理与应用等方面配合指定了大量教学参考书，使学生学习目的和发展方向明确化。同时提供相应的CAI课件、网络课程，以逐步形成立体化多媒体化的教材体系。
5.教学手段改革。教学手段上改变传统的粉笔式教学，逐步辅以图片、幻灯、录像、投影、CAI课件等多媒体信息，让抽象的原理能够以形象实用的方式高效地展现。
6.考试改革。启发式、探究式、讨论式、参与式等多元化教学的同时，也要改革考试方式。考试方法从某种意义上来说，是引导学生学习的指挥棒，这根指挥棒的运用是否得当，对学生学习能力的培养将产生很大的影响。在考核方式上，可以采用开卷、闭卷等多种形式。注重学生的日常知识积累、检测学生的综合设计能力。在考核内容上，注重学生的分析和综合能力，在强调考核知识的综合应用、基本概念以及基本内容的同时加大分析与综合型试题的比重，并有10%的拓展、创新题。这样，可以在保证试卷适用于大部分学生的同时，也拉开了成绩的分布，能够较为客观地考核学生的学习状况。评价形式多元化，既有分数，也有评语；既有课内，也有课外。可以让学生参与课程考核的评价方案，让他们及时了解自己在自我构建知识体系的过程中取得的成绩和进展，使考核评价成为一个继续学习的过程，充分体现学生在自主学习中的主题地位。
7.提高教师素质，打造教学和科研团队。多元化教学方法的改革需要教师有充足的知识储备，以应对学生可能提出的很多问题，所以教师要加强理论知识学习，增加理论知识储备与应用能力，不断完善自己的知识结构与智力结构。需要建立一支在素质上具备良好的职业道德和高尚的思想境界、具备现代教育理念、掌握现代教育技术、具备较强创新精神的教学科研能力的教师队伍。
通过工程教育背景下实施数字信号处理多元化教学方法的改革与实践，构建了新的课程体系，从整体上对“数字信号处理”课程内容进行了整合和优化，初步建立信号处理多元化教学新模式，将多种教学手段和方式相结合，取得良好的教学效果。
参考文献：
[1]赵春晖，董宇艳.“差异化教育与人才竞争优势”[J].黑龙江高教研究，2008，（7）：92-94.
[2]赵春晖，张朝柱，杨莘元.多媒体教学课件的设计与制作[J].哈尔滨工程大学学报（教育科学版），2006，（3）：26-31.
[3][美]奥本海姆，著.信号与系统[M].刘树棠，译.西安交通大学出版社，2000.
[4]程佩青.数字信号处理（第二版）[M].北京：清华大学出版社，2001.
[5]陈曦.信号与系统和数字信号处理的相关度分析[J].高等函授学报（自然科学版），2006，19（4）：41-44.
[6]李杰，曹昕燕.信号与系统与数字信号处理课程教学改革探索[J].长春大学学报，2007，17（5）：35-37.
基金项目：黑龙江省教改项目（JGZ201201074）；哈尔滨工程大学教改项目。
关键词：工程教育；数字信号处理；多元化教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）22-0212-02
字信号处理是一门基础性很强的课程，信号与系统是它的先修课程，通信原理是它的拓展课程，该课程集数学、计算机和电子学为一体，是一门交叉学科。在数字信号处理课程中，既涉及基础理论和算法，还涉及硬件电路，覆盖面很广。对该课程的讲授也不能仅仅采用理论教学的方法，尤其是在工程教育的背景下，对学生的要求越来越高。基于工程教育背景，本论文以创新人才培养为目标，探索数字信号处理有效的教学方法和教学手段，培养学生分析问题和解决问题的能力。通过对教学方法的改革，将教学的指导思想变为以学生为主，改变学生传统的学习方式，充分调动学生学习的积极性，激发学生的学习兴趣，提高工程设计能力，为数字信号处理及其相关课程的改革提供参考和借鉴。
1.调整课程教学目标，强调工程素养及创新精神和实践能力的培养。根据学校本科生培目标的要求，在教学中要以加强基础、重视实践、增强能力、提高素质为目标，课程体系要分层次、多模块，即涉及基本技能培养有包含创新能力的培养。
2.调整教学理念。数字信号处理课程的教学理念应该是针对不同的教学内容，采用多种教学方式相结合，通过启发的方式，调动学生学习的积极性和主动性，激发学生学习的兴趣和能力，逐步提高学生独立分析、解决问题的能力，为今后的学习和工作打下基础。
3.改革教学方法。多种教学手段相融合，构建多元化、立体化教学模式。因为数字信号处理课程内容很抽象，理论性很强，传统的教学方式是教师的讲授式教学，学生往往处于被动接受的地位，这样就抑制了学生的学习主动性。为了改变这一现状，需要针对不同的教学内容，采用多种教学方式相结合的多元式教学模式，引导学生参与教学活动，变学生的被动学习为主动学习。①讲授式教学，对于课程中那些基础性较强，理论性较强的内容，学生难以理解，需要老师进行透彻的分析和细致的讲解。在教学过程中，教师要注意启发和引导学生，而不是全盘灌输，要注意教学的生动性，用生动的案例来吸引学生。②研讨式教学，采用研讨式教学方法，教师需要针对不同的教学内容和教学目标要求，精心思考，提出难度适中符合逻辑的问题，使学生能和同伴之间通过积极的讨论交流，达到自主学习的目的。研讨的内容以教材为主，辅以周围的生活实际，教学环境轻松自由，充分调动学生的学习积极性，鼓励他们自由表达，提出问题，对问题进行探讨，让学生通过这种研讨式的方式将所学的知识应用于解决实际的问题。③启发式教学，在教师主持下，为学生创设一个良好的学习氛围，调动其学习知识的积极性、主动性和创造性，引导学生对学习能够举一反三，激励学生的学习兴趣，促进学生的自学能力、分析和解决问题的能力、创新和组织能力的发展。④网络环境下的自主学习与协作学习，充分利用网络的信息开放性，构建多媒体化的协作、自主学习情境。数字信号处理课程网站主要有下面几个特点：一是较为丰富的教学资源，选编和收集国内外与课程内容有关的多媒体素材等，向学习者提供丰富的学习资源。二是相对灵活的网络交流，网站不仅实现了本课程的各个方面资源的表达共享，还通过服务器端程序的编制，实现一个的交流平台BBS。通过在线交流，学生老师实现远程交互，反馈信息。三是灵活的信息呈现，网站综合运用图片、多格式文本FTP系统等各种技术，把课程的资料以丰富多彩的形式呈现给学生。
4.完善教学文件。在教材建设方面，密切联系本学科和交叉学科的国内外最新发展动态，在参考国内外优秀教材的基础上编写适合本专业培养方案的《数字信号处理》教材，辅之以MIT大学等一些在数字信号处理教学中有重要影响的高校教材，并在现代信号处理、MATLAB辅助信号处理、DSP原理与应用等方面配合指定了大量教学参考书，使学生学习目的和发展方向明确化。同时提供相应的CAI课件、网络课程，以逐步形成立体化多媒体化的教材体系。
5.教学手段改革。教学手段上改变传统的粉笔式教学，逐步辅以图片、幻灯、录像、投影、CAI课件等多媒体信息，让抽象的原理能够以形象实用的方式高效地展现。
6.考试改革。启发式、探究式、讨论式、参与式等多元化教学的同时，也要改革考试方式。考试方法从某种意义上来说，是引导学生学习的指挥棒，这根指挥棒的运用是否得当，对学生学习能力的培养将产生很大的影响。在考核方式上，可以采用开卷、闭卷等多种形式。注重学生的日常知识积累、检测学生的综合设计能力。在考核内容上，注重学生的分析和综合能力，在强调考核知识的综合应用、基本概念以及基本内容的同时加大分析与综合型试题的比重，并有10%的拓展、创新题。这样，可以在保证试卷适用于大部分学生的同时，也拉开了成绩的分布，能够较为客观地考核学生的学习状况。评价形式多元化，既有分数，也有评语；既有课内，也有课外。可以让学生参与课程考核的评价方案，让他们及时了解自己在自我构建知识体系的过程中取得的成绩和进展，使考核评价成为一个继续学习的过程，充分体现学生在自主学习中的主题地位。
7.提高教师素质，打造教学和科研团队。多元化教学方法的改革需要教师有充足的知识储备，以应对学生可能提出的很多问题，所以教师要加强理论知识学习，增加理论知识储备与应用能力，不断完善自己的知识结构与智力结构。需要建立一支在素质上具备良好的职业道德和高尚的思想境界、具备现代教育理念、掌握现代教育技术、具备较强创新精神的教学科研能力的教师队伍。
通过工程教育背景下实施数字信号处理多元化教学方法的改革与实践，构建了新的课程体系，从整体上对“数字信号处理”课程内容进行了整合和优化，初步建立信号处理多元化教学新模式，将多种教学手段和方式相结合，取得良好的教学效果。
参考文献：
[1]赵春晖，董宇艳.“差异化教育与人才竞争优势”[J].黑龙江高教研究，2008，（7）：92-94.
[2]赵春晖，张朝柱，杨莘元.多媒体教学课件的设计与制作[J].哈尔滨工程大学学报（教育科学版），2006，（3）：26-31.
[3][美]奥本海姆，著.信号与系统[M].刘树棠，译.西安交通大学出版社，2000.
[4]程佩青.数字信号处理（第二版）[M].北京：清华大学出版社，2001.
[5]陈曦.信号与系统和数字信号处理的相关度分析[J].高等函授学报（自然科学版），2006，19（4）：41-44.
[6]李杰，曹昕燕.信号与系统与数字信号处理课程教学改革探索[J].长春大学学报，2007，17（5）：35-37.
基金项目：黑龙江省教改项目（JGZ201201074）；哈尔滨工程大学教改项目。