从提高学生实践能力谈某课程群的教学

王瑞

[摘 要] 以提升大学生的实践能力为导向，从我院实际情况出发，研究高校“数字信号处理”课程群结构及各课程之间的关系；探讨课程群中课程教学及实验教学方法；并探讨了我院该课程群的建设情况，对提高电子信息类专业人才培养的质量和综合能力具有重要意义。

[关键词] 课程群建设； 理论教学； 实践教学； 实践能力

[中图分类号] G42 [文献标志码] A [文章编号] 1008-2549（2016） 04-0108-02

随着科学技术的快速发展，大规模集成电路技术、数字信号处理器等已经在机械、通信、电子信息、航空、医疗及人们的日常生活等领域得到广泛而深入的应用。作为二类本科院校，一方面力争培养较多的能够进一步深造的学生，另一方面力争培养有更多更好应用实践能力的学生。如何学习数字信号处理理论、方法和应用，是电子类和测控类专业学生学习和提高教育教学质量的迫切需要。

以往的课程建设是以单门课程为主，涌出过很多优秀课程，为教学改革、提高教学质量起到了良好的推动作用。我们都知道“数字信号处理”课程是高校电子信息类专业本科生的一门重要的专业基础课，他本不是一个独立课程。现在为了适应电子科学技术的快速发展和提高大学生的培养质量，我院数字信号处理教学的老师们组成团队，从优化课程教学设置开始，调整教学内容，调整教学学时，调整理论教学学时与实践教学学时的比例，调整教学进度，并着力改进教学方法，形成了“数字信号处理”课程群。

课程群就是把具有相关性或一定目的的不同课程编排到一起，组成一个“群”，进行系统地学习和教授。数字信号处理课程群建设主要由数/模电子技术、信号与系统、自动控制原理、数字信号处理、DSP原理及应用、嵌入式系统等课程组成。对该课程群进行合理规划统筹安排，努力提高课程群内课程的教学质量，使学生循序渐进地掌握信号的获取、处理及其实现和应用的方法与技术，并能够基于软硬件平台构建信号处理系统，提高信号和信息处理的理论水平和应用能力，为学生继续学习打好基础，也为学生尽快适应信息处理实践做好准备。

一 “数字信号处理”课程群结构

“课程群”是什么，教育界有着不同的看法，概括起来就是认为“课程群”是由在内容上紧密相承、相互渗透、互补性较强的几门同系列课程组合而成的有机整体，各自配有相应的课程大纲，并按照课程框架组织课程建设，以获得课程体系的整体优化，是具有学科优势的课程。“数字信号处理”课程群构成框架，如图1所示。

由图1可以看出，“数字/模拟电子技术”是整个数字信号处理课程群最基础的部分；“信号与线性系统”、“数字信号处理”是课程群中的基础理论部分，是两门关联很紧密的专业基础课，是电子信息类专业的基础核心课程；“数字/模拟电子技术”和“信号与线性系统”及“数字信号处理”组成基础模块； “单片机原理及应用”、“DSP原理与应用”，又是数字信号处理课程理论的硬件实现，是理论联系实际的硬件平台，所以“单片机原理及应用”、“DSP原理与应用”和“数字信号处理”组成理论实践模块；“集成电路原理与应用”“嵌入式系统”和“图像处理”是理论和实践的具体应用，所以这三者组成应用模块。其中“数字信号处理”在前两个模块中有交集，体现了“数字信号处理”课程的重要地位。

二 群课程教学

1 群课程的理论教学

从我院学生的实际水平考虑，学生起初对于数字信号处理的理论概念感觉都很抽象，不能很快理解透彻；而且还涉及到很多数学知识。为尽快解决课程概念抽象等问题，我们将传统教学与多媒体教学相结合，且多媒体中多做动态化演示，以加速学生对抽象性概念的理解；以求挖掘学生的创新思维能力。当然，在操作过程中，正确处理好传统教学与多媒体教学之间的关系，才能提高学生的学习兴趣，调动学习的积极性，提高教学效果。

在课程群的理论教学中，我们正在使用的方法是比较多的。对于简单公式、概念，就要求对数学公式口头描述，强调从公式所代表的具体意义去理解公式、概念；对于复杂概念或公式可以用动态图表进行解释：如DSP算法线性缓冲区法和循环缓冲区法是个难点内容，采用动态图表法，则可以将取数、乘、数据下移、指针上移等诸多繁琐的内容全部清清楚楚地表示出来了。这样有利于学生的记忆和理解，有利于学生对抽象概念的还原。

在理论教学中还有一个比较重要的方法就是指导学生自主学习。为了拓展学生的知识面和提高对知识的综合运用水平，一方面可以通过实验指导学生进行自主式学习，这一点在课程群中课程所涉及的实验中可以进行，如单片机实验、DSP实验、集成电路实验等。同时课外参加设计比赛，我院对电子信息类专业学生都设有学生用实验室，这些实验室里学生自主学习设计且有专业老师指导。另一方面教师在授课过程中利用自己在科研中积累的实际经验介绍知识点在实际中的具体应用，来扩展学生的知识面和提高学习兴趣。

2 群课程的实践教学

马克思曾指出，理论与实践之间是辩证统一的。在课程领域中，理论与实践的联系同样是辩证统一的。实践课程是建立在理论课程之上的，理论课程是实践课程的基础，只有在学好了一定基础的理论知识之后才能更好地进入实践课程的学习；同时，一定的实践课程又会检验理论课程的学习效果，又会帮助学生将所学知识转换到现实生活 。在不断的实践中，学生就会通过其主观能动性来发现更多的理论知识，由此达到学习的最优效果。当然，在“数字信号处理 ”课程群的实践教学中，我们始终以提高学生的实践能力为目的的 。

首先，基础实验模块。就是“数字信号处理”课程群中每门课程的基础实验，如数/模电子技术实验有12个，单片机原理及应用实验有12个，DSP原理及应用实验有6个等，各自有验证性的、设计性的 、综合性的。其次，专业综合实验模块。就是在基础实验模块的基础上设立综合实验，其可以是基于软件编程的，也可以是基于硬件设计的。我院的综合实验平台大多是基于软件的，如基于Matlab的、基于Labview的、基于PSpice的等等。利用综合实验平台对“数字信号处理”课程群中的课程内容进行仿真模拟，不仅可以加深学生对基础理论实验的认识和理解，而且可以减少实际设计研究的时间加快进程。再次，就是研究性实验模块。从群课程中升华出来的课题、探究性学习实验都可以在此进行。

不管是理论还是实践都是从基础到专业再到提升与扩展，可以看出学习和教学都是循序渐进的过程，也是不断自我完善自我修正的过程。

3 课程群建设

就我院实际情况来说，“数字信号处理”课程群中的课程界定不是很明确，因为学生所学课程都有或多或少的联系，也是不可能界定很明确的。理论教学上，文中所提到的教学方法每个代课老师都已经采用，还有很多其他的教学方法也在用；实践教学中，实验平台的划分不是很具体，由于空间的限制，每个实验室可以承担的实验很多，文中所提及到的几个实验模块都已具备且还在不断完善。

课程群建设还在于，依据技术发展和社会的需求，不断审核课程目标、整合课程、完善课程内容并不断优化课程实施方案，为加强学生能力的培养做好铺垫。

总之，随着社会的发展，人才培养的质量和要求在不断提升。本文从学院实际情况出发，对“数字信号处理”课程群结构及其关系、群课程的理论教学及实验教学方法进行深入分析；并从硬件和软件两方面探讨了我院“数字信号处理”课程群建设情况。这不仅对该课程群进一步建设具有重要意义，而且对提高电子信息类专业人才培养的质量和综合能力提升具有重要意义。

参考文献

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