赵淑欢1，2 刘帅奇1，2 苏永钢1，2 赵杰1，2 庞姣1，2
河北大学电子信息工程学院 保定 071002）
河北省机器视觉工程技术研究中心 保定 071002）
摘要：数字信号处理作为电子信息类专业的核心课，对专业整体知识系统的构建及学生培养起着重要作用，但因学生学习任务繁重、课程内容枯燥，造成学生对该课程内容的理解及学习程度有限。为提高学生在课堂上的学习效率，对该课程的教学方法及实验进行探索。关键词：数字信号处理 教学实践 OBE
1.引言
数字信号处理是电子信息类专业的核心课程，其在先修课程信号与系统、线性代数等课程的基础上对信号进行数字化处理与分析，为后续的数字图像处理、通信原理、模式识别等课程奠定基础，因此学生对该课程知识的掌握程度对整个专业知识的学习至关重要。课程主要内容包括Z变换、离散傅里叶变换、数字滤波器的设计等用于信息处理处理和分析的内容，授课不理想的话，学生很难对这些知识有整体认知，而是越学越混乱，越学越迷茫。此外，目前部分普通高等院校下学生的状态是：学生课下主动复习时间少；课业繁重，实验作业多；课余时间社团活动、兼职、娱乐；复习压力集中在期末；考试作弊，考试结果不理想。因此对该课程教学与实验改革势在必行。
翻转课堂[1]虽然能调动学生积极性，但要求学生课前自己进行预习，这在大多数普通院校的学生很难完成，反而降低教学效果。大多数慕课[2]课程讲解详细，但缺乏与学生的互动，降低学习兴趣。而在线上教学[3]模式中，教师不能及时准确的掌握学生的学习状况。
我团队教师结合工程教育专业认证经验，以OBE理念[4]为指导，深入思考现有教学模式的利弊，充分考虑该课程的理论难度和实践性强的特点，进行理论和实践教学改革研究，以扎实学生专业基础理论知识、提高学生对知识的掌握能力为、提升学生的实践能力、培养具有自主思维和研创能力的新工科人才目标，对该课程的，对该课程的教学模式和教学理念进行探索。
2.理论教学改革
教学大纲是整个教学过程中的纲领性文件，规范了教学内容和对学生的要求以及具体的考核模式，传统的大纲流于形式，对课程的概述及课程间的联系描述不够清晰，课程定位不够准确，对学生的要求不够具体，没有体现能力提升方面的细致要求，对学生的考核评价方式过于简单，与对学生要求不匹配，其主要形式还是以知识的“灌输”为主，忽视学生的主观能动性，因此其不能发挥本身的指导性作用。
首先，大纲的修订应以激发学生学习潜能，提高学生运用知识的能力为指导思想，从专业课程体系的全局站位对课程进行清晰而严谨的定位，并在课程说明中进行阐述。其次，课程教学目标的设定遵循OBE理念，不能一概写成“掌握***”或“理解***”，应改为学生实际运用知识能力为目标，例如“能够运用DFT对信号进行频域分析”、“能够设计IIR数字滤波器实现对数字信号的滤波及分析”等。最后，考核方式应以教学目标对应，切实对教学目标的要求为准进行考核，最终的考核试卷题目上应能有具体的体现。
教学方法在是整体教学中的关键环节，能第一时间得到学生对授课内容的学习情况，因此要精心设计教学方法。
首先，整体框架的简要讲解。上课伊始就要明确本节课程的要点，及所讲述内容的实际应用。
普通高校学生反馈最多的问题就是我学的这个在实际中有什么应用，因此必须在理论知识讲解前，让学生明确其具体应用，这种讲解应以最新的研究进展或和学生日常生活联系密切的应用为例最好，辅以视频、图像、效果示例、性能对比等，以激发学生的好奇心和学习动力。
其次，以问题为导向，引导学生思考该知识点的原理，给出学生关于该知识点的整体的最简洁的一个理解。
再次，学生首次尝试自己理解知识点并互相学习。讲解完知识点的大致内容后，给学生一定的时间自己去学习该知识点，并记录自己有疑惑的地方，其次学生组成小组并就疑惑的地方交流意见。
最后，教师详细讲解教师对该知识点进行详细讲解，学生也会跟着教师的思路的引导一直思考，在这一过程中有些学生的疑惑会解开。给出具体的例子或习题让学生根据讲解的内容进行求解，在这一过程中可以相互探讨，教师同时在学生中间走动观察学生的解答讨论过程，并记录学生的误区并及时纠正。讨论时间结束后，教师总结下学生的误区，对易出错的部分进行重点讲解。
在这一过程中教师应加强课堂监督，督促学生完成学习和讨论，避免学生上课做课程无关的事情，分组应让不同学习水平的学生混合在一组。同时，讲解过程中应有一定的互动，根据学生的反应情况，了解学生目前对该知识点的掌握程度。
考核评价方式除闭卷考试意外，应加强过程性考核，对学生的平时表现进行综合评价，引导学生注重平时积累与思考。其中，过程性考核主要包含：小组成员互相评价、平时作业评价、课堂思考与提问、自学能力等能激励学生积极参与教学活动的方式进行评价。
3.实践教学改革
实践教学与理论教学相辅相成，是提升学生综合实践能力的重要途径。因此要高度重视实验教学环节，而目前部分实验指导书给出的多是验证性实验，明确给出了实验原理和具体步骤，学生只需按步骤操作即可，实验课失去应有的提高实践能力的作用，故实验环节其总体思想为增加学生的分析和设计能力，减少验证性实验所占课时。
对实验指导书要求尽可能简要明确的给出要设计和分析的具体指标，提示实验中需要用到的知识点，在实验过程中学生应尽量关注于如何自己完成实验，如何通过多种有效手段去查询和解决实验中出现的问题，教师应引导和鼓励学生自己去完成。同时，实验题目的设计上应给学生一定的自由空间，让学生善于发现生活中的问题，自由设定实验内容，培养学生的观察、思考、分析、解决问题的能力。此外，在实验成绩的评定上除了注重实验过程和最终实验结果的考核上，还应加强对学生分析问题能力的考核。
4.结论
本文针对地方性综合高校电子信息类专业的必修课数字信号处理课程的现状和难点，以OBE理念为指导，对教学方案进行一系列的探索，充分挖掘课程的闪光点，提高学生兴趣，增强学生对知识的掌握与运用能力。当然，没有最完美的教学模式，为确保教学质量，应充分利用教学评价体系掌握学生对现行教学方案的反馈意见，不断调整并优化教学过程，提高学生学习效果。同时，授课教师也要不断加强教学模式和方法的学习，多参加教育教学培训，了解最新的教学研究进展。此外，积极鼓励教师参加授课大赛，提高现场教学能力，深化对教育教学的思考，以不同的角度思考扩展课程的实际教学效果。
参考文献
[1]赵富春,汤亚,倪亚红,余秀兰.“翻转课堂”模式下学生课堂学习参与度量表编制[J].江苏高教,2021(04):66-72.
[2] 单迎杰,傅钢善,王一冰,王改花.基于反思文本的慕课学习情感体验特征分析[J].电化教育研究,2021,42(04):53-60+75.
[3] 孟霆,姜海丽,刘艳磊.美国高校基于线上线下混合式教学模式的经验及启示[J].黑龙江高教研究,2021,39(04):80-84.
[4]王洪杰,张东鸣,李争一.OBE理念下地方高师院校人才培养研究——基于应用型课程建设的视角[J].延边大学学报(社会科学版),2021,54(02):101-107+143.
项目资助：教育部2019年第二批产学合作协同育人项目（面向工程教育专业认证的移动通信课程建设，201902137007）；河北省高等教育教学改革研究与实践项目（2020GJJG010， 面向一流本科专业建设的产教学研一体化新型工科人才培养模式探索与实践）