数字信号处理校级精品课程建设探索与实践

　　摘要数字信号处理课程是电子信息学科的重要专业基础课，要求学生熟练地掌握本课程所讲述的基本概念、基本理论和基本分析方法，并能建立基本的数字信号处理模型。对课程发展的现存问题进行分析，从教学内容、教学条件、教学方法和师资队伍建设方面阐述本课程校级精品课程建设规划的目标和发展方向，探索课程改革的新思想，使教学改革成果更好地服务于课堂。

　　关键词数字信号处理；专业基础课；精品课程

　　中图分类号：G642.3文獻标识码：B

　　1前言

　　随着信息、通信、计算机科学与技术的迅速发展，数字信号处理的理论得到快速发展，其应用领域也日益广泛，已渗透到人们日常工作和生活中。从20世纪六七十年代开始，数字信号处理已快速形成一个主要的学科领域，成为各大专院校相关专业的一门重要专业基础必修课程，其课程的学科内容也在不断充实和完善，所涵盖的主要内容有离散时间信号与系统、z变换与离散时间傅里叶变换、离散傅里叶变换及快速傅里叶变换、数字滤波器的基本结构及设计方法[1]。对于电子信息、通信工程类专业的学生来说，这些内容是学习后续专业课程的重要基础，也是实际工作中必不可少的专业基础知识。

　　该课程主要系统地讲述数字信号处理的基本原理、基本方法和基本技术，培养学生在电子信息科学与技术及现代通信领域中从事相关科学研究、教学、科技产品开发、工程设计与管理的能力。通过本课程的学习，使学生认识到数字信号处理理论方法应用与硬件设备结合的重要性，为学生将来从事工程科研实践打下良好的基础。该课程也是信息与通信工程学科研究生入学考试专业复试课程之一，部分学校的博士研究生入学考试也将该课程作为必考科目，所以将该课程建设成为一门校级精品课程显得尤为重要，其建设意义更加突出。

　　精品课程建设就像一把标尺，用来衡量高校教学质量水平发展程度的高低，课程建设涉及课程教学内容、教学条件、教学方法、师资队伍建设等方面。在精品课程建设过程中，教学改革是课程建设的主体，要结合课程的性质、课程专业的定位以及社会对人才的需求等多方面，进行课程建设思路的设计与实施。

　　2课程的现状及存在的问题

　　借鉴参考同类院校相关专业精品课建设经验，同时立足于本院课程教学发展规律，以提升教学质量、建设特色学科与专业为出发点，以强化教师队伍建设为目标，以促进教学改革与研究为课程建设思路，数字信号处理课程已于2015年通过中原工学院校级精品课程建设项目结题，课程后续建设在接下来实践教学中逐步完善。

　　课程现状

　　1）数字信号处理课程的教学选用国家级精品教材，已建成网络教学平台，并开展网上答疑等活动。课程组师资队伍建设情况、教学大纲、教学日历安排、教学多媒体课件及部分相关参考资料（课程习题集和习题解答）已经上传到网络教学平台，学生对网络教学学习积极性较高。

　　2）该课程目前已开设五个实验，其中包含两个综合性设计实验。指导学生利用MATLAB软件对课程涉及的信号处理方法进行仿真验证，进行实验总结，加深对课堂理论知识的理解。课程组已独立编写与教学内容对应的实验教学大纲和指导书，装订成册。

　　3）根据本专业培养计划，结合教学大纲教学内容，于大三第一学期末开设专业课程实践环节（数字信号处理课程设计），配套相关的实验设备，目标在于培养学生本专业方面的综合设计能力。

　　4）为规范教学秩序、调动学生学习积极性，结合教学体系、内容，确定课程考核成绩评定标准为总成绩等于平时成绩与期末成绩之和，平时成绩占20%（实验成绩占70%），期末成绩占80%。

　　5）课程理论讲授课时为50学时，实验为10学时，教授学生专业为电子信息工程和通信工程，授课教师为课程组青年骨干教师。

　　课程存在的问题尽管目前阶段精品课程建设运行基本良好，但是经过课程实践教学，教务处相关人员深入调查、追踪与分析反馈，该精品课程建设过程中仍存在一些制约其发展的相关因素，一些不足逐渐显现出来，主要表现在以下几方面。

　　1）精品课程建设仍然处于预备、试运行阶段，部分教师对于精品课的概念认识依旧模糊不清晰，导致课程建设前期阶段任务进度缓慢，效果不尽如人意。

　　2）完成精品课程建设申报审核工作后，课程组出现课程建设过程中“重申报，轻建设”的现象，疏忽了精品课程建设的监督管理。

　　3）关于精品课建设成果交流、培训、研讨会议，课程组成员教师参加较少，课程建设经验成果多数从网络上获取。

　　4）多媒体教学课件内容涉及理论知识较深，数学公式推导过程较多、较抽象，造成课堂氛围沉闷，学生难以理解，容易产生畏难心里，听课积极性不高。

　　5）网络教学平台建设资源不足，教师授课录像尚未全部上传到网络平台，且大部分内容和教材相似，课外拓展知识较少。

　　6）开放实验室建设处于起步阶段，学生积极性不高，实验设备多为验证性教学使用，专业综合设计性实验欠缺，引导学生进行科技创新方面有待加强。

　　7）师资队伍中优秀青年教师偏少，课程建设后续发展攻坚力量不足。

　　问题分析在课程建设实践中出现的以上影响建设进度问题引起课程组的高度重视，通过听课，与学生进行多次座谈会，并进行梳理归类，同授课教师一起探索课程改革发展，找出问题出现的原因。

　　1）教师缺乏精品课程建设的意识，还未深刻认识到精品课建设对于实现学院教学质量全面提升以及对教师本身职业素质提高、专业技能水平发展的促进作用。

　　2）精品课程建设的监督管理工作没有做到位，学校教务处有相应的管理细则，学院和课程组也应出台相应的管理奖惩政策，并严格执行，使课程建设良性发展。

　　3）面对精品课程建设的严格要求，加上一些培训、研讨会议，部分教师觉得建设程序太烦琐，要求过多，占用较多课外休息时间，缺乏参与课程建设的积极性与主动性。

　　4）课程建设实施过程中缺乏对建设整体性、发展性的规划，教学改革力度、深度不够，教学内容及方法的改革比较保守，没有充分发挥学生的主观能动性，网络教学资源利用不充分，实践性教学环节不够深入，没有课程体系立体化建构的思路和概念。

　　5）师资队伍建设存在不足，未能做到人尽其才，没有充分发挥教师的主观能动性，需要加强引进本专业的优秀青年人才。

　　3课程建设规划

　　作为一项系统化、长期性的教学质量建设工程，如何针对学院实际情况，探索科学、合理、有效的建设原则与路径，是确保精品课程建设顺利进行的基础保障。数字信号处理精品课程建设是信号与信息处理学科专业建设的基础性工程，是教学工作的核心内容之一。为推动和加强学院精品课程建设，改进和提高教学质量，并结合学校教学实际情况，制定本课程精品课程建设规划发展方向。

　　建设目标本课程特点为理论性较强，学生较难理解。因此，课堂上应结合实际案例，引入本专业最新发展科研成果和教学中教改教研成果，浅显易懂地讲解，理论教学与实践教学紧密结合，提高学生学习兴趣[2]；充分利用学校教学资源，并加强校外企业实习基地与在校学生的联系，加深联合培养强度，使学生了解专业前沿知识的最新应用，增强实践型人才培养的力度；考虑课程内容和学生接受程度，改进传统课堂教学方法，开展引导式教学，增加学生思考和实践内容，有效调动学生学习的积极性，使学生乐于实践、主动钻研；组建高水平的师资队伍，形成学术氛围浓厚、结构合理的专业教学团队，并努力进一步建设发展，争取申请省级和国家级精品课程。

　　建设环节本课程主要从以下四方面进行改革，加强建设发展。

　　1）教学内容。教学内容涉及人才培养模式，决定了人才培养的规格，在很大程度上决定了人才培养的质量和水平，必然成为精品课程建设的关键所在。按照学科专业培养计划，在基础性理论和实践教学基础上增加对专业前沿性知识内容的讲解，使学生了解本学科近几年的最新发展成果，以及应用的相关行业，做到专业知识的学习与时俱

　　进；完善专业实践教学环节，修订实践课程教学内容，增加专业综合设计性实践，强化融教学于实践，实现实践反哺课堂教学；鼓励学生参加全国大学生电子设计竞赛，加大竞赛培训力度，在硬件设备调试设计中鼓励学生使用通用实验开发板，提高学生的实践动手能力、创新能力和综合素质[3]；每学期习题课堂增加考研相关专业知识题型，培养学生举一反三的能力，加深对课程重点、难点的理解。

　　2）教学条件：在教材的选用上优先使用国家级优秀、精品教材；完善课程网络教学平台建设，优化网站平台功能，不断丰富课件内容，增加实验案例、考研习题讲解等相关资料内容，完善、优化授课视频，实现视频课堂、多媒体课件、模拟实验、仿真实验、实验预习导航、实验背景知识介绍等网络信息资源的共享，为学生课下的自主学习提供较全面、有效的学习文献资料，满足网络教学平台教学需要[4]；加强与校外实习单位联系，提供更好的专业前沿知识学习环境，同时为毕业生就业创造条件；实验室专业教学实践设备功能更新完善，所有实验仪器设备功能说明、实验指导相关材料齐全，满足开放实验室需要。

　　3）教学方法：课堂中灵活运用讨论式、引导式等多种恰当的教学方法开展教学工作，强化教学中师生互动、生生互动，突出学生主体地位，启发学生与教师一起思考问题、解决问题，有效调动学生学习的积极性，使学生对课程产生浓厚的学习兴趣，主动去问问题、分析问题，增强自主学习的效果；在课堂教学中更多借助于多媒体、实物操作演示等教学手段，把抽象的知识点转化为视频、动画等效果，更直观地呈现给学生，变得浅显易懂，使学生更易接受掌握，更好地激发学生的学习兴趣。

　　4）师资队伍建设：调整完善教师队伍的年龄结构和专业知识结构，根据专业培养需要，加强引进本专业的优秀青年人才，为学科发展注入新鲜血液；加大年轻教师培养力度，鼓励去高等院校继续深造学习，提高业务水平；增加与重点学科院校交流学习的机会，丰富教学思想，活跃教学理念，逐步增强教学改革效果。

　　4结语

　　数字信号处理课程在高校专业基础课程中地位重要，其精品课程建设任重道远，不能一蹴而就，需要脚踏实地，团队协作，把理论教学与实践教学紧密结合，逐步探索出精品课程建设的新思想、新理念，保持学科专业的领先地位，使教学改革成果更好地服务于课堂、服务于学生。

　　参考文献 

　　[1]程佩青.數字信号处理教程[M].4版.北京：清华大学出版社，2013. 

　　[2]袁小平，陈烨，等.数字电子技术校级精品课程建设[J].中国教育技术装备，2016（10）：51-53. 

　　[3]张彦，张涛.《数字信号处理应用技术》课程设计教学研究[J].中国科技信息，2010（20）：316-317. 

　　[4]许倩倩，秦玥，徐紫宜.浅析高校网络教学平台使用现状[J].中国教育技术装备，2016（2）：49-51. 

    作者：徐庆伟