通信工程專業(yè)信號(hào)處理課程群建設(shè)探究

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［摘要］就現(xiàn)階段我國(guó)各高校通信工程專業(yè)信號(hào)處理課程設(shè)置教學(xué)實(shí)際情況來(lái)看，課程教學(xué)存在一些問(wèn)題，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)水平難以實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍?；诖?，將從新工科視角來(lái)分析通信工程專業(yè)信號(hào)處理課程設(shè)置存在的問(wèn)題，進(jìn)而探討通信工程專業(yè)信號(hào)處理課程群建設(shè)與改革的做法，希望對(duì)提高通信工程專業(yè)教學(xué)水平有所幫助。

［關(guān)鍵詞］新工科；通信工程專業(yè)；信號(hào)處理課程群；建設(shè)

新工科建設(shè)是高等教育改革的重要方向，所以各高校應(yīng)當(dāng)客觀分析教育教學(xué)實(shí)際情況，積極探索新工科建設(shè)之路，以便提高教育教學(xué)的有效性，為國(guó)家培養(yǎng)棟梁之材。新工科建設(shè)最直接的做法是建設(shè)課程群，優(yōu)化課程設(shè)置結(jié)構(gòu)，以便增強(qiáng)課程教學(xué)的針對(duì)性、系統(tǒng)性和有效性，通過(guò)良好的教授和培養(yǎng)，強(qiáng)化學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)。就目前高校各個(gè)專業(yè)課程設(shè)置實(shí)際情況來(lái)看，通信工程專業(yè)信號(hào)處理課程群建設(shè)是非常有意義的，一方面能夠與電子信息工程專業(yè)區(qū)分開(kāi)來(lái)，另一方面能夠明確信號(hào)處理課程的側(cè)重點(diǎn)，進(jìn)而優(yōu)化教學(xué)方法，以便提高信號(hào)處理課程教學(xué)的有效性。

一、通信工程專業(yè)信號(hào)處理課程設(shè)置存在的問(wèn)題

從新工科視角審視高校通信工程專業(yè)信號(hào)處理課程教學(xué)實(shí)際情況，不難發(fā)現(xiàn)課程設(shè)置存在一些問(wèn)題，具體表現(xiàn)如下。

（一）關(guān)聯(lián)課程內(nèi)容重復(fù)或邏輯銜接不夠緊湊

對(duì)大多數(shù)高校通信工程專業(yè)信號(hào)處理課程設(shè)置情況予以了解，確定大多包括信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、MTLAB仿真及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)、數(shù)字圖像處理、DSP技術(shù)及應(yīng)用等。進(jìn)一步了解各門課程教學(xué)實(shí)際情況，不難發(fā)現(xiàn)學(xué)生所學(xué)習(xí)的內(nèi)容有重復(fù)的部分，也有邏輯銜接不緊湊的部分，課程內(nèi)容重復(fù)并非不可，雖然有利于學(xué)生反復(fù)學(xué)習(xí)與認(rèn)識(shí)，但前提是要明確重復(fù)的部分是重要的知識(shí)。而從通信工程專業(yè)信號(hào)處理課程設(shè)置實(shí)際情況來(lái)看，部分重復(fù)內(nèi)容的重要性不強(qiáng)，反復(fù)學(xué)習(xí)不僅會(huì)減弱學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還會(huì)浪費(fèi)學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間，使之無(wú)法有充足的精力和時(shí)間專注于重要知識(shí)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐。課程內(nèi)容邏輯銜接不緊湊，則會(huì)讓學(xué)生以為某部分知識(shí)不重要，從而敷衍學(xué)習(xí)，如此勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致學(xué)生知識(shí)體系不完善，還會(huì)使學(xué)生對(duì)信號(hào)處理知識(shí)理解不夠準(zhǔn)確、全面，相應(yīng)的專業(yè)水平不高。比如信號(hào)與系統(tǒng)課程中傅里葉變換為時(shí)域和頻域變換的橋梁這部分知識(shí)比較重要，是調(diào)制與調(diào)節(jié)的理論基礎(chǔ)，且通信電子線路、通信原理、移動(dòng)通信等方面都會(huì)涉及，但常用信號(hào)的傅里葉變換一節(jié)內(nèi)容中僅用一個(gè)公式簡(jiǎn)單概述，學(xué)生未能系統(tǒng)地學(xué)習(xí)這部分知識(shí)，后續(xù)學(xué)習(xí)通信電子線路、通信原理等課程只會(huì)一知半解。

（二）應(yīng)用類課程偏重理論

通信工程專業(yè)信號(hào)處理課程具有理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)的特點(diǎn)，需要學(xué)生在系統(tǒng)掌握理論知識(shí)的基礎(chǔ)上反復(fù)進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練，如此才能達(dá)到事半功倍的效果。而對(duì)當(dāng)前信號(hào)處理課程教學(xué)實(shí)際情況予以分析，還會(huì)發(fā)現(xiàn)信號(hào)處理應(yīng)用類課程偏重理論體系的完整性，忽略了實(shí)踐價(jià)值，導(dǎo)致學(xué)生在課堂上只能被動(dòng)地、機(jī)械地學(xué)量理論知識(shí)，甚少有機(jī)會(huì)獨(dú)立思考與操作。就以DSP技術(shù)及應(yīng)用課程來(lái)講，其理論部分包括DSP期間的結(jié)構(gòu)特征、軟件體系、編程方法等方面，而應(yīng)用部分僅為IIR和FIR數(shù)字濾波器的硬件設(shè)計(jì)；數(shù)字圖像處理課程的理論部分包括數(shù)字圖像的基本含義、數(shù)字圖像形成的原理等方面，應(yīng)用部分僅為數(shù)字圖像技術(shù)應(yīng)用方法。

（三）實(shí)驗(yàn)課程按單門課程獨(dú)立設(shè)計(jì)

客觀來(lái)講，實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)具有綜合性，盡可能地涉及信號(hào)處理各方面內(nèi)容，以便學(xué)生通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)操作之后能夠?qū)⒏鱾€(gè)知識(shí)點(diǎn)銜接在一起，靈活地、有效地運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題。但對(duì)高校通信工程信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置實(shí)際情況予以分析，不難發(fā)現(xiàn)某些高校所設(shè)置的實(shí)驗(yàn)課程僅圍繞信號(hào)處理重點(diǎn)知識(shí)來(lái)創(chuàng)編實(shí)驗(yàn)題目，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中難以系統(tǒng)地復(fù)習(xí)和運(yùn)用信號(hào)處理知識(shí)，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致學(xué)生通信專業(yè)水平不高。

二、新工科背景下通信工程專業(yè)信號(hào)處理課程群建設(shè)的必要性

所謂課程群是指將若干具有關(guān)聯(lián)性和銜接關(guān)系，能夠相互支撐、補(bǔ)充或強(qiáng)化的單門課程通過(guò)優(yōu)化整合后形成的課程群體。設(shè)置課程群是深化本科教學(xué)改革的具體舉措，有利于深化教育教學(xué)，全方位、深入地教授和培養(yǎng)學(xué)生，讓學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)知識(shí)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練，勢(shì)必能夠更加扎實(shí)地掌握專業(yè)知識(shí)，同時(shí)增強(qiáng)學(xué)生個(gè)人能力、個(gè)人素質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生的全面成長(zhǎng)與發(fā)展。新工科建設(shè)即為高等教育改革和發(fā)展的方向，這就意味著高校應(yīng)合理地調(diào)整專業(yè)課程及教學(xué)，使之符合新工科建設(shè)要求，為培養(yǎng)與時(shí)俱進(jìn)的綜合型人才創(chuàng)造條件?；诖?，在現(xiàn)階段諸多通信工程專業(yè)信號(hào)處理課程設(shè)置不合理，導(dǎo)致專業(yè)教學(xué)針對(duì)性、有效性不強(qiáng)的情況下，應(yīng)以新工科建設(shè)為背景積極探索通信工程專業(yè)信號(hào)處理課程群建設(shè)之路，強(qiáng)化信號(hào)處理課程之間的聯(lián)系，以便學(xué)生能夠系統(tǒng)地學(xué)習(xí)通信工程專業(yè)。通信工程信號(hào)處理課程群建設(shè)，可以與其他專業(yè)相似課程內(nèi)容區(qū)分開(kāi)來(lái)，并且系統(tǒng)地梳理信號(hào)處理的核心課程及輔助課程，讓學(xué)生可以有側(cè)重地學(xué)習(xí)信號(hào)處理知識(shí)，既能減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力，又能夠提高學(xué)習(xí)效率。比如電子信息工程專業(yè)與通信工程專業(yè)均設(shè)置了信號(hào)處理課程，但電子信息工程專業(yè)將數(shù)字圖像處理、語(yǔ)音信號(hào)處理、數(shù)字信號(hào)處理、信號(hào)與系統(tǒng)等課程設(shè)為核心課程，而通信工程專業(yè)僅將信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)設(shè)為核心課程。此種情況下，設(shè)置課程群就顯得尤為必要，既可明確通信工程專業(yè)信號(hào)處理的重點(diǎn)，又能夠方便教師合理地安排課程內(nèi)容，且有效銜接信號(hào)處理知識(shí)，讓學(xué)生既可以有側(cè)重性地學(xué)習(xí)知識(shí)，又能系統(tǒng)地掌握知識(shí)。

三、新工科背景下通信工程專業(yè)信號(hào)處理課程群改革

基于新工科背景下通信工程專業(yè)信號(hào)處理課程群的實(shí)施，可以幫助學(xué)生建立系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)，為未來(lái)學(xué)生靈活、有效地解決通信工程專業(yè)問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。那么，如何進(jìn)行通信工程專業(yè)信號(hào)處理課程群建設(shè)與改革呢？

（一）優(yōu)化課程體系及教學(xué)內(nèi)容

1.優(yōu)化課程體系打造邏輯性強(qiáng)、系統(tǒng)性強(qiáng)、知識(shí)結(jié)構(gòu)完善的信息處理課程群，首先需要教師對(duì)通信工程信號(hào)處理知識(shí)進(jìn)行深入的研究，梳理重點(diǎn)知識(shí)、基礎(chǔ)知識(shí)、難點(diǎn)知識(shí)以及知識(shí)結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上對(duì)涵蓋知識(shí)點(diǎn)的課程進(jìn)行合理劃分，比如數(shù)字信號(hào)處理、信號(hào)與系統(tǒng)均為通信工程專業(yè)的核心課程，信號(hào)處理課程群的基礎(chǔ)部分；數(shù)字圖像處理、DSP技術(shù)及應(yīng)用均為實(shí)踐課程。在此基礎(chǔ)上合理地搭建通信工程信號(hào)處理課程體系。2.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容上文已經(jīng)說(shuō)明通信工程專業(yè)信號(hào)處理課程教學(xué)存在的缺點(diǎn)是課程內(nèi)容重復(fù)，銜接不緊密。為了切實(shí)有效地解決這一問(wèn)題，提高信號(hào)處理課程教學(xué)的有效性，需要進(jìn)一步優(yōu)化課程內(nèi)容。也就是組建課程小組，多名任課教師共同梳理通信處理課程內(nèi)容，將重復(fù)知識(shí)點(diǎn)和銜接知識(shí)摘出來(lái)，分析重復(fù)知識(shí)點(diǎn)在各個(gè)課程中設(shè)置的重要程度，進(jìn)而適當(dāng)刪除部分課程中的重復(fù)知識(shí)點(diǎn)，優(yōu)化課程內(nèi)容；分析信號(hào)處理課程中銜接知識(shí)概述情況，如若存在概述內(nèi)容不嚴(yán)謹(jǐn)、不具體的情況，應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化課程內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上教師合理地設(shè)置核心課程教學(xué)活動(dòng)、實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，勢(shì)必能夠組織學(xué)生有效地、系統(tǒng)地學(xué)習(xí)信號(hào)處理知識(shí)，并且利用知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，最終達(dá)到融會(huì)貫通的狀態(tài)。

（二）改革教學(xué)方法

對(duì)以往高校通信工程信號(hào)處理課程教學(xué)實(shí)際情況予以分析，發(fā)現(xiàn)部分教師習(xí)慣運(yùn)用傳統(tǒng)教學(xué)方法教授學(xué)生知識(shí)，比如實(shí)施灌輸式教學(xué)或“一刀切”教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生被動(dòng)地、機(jī)械地學(xué)量理論知識(shí)，難以真正理解和吸收知識(shí)，更無(wú)法做到靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。為了改變此種局面，除了構(gòu)建通信工程信號(hào)處理課程群之外，還應(yīng)積極改革教學(xué)方法。1.實(shí)施多媒體教學(xué)法積極引用多媒體技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)創(chuàng)新信號(hào)處理課程教學(xué)，實(shí)現(xiàn)板書、多媒體及互聯(lián)網(wǎng)三者相結(jié)合的課堂教學(xué)。在課堂上運(yùn)用板書的方式將理論知識(shí)呈現(xiàn)在學(xué)生面前，以便學(xué)生緊跟教師教學(xué)思路學(xué)習(xí)理論知識(shí)；在此基礎(chǔ)上利用多媒體技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)展開(kāi)互動(dòng)教學(xué)，比如通過(guò)圖片或視頻資料解釋理論知識(shí)，讓學(xué)生更加直觀地、有效地學(xué)習(xí)，提升學(xué)習(xí)效果。2.學(xué)生參與課程講授學(xué)生作為課程教學(xué)的主體，他們不僅需要輸入知識(shí)，還應(yīng)輸出知識(shí)，如此才能檢驗(yàn)自身知識(shí)掌握是否扎實(shí)，發(fā)現(xiàn)自身學(xué)習(xí)不足，以便后續(xù)有針對(duì)性地學(xué)習(xí)，逐漸彌補(bǔ)不足。而要想真正做到這一點(diǎn)，需要教師為學(xué)生創(chuàng)造課程講授的機(jī)會(huì)。比如課前安排某位學(xué)生負(fù)責(zé)某節(jié)課程內(nèi)容的講授，讓學(xué)生做好準(zhǔn)備工作，之后在課堂上進(jìn)行講授；再比如教師布置習(xí)題之后，讓某位學(xué)生到講臺(tái)上講解習(xí)題解答的步驟及涉及的知識(shí)點(diǎn)。3.鼓勵(lì)學(xué)生探究式學(xué)習(xí)通信工程專業(yè)信號(hào)處理課程的邏輯性較強(qiáng)，需要學(xué)生獨(dú)立思考，準(zhǔn)確地理解知識(shí)，之后才能靈活地運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。基于此，課程教學(xué)中還可以鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)，也就是教師結(jié)合課程內(nèi)容及學(xué)生的實(shí)際情況，創(chuàng)設(shè)某一主題并設(shè)置相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生以小組的形式進(jìn)行課程知識(shí)學(xué)習(xí)，之后嘗試運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題，得出答案。這一過(guò)程中能夠鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考的能力并強(qiáng)化學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

（三）創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式

實(shí)踐教學(xué)是通信工程專業(yè)信號(hào)處理課程教學(xué)的重要組成部分，如若不能且有效地解決實(shí)踐教學(xué)問(wèn)題，那么通信工程專業(yè)教學(xué)效果勢(shì)必大打折扣。如何解決實(shí)踐教學(xué)不足呢？要?jiǎng)?chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式，也就是構(gòu)建三平臺(tái)、多層面的階梯式實(shí)踐教學(xué)模式。此種實(shí)踐教學(xué)模式實(shí)施的前提條件是教師應(yīng)樹立CDIO工程教學(xué)模式理念，客觀地分析以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題，進(jìn)而從新工科建設(shè)的視角來(lái)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系及實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。另外，還應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要合理構(gòu)建專業(yè)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

四、結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)越來(lái)越重視綜合型人才培養(yǎng)的當(dāng)下，諸多高校存在專業(yè)課程設(shè)置及教學(xué)不合理的問(wèn)題，導(dǎo)致專業(yè)教學(xué)效果不佳，難以實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)。就以通信工程專業(yè)來(lái)講，通信工程專業(yè)信號(hào)處理課程設(shè)置存在課程內(nèi)容重復(fù)、課程內(nèi)容銜接不緊湊等問(wèn)題。對(duì)此，應(yīng)積極推進(jìn)課程群建設(shè)及教學(xué)改革。

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作者:吳海燕 單位:鄭州西亞斯學(xué)院