数字信号处理网络课程教学探索与实践

[摘要]文章阐述了数字信号处理网络课程教学的优势及可能性，从多方面较详尽的总结了实施数字信号处理网络课程教学的具体措施和方法，给出了较为清晰的网络课程框架，并分析了网络课程在各方面给学生学习带来的方便，讨论了网络课程教学存在的问题及思考，对网络课程的进一步完善做了展望。

[关键词]数字信号处理；网络课程：教学探索；教学实践

[中图分类号]G40―057

[文献标识码]A

[论文编号]1009―8097(2009)13―0260―02

数字信号处理在现代信息科学技术教育中所起到的作用是显而易见的。21世纪信息时代的浪潮席卷而来，带来了现代信息技术的飞速发展。作为一门基础的入门课程，数字信号处理是打开信息科学的一把钥匙。如何更有效的引领学生进入这一科学领域，并初步了解数字信息科学的基础理论，是数字信号处理课程教学过程一直在孜孜探索的问题。

计算机的普及，网络技术的快速发展，以及DSP各种软硬件的广泛使用，使得我们在数字信号处理课程中的教学手段趋向多元化，以计算机和互联网为教学手段的网络课程教学也成为可能。网络课程教学以其优越的开放性、交互性、共享性、协作性和自主性，已成为教育改革的趋势和方向。

一　课程教学的优势及可能性

1　教学资源丰富，手段多样

网络课程集合了各种丰富而有效的资源，以多样网络手段提供给老师和学生。学生可以很方便的在线学习数字信号处理各方面的知识。这些资源包括：网络课件、实验教学、实践教学、图片动画库、习题及试题库、概念检索等。学生不仅可以在线学习相关的理论和实验的课程内容，利用习题和图片动画加深理解，深化学习，还可以根据自己的实际进行在线测试。在这里学生还可以查阅数字信号处理教学历年在实践方面所取得的成果。

2　教学更生动、形象

网络课程丰富的资源和多样的教学手段，使数字信号处理的教学更生动更形象，因此学生学习起来也更轻松更容易。数字信号处理是一门理论性较强的学科，公式多，概念抽象，推理繁琐，过程复杂，理解困难。在传统的课堂教学中，由于缺乏有效形象的手法，单凭老师的讲解，学生难以跟上老师的思维和节奏，造成较为普遍的概念不清晰、理解不透彻等现象，最终给学生更深一步的学习带来困难。而网络课程利用各种有效辅助手段，将许多较为复杂的问题形象化，以帮助学生加深理解。例如，离散卷积理解和计算都比较复杂，网络课程通过动画演示的形式非常形象的演示了离散卷积的整个过程，从而帮助学生在较短的时间内有效的掌握离散卷积的运算。理论课教学难免会感觉有些枯燥，容易使学生陷入思维疲劳，而网络课程界面友好，层次分明，易于导航定位，人性化设计，非常方便学生开展学习。

3　互动开放式教学使学生的学习更主动。

在网络课程的站点上，学生和老师之间可以进行方便而快捷的互动，学生有任何数字信号处理方面的问题，都可以通过互动平台向老师和其他学生进行交流探讨。网络课程教学打破了传统课堂教学刻板的课程设置和时间制度，学生可以随时随地根据自己的需要，选择适合自己的课程进度和学习方式，从而达到更好的学习效果。

4　计算机的普及和上网的便利使网络课程教学的实施成为可能。

实施网络课程教学的一个重要条件是计算机的普及应用，和上网条件的便利。结合学校的实际情况，条件是成熟的。数字信号处理是大三的必修课程。我校三年级的计算机普及率较高，80％以上的学生拥有自己的电脑，每位学生通过申请都可以拥有自己的网络端口。这些有利的条件给了网络课程的实施以强有力的支持。

二　网络课程教学的实施

实施网络课程教学，其关键环节是知识体系的架构和建设。要达到学生在较短时间内高效而牢固的掌握数字信号处理的基本概念和基本理论，除了要提供丰富的资源以外，优化知识架构、采用积极有效的网络手段也是必不可少的。

1　在理论和实验教学方面，我们以原有的多媒体课件为基础，加以改进编写了新的网络课件。理论教学方面，原有的多媒体课件过于冗长，使用起来不够方便，针对这一缺点，我们对各个章节加以细化，使其知识脉络更加清晰明了，更易于学习使用。同时针对各章节的重点难点通过相关的例题和习题进行解析。为了适应不同学生的学习习惯，我们还提供了原有的多媒体课件。同时利用网络服务器上的数据库建立一个数字信号处理概念检索库，学生可以通过检索系统对相关概念进行检索。管理员可以通过后台管理系统向数据库中添加新的概念条目，也可以更改或者删除已有的概念条目。实验教学方面，鉴于Matlab是本课程主要的实验工具，而学生使用该软件的水平又参差不齐，因此除了必要的实验内容讲义外，针对不熟悉Matlab的学生专门编写了Matlab讲义，帮助学生完成实验。为了规范实验报告的撰写格式，我们挑选了一些较优秀学生实验报告加以展示，供学生参考。

2　使用各种计算机辅助手段深化学生学习。网络课程开辟了专门的图片、动画和视频教学录像专栏。一些较抽象的基本概念和理论推演通过图片和动画(有Java动画和Flas两种)的形式得以生动形象的演示出来，使原本较为复杂的问题变得通俗易懂，进而增强学生对概念理论的感知和领悟。对于视频教学录像，担任主讲的教师都是数字信号处理这门课程资深的教授，有着丰富的教学经验，对知识的讲解透析明了。建立习题和试题数据库，学生可以对所学习的知识进行在线的测试和检验，以巩固学习的效果。习题库按照章节次序提供了各章节的习题解答，辅导学生解决课后疑难。试题库的一大特色是能够自定义题型分值，在线生成和预览整套试题：在后台方面，管理员可以根据需要添加或者删除试题以及设置每道试题的分值。

3　建立师生互动平台，学生在学习本课程过程中遇到的所有问题，或者有新的学习方法、心得体会，都可以和老师和其他学生在平台上交流、探讨和分享；学生在这里还可以了解到一些数字信号领域的最新资讯动态，并一起参与讨论，激发学生对前沿科技的了解和关注。

4　专门开设了实践成果展示栏目。我们将历年来学生参与各种竞赛、研究项目(例如挑战杯、电子设计竞赛、学校的学生研究计划、百步梯攀登计划等)所取得的优异成果加以展示，一方面激励学生的学习热情，一方面鼓励学生积极参与实践和研究，激发学生的创新精神。

5　学生电子版作业在线提交。提供学生将电子版的作业直接提交到服务器文件系统，同时管理数据库记录学生以及所提交作业的相关信息。任课教师可集中下载提交的作业进行批改，免去了采用电子邮件提交电子版作业的诸多麻烦。

三　存在的问题及思考

1　较之传统的课堂教学，网络课程教学的一个显著的特点是没有老师的现场讲解和指导，完全依靠学生自主的学习，由此引发的问题的是老师无法通过网络课程教学，直接了解到学生实际的学习情况，也无法根据学生不同的实际情况因材施教。学生的知识水平难免有不同程度的差异，再加上数字信号处理本身的特殊性(如公式多，概念抽象，推理繁琐，过程复杂，理解困难等)，如果完全脱离老师课堂上详细的讲解，可能会给很多学生的学习带来不少的障碍。因此，网络课程教学在现阶段仍然只能以辅助教学的形式存在，传统的课堂教学依然主要的教学方式。

2　网络课程毕竟是一种新的教学方式，在内容和形式上都还存在很多亟待改善的地方，还难于满足学生各方面的学习需求。尤其在内容方面，许多相关材料还需要进一步的整理和补充，而且这是一个长期的过程。

3　网络课程教学是开放式的教学，完全依靠学生自主的学习。于是学生使用这一网络资源的频率和效率就成了一个很突出的问题。如何提高学生使用网络课程的频率和效率是我们今后探索的一个重要课题。

网络课程教学是一种全新的教学方式，是一种有效且可行的教学手段，它给学生提供了更多高效的获取知识的方式，给了学生更多自主的空间。网络课程所具备的优势是传统教学方式无法比拟的，弥补了传统教学的许多不足，同时也极大的缓解了教师的教学压力，减少了教师的工作量。在数字信号处理网络课程教学探索过程中我们遇到的突出问题使我们深刻的感受到，网络课程教学是一个长期而艰巨的任务，是一个循序渐进的累积过程。在今后网络课程教学的探索过程中我们还有很多的工作要做，因此我们要发扬锐意创新，勇于进取的精神，积极吸收同行优秀的成果，以优化和完善数字信号处理网络课程教学体系。

参考文献：

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