通信工程专业信号处理课程群建设与改革

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通信工程专业信号处理课程群建设与改革

摘要:在新工科背景下,基于通信工程专业构建信号处理课程群的具体建设改革思路,学校分析建设课程群的具体目标与内容,建立数字信号处理的课程群体系,为学生搭建自主学习的信号处理课程群教学网站,并对教学方法进行优化,以期将课程群结构整体功能效益发挥出来。

关键词:信号处理课程群;建设实践;新工科

在新工科背景之下,课程建设应该与我国社会学科进行交叉与渗透,利用课程群之间的关联对课程体系进行优化,从而使课程群结构的整体功能与效益得到发挥,培养创新型的高素质人才。通信工程专业信号处理类课程内容之间的联系非常紧密,学校设置五门课程的信号处理课程群,并对其进行优化建设,这五门课程分别是语音信号处理、信号与线性系统、DSP原理与应用以及图像处理。

一、建设课程群的目标

具备高超教学水平特色的示范性课程就叫作精品课程。相较于单门课程建设而言,课程群建设涉及的面比较广,在此基础上建设精品课程能促进课程群的建设,并为其他课程的改革作示范,起到引领整体教学效果的作用。因此,将建设数字信号处理作为课程群建设过程中的主要目标,在此过程中协调好课程之间的关系,并将不同课程之间关联起来,在对整体优化的体系化结构进行构建的同时,确保其符合“互联网+”和人工智能时代对学生知识结构和能力结构的需要。

二、建设课程群的具体做法

1.建立交织模块化课程体系并融入CDIO理念

将课程与课程的内容进行紧密的联系,确保其中逻辑性较强并属于同一培养能力范围内的整体才是课程群。信息处理课程群的五门课程中数字信号处理和信号与线性系统之间有着非常紧密的联系,并且这两门课程作为通信工程专业的核心课程,同时也是信号处理课程群的基础部分,必须对这两门课程组成基础模块的建设引起高度重视。数字信号处理课程理论要实现其硬件就必须运用DSP原理,所以这两门课程组合在一起就是实践模块。而数字图像处理和语音信号处理这两门课程的组合就是应用模块。这样,这三个模块之间互相交叠且互补,就组成了交织模块化的课程体系。

2.结合课程群特点对教学方法进行改革

(1)通过创新形象化的教学方法在课堂中引入仿真研究。像信号与线性系统这种理论性较强的课程必须将Matlab仿真研究加入课程教学中,在学习过程中为学生展示重难点问题的仿真结果,使学生真正掌握其中的概念和原理,并且能够激发学生对于课程的学习兴趣。(2)结合板书、多媒体和网络三者进行教学。通过课堂板书的方式为学生讲述其中的基本理论知识,这样方便学生紧跟老师的思路。利用多媒体教学方式对需要学生理解的知识进行讲解,并且通过多媒体技术可以形成互动教学的课堂,而课后复习以及相关背景知识学习的内容就要通过网络课程的利用进行学习,网络课程可以为学生提供讨论相关资源的空间。(3)让学生参与课程讲授,将学生积极性调动起来。老师可以让学生到讲台上讲述习题,在这个过程中老师只需要对学生的讲授做出点评,对于学生讲授习题过程中出现的问题进行重点强调。老师可以通过一定的奖励措施来增加学生讲授习题的积极性,比如说愿意到讲台上讲授习题的学生加平时分等。正是因为学生自己上台进行习题的讲解,而老师负责将学生讲解过程中的问题解决,这样一来学生会更加主动地学习知识。(4)让学生学会探究式学习。将学生分为几个小组对课外作业展开探究式学习,在探究过程中学生必须围绕一个主题进行,并且将小组需要探究的方向以及其中的问题提出,最后通过搜集资料以及软件调试等方式得出最后的结论。比如说数字信号处理课程结束之后,老师要求每一位学生讲一份Matlab软件仿真的探究性报告交上来,或者是当学生结束DSP原理与应用课程后需要交将一份硬件仿真实现的论文交给老师。(5)建立多元化综合评定考核模式。不仅要对学生的课程出勤率以及平时作业进行重视,老师还要对学生的理论分析以及其动手实践能力等综合能力引起高度重视。比如说数字信号处理课程的老师一直以来都是以6∶2∶2的考试模式来要求学生,学生最终的考试成绩就是由其笔试成绩以及其上机考试成绩还有探究式学习课外作业与平时综合评定的方式这几部分组成,其中学生的理论知识考试为一百分满分,折合到学生总成绩中占百分之六十的比例,而上机考试的成绩为二十分,占到学生这门课程全部成绩的百分之二十,探究式学习加平时分总共二十分,是学生这门课程全部成绩的百分之二十。理论知识考试只要是对学生的基本概念以及原理的掌握情况进行检测,而上机考试是为了对学生的实验情况和解决实际编程问题的能力进行考核,而探究式学习课外作业就是为了考察学生的团队协作精神以及创新实践能力。

3.构建三平台、多层面的阶梯式实践教学模式

利用电工电子实验教学示范中心良好的实验教学条件,帮助学生将其探究创新的能力培养出来,在这个过程中加入CDIO工程教育模式理念,在改革过程中以实验室建设、实验教学体系以及实验教学方法当作主要的内容并结合设计性以及验证性和综合研究性实验,只有这样才能将单门的课程实验变成课外参与科研课题,从而达到构建三平台、多层面的阶梯式实践教学模式的目的,三个平台就是指专业综合实验平台、基础实验平台以及创新实验平台,这种教学模式能够将培养学生的能力与知识分为几个小目标,并且每一目标之间的关系都是从简单到复杂,这样一来学生从完成一个个的小目标开始,最终就会完成一个比较大的目标,同时这个过程也是帮助学生将知识转化为技能的一个过程。Matlab语言基础实验在数字信号处理和信号与线性系统两门课程中出现次数非常多,而且在课程结束之后学生还需要根据Matlab软件进行探究式学习。学生在学习DSP原理与应用课程时,不仅要将DSP汇编语言实现算法仿真的软件实验完成,而且还必须将DSP教学系统的硬件实验完成。图像处理课程和语音信号处理课程需要学生完成的是软件实验在学生大四的第一个学期中为学生设置了综合性实验。

4.建设与课程体系相符的教材

教材不仅是对教学方法和教学经验的总结,同时还是教学思想与教学内容的重要载体,教材与教学质量有着非常紧密的联系。如果只有精品课程却没有精品教材是无法满足精品课程本身的要求的,所以建设精品课程与精品教材是非常重要的。(1)编制具有特色的主教材。信号处理课程群教材建设对精品课程的建设非常重要。首先教材应针对通信工程专业的学生进行编写,并且教材中对于基本概念和原理应进行重点编写,在确保完整的课程知识体系的同时对算法也非常重视。再有教材从头到尾都与Matlab软件进行结合对重要的概念及原理进行阐述,以通俗易懂的方式来讲解知识点,每一章节最后都有综合性的例题。另外,教材中包含实验章节,再加上实现练习和上机考试复习的习题,学生就能将理论知识和实践紧密地结合在一起。最后精品教材中还包含相匹配的电子教案以及网络课程等等。(2)编制其他的教材。信号与线性系统课程教材在编写过程中包含了8章的内容,其中对连续信号与系统分子进行了重点编写,从而实现与数字信号处理教材衔接的目的。另外,在DSP原理与应用课程中按照其课程群的内容进行优化,将语音信号处理等内容进行开发,对相应的实验教材讲义进行重新编制。

5.将全方位的信号处理课程群教学网站建立起来

建设课程网站资源在改革课程教学中占有非常重要的位置,而且建设课程网站资源能够使现代教育思想与理念得到实现,近几年这五门课程都有属于自己的网站资源,在此基础之上整合这些网站,并将电子信息类专业信号处理课程群教学网站建立起来,首先所建立的课程群教学网站必须相互独立,但是每个课程网站之间还要有所关联,只有这样课程与课程之间才能进行资源共享,另外课程群要与这五门课程各自的特点进行结合,在制作网站过程中将本身的特色突出。

三、建设课程群的成效

融入CDIO理念的同时还要构建交织模块化的信号处理课程群体系,只有这样才能优化课程的内容并使知识模块更加综合与系统,除此之外,还要探索一些教学方法,以实验教学示范中心为标准将三平台、多层面的阶梯式实践教学模式构建出来,对学生的探究能力进行培养。再有与课程群建设相结合将相关的教学研究出来,并对出版教材和讲义进行编写。这样一来学生才会更加认可教材,并且学生给教材作为评价就是能够利用通俗易懂的方式来讲解知识点。另外将优质信号处理课程群教学网站建立起来,在网站中包含了很多丰富的课程内容,从而达到共享资源的目的,学生有了进行自主学习的平台。学生使用教学网站之后说到其中包含的学习资源非常丰富,平时上课没有挺明白的地方,课后可以利用教学网站进行学习,而且教学网站中对重难点知识进行了详细的解释。比如说课后习题以及测试题在教学网站中都有非常详细的解题过程中,学生经过这种方式的学习知识得到进一步的巩固。最后学校应该将一支具备高素质的教师队伍培养出来,只有这样学校的专业建设才能获得更好的发展,同时学生的实践能力也会得到增强。

四、结束语

本文在新工科背景之下分析了通信工程专业信号处理课程群改革的具体方案,在教学内容中增加新的核心技术,从而将教学效果提高上去,同时还达到教学的目的,帮助学生对信号处理技术进行详细的了解,这样一来学生才能与我国经济发展的需求相符。

参考文献:

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作者:邓承志 胡赛凤 张绍泉 田伟 汪胜前 单位:南昌工程学院