交互式教学模式在“数字信号处理”教学中的运用

摘要：针对独立学院“数字信号处理”课程教学中存在的问题，运用交互式教学模式，以“试验课”的方式进行教学改革试点，收到了较好的教学效果。交互式教学模式教学调动了学生学习的主动性和积极性，提高了学生学习兴趣，培养了学生的创造性、应用性和独立性等能力，对培养符合市场需要的DSP应用人才具有重要意义。

关键词：DSP课程；交互式教学模式；课堂教学改革

作者简介：邓攀（1986-），男，湖南祁阳人，南华大学电气工程学院，助教；魏玮（1986-），女，湖南祁东人，南华大学三力公司，助理工程师。（湖南 衡阳 421001）

基金项目：本文系2013年南华大学船山学院高等教育改革与研究项目（项目编号：2013CY003）、湖南省教育科学“十二五”规划项目（项目编号：XJK013CGD111）的研究成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0084-02

独立学院作为一种在公办高校中引入民办运营机制的特殊办学模式，现已发展成为一支独特的高教办学力量。目前，独立学院课堂教学现状令人担忧。主要是一部分老师对独立学院人才培养目标、教学质量定位没有深入研究，按母体学校的教案、讲稿给独立学院学生讲课，课堂上学生“听不懂”、“跟不上”，因此逃课现象时有发生。课堂教学质量直接影响人才的培养质量，提高人才培养质量首先是要提高课堂教学的质量。如何保证和提高课堂教学质量，把独立学院学生培养成为有创新能力的高级应用型人才，已成为独立学院急需探讨解决的问题。

在当前高等教育国际化发展潮流中，“以教师为中心”的教学模式必然向“以学生为中心”的教学模式转化。[1]能把学生学习的主动性调动起来教会学生自学的老师，无疑是最好的老师。[2]有研究者表明：“尽管中国大学的课堂教学有其自身的特色，但从美国大学课堂教学在成功培养出创新型人才的作用中，有必要反思我国的大学课堂教学模式。”美国高校的“交互式教学”、“范例教学”和“小组合作学习”等教学模式，对改变“满堂灌”、“一言堂”的课堂教学方法具有较强借鉴作用。课堂教学存在的最根本问题是教学模式的选择问题。如何选择课堂教学模式，提高课堂教学质量，无数教育教学工作者都有过探索和实践。在吸取前人研究成果的基础上，考虑“数字信号处理”（以下简称DSP）课程理论性很强而且非常抽象，学生难以理解和掌握，笔者在DSP课程教学中运用交互式教学模式，以“试验课”的方式进行教学改革试点，并将科研融入教学，将MATLAB软件引入教学中，将实际系统设计与上机实验融为一体，并改革作业和考核方式等。运用交互式教学模式教学调动了学生学习的主动性和积极性，提高了学生学习兴趣，培养了学生的创造性、应用性和独立性等能力，对培养符合市场需要的DSP应用人才具有重要意义。

一、DSP课程教学中存在的一些问题

DSP课程是高等院校电信类专业一门重要的专业课。DSP课程理论性很强而且非常抽象，学生难以理解和掌握，对独立学院基础相对薄弱的学生来说，学习本课程有一定困难。笔者做了一项为什么“逃课”的调查：60%的人觉得“听不懂”、“跟不上”，“课程枯燥无味”；40%的人将原因归结为“学生缺乏自制力和进取心”。尽管逃课原因有多种，但课堂教学中确实存在“满堂灌”、“一言堂”的问题。这种“满堂灌”、“一言堂”教学方式，课堂上缺少可贵的互动交流和探究创新，课堂气氛沉闷，课堂含金量低。

DSP课程是一门实践性很强的课程。实践性很强的课程没有足够的实践很难达到理想的教学效果。一般学校实践学时是10学时左右，由于实践学时较少，机房有限，存在实际系统设计与上机实验没有融为一体，理论教学和实践教学脱节，对此，学生反响很大。

DSP课程考核方式多为闭卷考试。闭卷考试考核了学生的理论水平，但没有考核学生的实际动手能力，不利于培养符合市场需要的DSP应用人才。

针对DSP课程教学存在的主要问题，运用交互式教学模式，以“试验课”的方式进行教学改革试点，收到了较好的教学效果。

二、交互式教学模式的运用

课堂教学模式是从教学内容、教学目标和任务、教学过程，直至教学组织形式的整体、系统的操作样式。教学模式众多，各具特色，需根据具体情况进行选择。基于目前课堂上存在的主要问题是“满堂灌”、“一言堂”，缺少师生互动，选择一种以师生对话为背景构建的互动教学方式做教改试验。

交互式教学模式是通过一种以师生对话为背景构建的互动教学方式。[3]交互式教学的目的是构建一个互相尊重、信任和平等的学习氛围，通过对话和倾听实现师生之间和学生之间的双向沟通，在合作学习中加深对新概念的理解。交互式教学过程一般分为两个阶段：师生交互阶段和学生交互阶段。在教学过程中始终强调师生互动，教师精心设计课堂提问，学生主动参与对话；学生提出问题，学生与学生对话。在交互式教学中，互动效果取决于教师选择的教学内容及设计的问题是否适合不同基础的学生。对独立学院的学生，基础相对薄弱，要从最简单的问题入手，步步引导，层层深入，调动学生学习主动性和积极性，才有可能进行有效互动。在交互式教学中，学生需进行课前阅读。上课前一周，教师提供相关的课前阅读材料，学生把课前阅读的问题、困惑、个人思考或见解带到课堂。在课堂互动和讨论中，学生进一步提出问题，拓展思维，找寻方法和路径，以达到预期的教学效果。

交互式教学模式“试验课”的设计，首先要精心选择“试验课”的内容，内容是否合适是“试验课”成败的关键，这需要教师认真钻研教材和交互式教学模式。其次，教师精心设计课堂提问，精心制作多媒体互动课件。教改“试验课”要发挥多媒体的优势，通过多媒体课件的演示和互动，学生主动参与师生对话，并引导学生提出问题，实现学生互相对话，使课堂变得形象、生动、灵活。设计时适当将老师的科研融入教学中，将MATLAB软件引入教学中，将实际系统设计融入教学中。例如，在讲新课前，教师设计复习性简单问题，调动学生进入互动状态；再将新内容设计成一个一个推导性问题，一步一步深入，以达到学会新知识的目的；再设计比较、应用等高层次问题，并将科研开发中遇到的问题和解决方案穿插在课堂中，使学生对DSP应用系统的开发有感性认识。同时激发学生间的互动，让学生从多种角度来比较、应用，学会在比较中发现非常相似事物中的细微不同，学会在应用中发现自己的创造力，培养学生的创新思维能力。另外，在上“试验课”前，请课程组老师和同行专家听课、评课、讨论、分析和总结，并反复修改和完善后才予以实施。教改“试验课”学生参与积极性高，课堂互动效果好，受到了学生好评。

课堂作业采用提问方式，让学生主动回答。这样学生不是一味从书上找答案，而是主动思考，在寻找答案的过程中主动去学习。

将实际系统设计与上机实验融为一体。将MATLAB软件引入教学中，使枯燥难懂的理论变得有趣、易解，学生能直观地领会分析方法和处理结果，极大地激发了学生的学习兴趣，同时提高了学生的动手能力和创新能力。如数字滤波器的设计，在实验室要学生对实际系统进行分析与改进。又如录制一段声音信号或者图像信号进行去噪处理的MATLAB仿真与DSP实现。

改革考核方式。综合评定学生成绩时，考虑学生课堂互动参与程度、作业和实验情况。将理论考试和实践考试相结合，理论考试采用开卷形式，主要考核学生对知识的理解和掌握情况，而不是考一些“死记硬背”的内容。实践考试考核学生对实际系统设计、分析、处理和动手能力。

三、交互式教学模式实践试点效果分析

交互式教学模式，在教学过程中始终以师生对话为背景，以问题的逐步开发为主线，学生带着问题深入思考，学习的自觉性、积极性得到充分的调动；在相互交流探讨中解决实际系统设计的问题，激发了学生的创新精神和团队合作意识；在师生互动过程中，学会了发现问题，提高了分析问题和解决问题的能力；改革作业和考核方式，检验了学生实际系统设计、分析、处理能力，提高了学生的实际动手能力。教改“试验课”，以“点”带“面”，并及时总结经验，发挥了“试验课”的示范、带动作用，为全校教师提供参考借鉴。

从实践试点班级来看，经过一个学期的试验，该班学生学习积极性大大提高。“试验课”不存在“听不懂”、“跟不上”等问题，学生普遍认为“试验课”能调动自己的学习兴趣，在课堂参与中提高了自己的能力，课堂效果好，教改试点班级DSP课程期末总评成绩及格率为100%。

试点班级学生人数少，运用交互式教学模式的“试验课”，能人人参与，互动效果好。如果班级学生人数太多，建议分组进行。

实施交互式教学模式教学，必须把握“课前阅读，课堂参与和课后讨论”[4]三个重要环节，才能达到预期的教学效果。教师提供课前阅读材料，要求学生课前阅读。阅读材料包括阅读教材、文献、案例、评论或者网络文章等等；老师要求学生课堂参与，学生课堂参与程度记平时成绩，课堂上学生根据课前阅读和课堂知识内容提出有价值的问题，对课堂要有贡献；课后学生自愿组成小组进行讨论，也可以预约和老师进行讨论。课程涉及的问题到课后进一步讨论，走访业内人士，了解社会，拓宽视野，促使学生在学习中发挥最大的潜能，建立自信心和使命感，并找到自我价值。

四、下一步研究的大体设想

对已进行的交互式教学模式“试验课”，做更深入具体的总结分析，进一步完善，并选择更多合适内容设计交互式教学模式“试验课”，以“点”带“面”，逐步改变“满堂灌”、“一言堂”的课堂教学方式。

以优化教学模式为突破口，进行多种教学模式教改试验，如：“范例教学”、“小组合作学习”等。进行多种课堂教学模式改革实践，推进教学模式从以“教师”为中心向以“学生”为中心转移。“让学生成为学习的主体”、“让学生学会学习”，培养学生的创造性、应用性和独立性等能力，以真正提高人才培养质量。

下大力气克服一切困难和阻力，在实践中不断认识课堂教学改革的重要性，并切实做到解放思想，脚踏实地，循序渐进，调动一切有利因素，切实做到不断深化课堂教学改革，提高课堂教学质量。

参考文献：

[1]李曼.以学生为中心的信息化教学模式架构研究[J].中国大学教学，2012，（8）.

[2]叶志明.课程教学中应该教给学生什么[J].中国高等教育，

2012，（19）.

[3]赵敏娜.美国高校三种典型课堂教学模式探讨[J].比较教育研究，2004，（4）.

[4]张丽娟.美国高校教学模式的三个重要环节[J].中国高等教育，