项目教学法在数字信号处理课程中的应用探索

　　摘要数字信号处理是通信专业非常重要的一门专业基础课程，也是一门实践性要求极高的课程，具有公式多、概念抽象等特点。针对传统教学过程中学生被动学习的问题，提出将项目教学法引入数字信号处理课程，以激发学生的学习主动性，并进一步探讨项目教学法的实施过程和教师在其中的角色定位问题。

　　关键词数字信号处理；项目教学法；数学公式

　　中图分类号：G642.3文献标识码：B

　　文章編号：1671-489X（2017）22-0113-02

　　1引言

　　数字信号处理（DigitalSignalProcessing，简称DSP）是高等院校通信工程、电子信息工程等专业必修的核心基础课程，它以数字的形式对信号进行采集，利用计算机或专用处理设备对数字信号进行变换、滤波等处理，以得到符合需要的信号形式[1]。DSP课程的教学目标是使学生理解和掌握信号以数字形式处理的基本概念、基本分析方法和处理技术，其授课内容主要包括离散时间信号和系统的基础理论、信号的采样与重建、离散傅立叶变换理论、快速傅立叶算法、数字滤波器的设计等，课程内容的理论性较强，涉及的数学公式推导较多，概念比较抽象且不易理解[2]。

　　传统DSP教学采用的是“教师—课程—课堂”三中心的机械式填鸭方法，将知识点作为现成的结论传授给学生。虽然教学过程可通过详细的数学分析推导和图形动画的形式将抽象的概念和枯燥的理论展示给学生，但学生仍处于一种被动学习的状态，时常会被快速傅立叶算法和数字滤波等内容的繁杂数学公式和推导过程所困扰，未能真正理解信号频域分析思想和原理，存在学不懂、理不清等现象，进而产生畏难心理，失去对本课程的学习兴趣。

　　针对传统DSP教学中学生学习主动性缺乏的问题，在DSP课程教学改革中尝试采用项目教学法，以激发学生的求知欲为目标，通过引入学生身边的实际问题，培养学生探究问题和解决问题的能力，做到对DSP课程知识点的真正理解与掌握。项目教学法是指学生在教师的引导下，通过探索解决预先设计的一个或多个教学实践项目，达到完成课程教学任务的一种教学方法。其核心追求不再是将课本中现成的知识教授给学生，而是以“学生—实践—项目”为中心，要求学生在完成项目的过程中主动寻找解决问题的途径，进而激发学习积极性，培养质疑、探究、分析和解决问题的能力[3]。相较于传统教学方法，项目教学法由强调教师如何“教”转变为引导学生如何“学”，在教学目标、教学主体、教学方式、学习过程、激励形式和教学特色等方面均呈现出不同的特点[4]，具体如表1所示。

　　2项目教学法在数字信号处理课程中的实践

　　项目教学法的设计原则DSP课程知识点具有理论性强、公式推导多、概念抽象难理解等特点，将项目教学法运用于DSP课程应遵循以下几点设计原则。

　　1）以学生为中心的选题原则。需要考虑学生现有理论基础和实践能力，结合课程教学内容，选择难度、规模适中并富有挑战性、真实性、典型性等特点的项目，以充分调动学生的积极性。

　　2）学生实践与教师讲解相结合的原则。学生在项目实践过程中很难独立理解DSP课程知识点的原理并理清所有知识点之间的关联。因此，教师要善于把握理论讲解的切入时机，并将课程各知识点衔接起来，以帮助学生更好地梳理整合课程知识点脉络。

　　3）过程综合评价原则。不同于传统教学方法以作业和考试为评价方式，项目教学法需要根据学生完成项目的情况及实践过程中的表现对其进行综合考评。

　　项目教学法的实施过程

　　1）项目选题。项目选题应涵盖DSP教学目标中离散傅立叶变换理论、快速傅立叶算法、数字滤波器设计等核心知识点，并结合学生前期基础和认知规律，考量项目内容的深度和广度以及学生是否有能力完成项目，避免选题难度过高，挫伤学生学习积极性。

　　2）计划制订。选定项目之后，教师应引导学生制订具体可行的实践计划，以便于学生掌握、调节项目学习活动的进度。此外，教师还要加强与学生的讨论沟通，有意识地对整个项目实践过程进行指导、调节和评价。

　　3）项目实施。项目教学法在实施过程中强调学生之间的协作。教师在项目实施过程中需要根据学生的学习能力、性格特长等因素，对学生进行小组分工，并分配各小组成员的具体任务。在学生遇到问题时，教师应组织学生进行讨论，引导学生通过团队协作完成项目。

　　4）成果展示。在学生完成项目后，教师要指导学生展现其项目成果，在成果展示过程中指导学生进行组内讨论、组间讨论以及师生讨论，目的在于通过交流讨论，让学生弥补自己的不足，学习他人的经验，进一步激发学习动力。

　　5）综合评价。项目评价主要考查学生在项目实施过程中的参与程度，学生解决问题的能力、动手实践的能力以及综合运用知识的能力。评价可采用学生自我评价、小组互评、教师评价相结合的方式，综合评估实施项目的过程，避免传统的以结果为中心的评价方式。

　　3项目教学法在数字信号处理课程中的应用探讨

　　项目教学法的实施效果在将项目教学法应用于DSP课程过程中，对其实施效果进行总结。

　　1）激发了学生的学习积极性。以项目研究形式将生活引进课堂，调动了学生的学习积极性，更激发其内在学习动力，使学生对课程知识点有了更深刻的认识与理解。

　　2）改变了教师与学生之间的关系。教师在教学过程中更多是扮演一个指导者，让学生成为完成项目的具体实施者，充分发挥学生的主体作用。

　　3）提高了学生的团队精神。在实施项目过程中，积极引导学生通过团队讨论解决遇到的项目难题，改变了传统教学中学生独自学习的模式，培养了学生的团队精神。

　　4）提升了学生的综合能力。传统教学法注重理论而缺乏实践。项目教学法的实施让学生在完成项目的过程中不仅学习了专业知识，而且培养了解决问题、与他人沟通等多方面的综合能力。

　　项目教学法实施中应注意的问题由于项目教学法强调学生的主动学习，在实施过程中应注意以下几点。

　　1）避免流于形式。项目实践过程中，教师要注重DSP课程各知识点的内在逻辑，特别针对重点与难点，应采用集中授课教学模式，保证学生掌握必要的理论知识。此外，在学生参与項目活动过程中，教师要指导学生分工明确、各司其职，并注重分享交流，避免部分学生坐享其成。

　　2）避免进度失控。由于项目教学法强调学生的自我探究和交流合作，实践过程存在诸多不确定和不稳定因素，导致学生无法按照项目进度推进项目的实施。因此，教师要时刻关注学生的项目进度，及时发现学生遇到的难点并做出相应的指导。同时，要针对学生实际情况对项目进度进行实时动态调整。

　　3）避免模糊评价。教师对于学生的评价存在一定的主观特性，容易导致评价结果量化的模糊。因此，对于学生的项目检查评估，教师应采用学生自评与他评相结合的方式，从学生解决问题的能力、实施过程中的参与度、知识掌握程度，以及学生在项目完成后各方面素质的提升等多个方面进行综合评价。

　　项目教学法实施中教师角色的重新定位项目教学法改变了传统教学法中以教师为中心的教学模式，学生变为中心，教师转变为教学的指导者和组织者。针对这一转变，教师需要在以下几个方面重新定位：

　　1）教师作为指导者，需要负责设计难度适宜的项目，并在学生遇到困难时，引导学生采用正确的方法解决问题；

　　2）教师作为组织者，需要为学生创建学习讨论的环境，使学生在一个轻松和谐的环境中共同完成项目任务；

　　3）教师作为评价者，需要在项目实施过程中有效组织学生相互讨论，并负责学生的整体评价，以激发学生探究问题的兴趣与学习的主动性。

　　4结束语

　　将项目教学法运用到DSP课程教学中，以项目作为课程知识点的载体，克服了该课程传统教学法的诸多弊端，极大激发了学生学习的兴趣和主动性。同时，教师也需要从教学观念和教学方法上实现由课程执行者到项目指导者与组织者的转变。

　　参考文献 

　　[1]吴镇扬.数字信号处理[M].2版.北京：高等教育出版社，2010. 

　　[2]王祖林，郭旭静.数字信号处理中的通信实例教学探索[J].中国教育技术装备，2010（30）：28-29. 

　　[3]蒋玲萍，赵彦梅，葛庆敏.信息技术教学中项目教学法的应用[J].中国教育技术装备，2015（14）：118-119. 

　　[4]姚珊珊.项目教学法促进学生合作能力培养的应用研究：以南召一高信息技术课程为例[D].河南：河南师范大学，2015. 

    作者：欧阳健等