通信工程專業(yè)信號處理課程群建設(shè)探究
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［摘要］就現(xiàn)階段我國各高校通信工程專業(yè)信號處理課程設(shè)置教學(xué)實際情況來看，課程教學(xué)存在一些問題，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)水平難以實現(xiàn)質(zhì)的飛躍?；诖?，將從新工科視角來分析通信工程專業(yè)信號處理課程設(shè)置存在的問題，進(jìn)而探討通信工程專業(yè)信號處理課程群建設(shè)與改革的做法，希望對提高通信工程專業(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)，以便增強課程教學(xué)的針對性、系統(tǒng)性和有效性，通過良好的教授和培養(yǎng)，強化學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)。就目前高校各個專業(yè)課程設(shè)置實際情況來看，通信工程專業(yè)信號處理課程群建設(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)分開來，另一方面能夠明確信號處理課程的側(cè)重點，進(jìn)而優(yōu)化教學(xué)方法，以便提高信號處理課程教學(xué)的有效性。
一、通信工程專業(yè)信號處理課程設(shè)置存在的問題
從新工科視角審視高校通信工程專業(yè)信號處理課程教學(xué)實際情況，不難發(fā)現(xiàn)課程設(shè)置存在一些問題，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
對大多數(shù)高校通信工程專業(yè)信號處理課程設(shè)置情況予以了解，確定大多包括信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、MTLAB仿真及系統(tǒng)實現(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，但前提是要明確重復(fù)的部分是重要的知識。而從通信工程專業(yè)信號處理課程設(shè)置實際情況來看，部分重復(fù)內(nèi)容的重要性不強，反復(fù)學(xué)習(xí)不僅會減弱學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還會浪費學(xué)生的學(xué)習(xí)時間，使之無法有充足的精力和時間專注于重要知識的學(xué)習(xí)與實踐。課程內(nèi)容邏輯銜接不緊湊，則會讓學(xué)生以為某部分知識不重要，從而敷衍學(xué)習(xí)，如此勢必會導(dǎo)致學(xué)生知識體系不完善，還會使學(xué)生對信號處理知識理解不夠準(zhǔn)確、全面，相應(yīng)的專業(yè)水平不高。比如信號與系統(tǒng)課程中傅里葉變換為時域和頻域變換的橋梁這部分知識比較重要，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、移動通信等方面都會涉及，但常用信號的傅里葉變換一節(jié)內(nèi)容中僅用一個公式簡單概述，學(xué)生未能系統(tǒng)地學(xué)習(xí)這部分知識，后續(xù)學(xué)習(xí)通信電子線路、通信原理等課程只會一知半解。
（二）應(yīng)用類課程偏重理論
通信工程專業(yè)信號處理課程具有理論性和實踐性較強的特點，需要學(xué)生在系統(tǒng)掌握理論知識的基礎(chǔ)上反復(fù)進(jìn)行實踐訓(xùn)練，如此才能達(dá)到事半功倍的效果。而對當(dāng)前信號處理課程教學(xué)實際情況予以分析，還會發(fā)現(xiàn)信號處理應(yīng)用類課程偏重理論體系的完整性，忽略了實踐價值，導(dǎo)致學(xué)生在課堂上只能被動地、機(jī)械地學(xué)量理論知識，甚少有機(jī)會獨立思考與操作。就以DSP技術(shù)及應(yīng)用課程來講，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；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）實驗課程按單門課程獨立設(shè)計
客觀來講，實驗課程應(yīng)具有綜合性，盡可能地涉及信號處理各方面內(nèi)容，以便學(xué)生通過一系列的實驗操作之后能夠?qū)⒏鱾€知識點銜接在一起，靈活地、有效地運用知識解決問題。但對高校通信工程信號處理實驗課程設(shè)置實際情況予以分析，不難發(fā)現(xiàn)某些高校所設(shè)置的實驗課程僅圍繞信號處理重點知識來創(chuàng)編實驗題目，導(dǎo)致學(xué)生在實驗操作過程中難以系統(tǒng)地復(fù)習(xí)和運用信號處理知識，勢必會導(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、補充或強化的單門課程通過優(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，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行實踐訓(xùn)練，勢必能夠更加扎實地掌握專業(yè)知識，同時增強學(xué)生個人能力、個人素質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生的全面成長與發(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)信號處理課程設(shè)置不合理，導(dǎo)致專業(yè)教學(xué)針對性、有效性不強的情況下，應(yīng)以新工科建設(shè)為背景積極探索通信工程專業(yè)信號處理課程群建設(shè)之路，強化信號處理課程之間的聯(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)分開來，并且系統(tǒng)地梳理信號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)信號處理知識，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)置了信號處理課程，但電子信息工程專業(yè)將數(shù)字圖像處理、語音信號處理、數(shù)字信號處理、信號與系統(tǒng)等課程設(shè)為核心課程，而通信工程專業(yè)僅將信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號設(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)信號處理的重點，又能夠方便教師合理地安排課程內(nèi)容，且有效銜接信號處理知識，讓學(xué)生既可以有側(cè)重性地學(xué)習(xí)知識，又能系統(tǒng)地掌握知識。
三、新工科背景下通信工程專業(yè)信號處理課程群改革
基于新工科背景下通信工程專業(yè)信號處理課程群的實施，可以幫助學(xué)生建立系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)和能力結(jié)構(gòu)，為未來學(xué)生靈活、有效地解決通信工程專業(yè)問題奠定基礎(chǔ)。那么，如何進(jìn)行通信工程專業(yè)信號處理課程群建設(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、系統(tǒng)性強、知識結(jié)構(gòu)完善的信息處理課程群，首先需要教師對通信工程信號處理知識進(jìn)行深入的研究，梳理重點知識、基礎(chǔ)知識、難點知識以及知識結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上對涵蓋知識點的課程進(jìn)行合理劃分，比如數(shù)字信號處理、信號與系統(tǒng)均為通信工程專業(yè)的核心課程，信號處理課程群的基礎(chǔ)部分；數(shù)字圖像處理、DSP技術(shù)及應(yīng)用均為實踐課程。在此基礎(chǔ)上合理地搭建通信工程信號處理課程體系。2.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容上文已經(jīng)說明通信工程專業(yè)信號處理課程教學(xué)存在的缺點是課程內(nèi)容重復(fù)，銜接不緊密。為了切實有效地解決這一問題，提高信號處理課程教學(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)知識點和銜接知識摘出來，分析重復(fù)知識點在各個課程中設(shè)置的重要程度，進(jìn)而適當(dāng)刪除部分課程中的重復(fù)知識點，優(yōu)化課程內(nèi)容；分析信號處理課程中銜接知識概述情況，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、實踐教學(xué)活動，勢必能夠組織學(xué)生有效地、系統(tǒng)地學(xué)習(xí)信號處理知識，并且利用知識進(jìn)行實驗操作，最終達(dá)到融會貫通的狀態(tài)。
（二）改革教學(xué)方法
對以往高校通信工程信號處理課程教學(xué)實際情況予以分析，發(fā)現(xiàn)部分教師習(xí)慣運用傳統(tǒng)教學(xué)方法教授學(xué)生知識，比如實施灌輸式教學(xué)或“一刀切”教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生被動地、機(jī)械地學(xué)量理論知識，難以真正理解和吸收知識，更無法做到靈活運用所學(xué)知識解決實際問題。為了改變此種局面，除了構(gòu)建通信工程信號處理課程群之外，還應(yīng)積極改革教學(xué)方法。1.實施多媒體教學(xué)法積極引用多媒體技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來創(chuàng)新信號處理課程教學(xué)，實現(xiàn)板書、多媒體及互聯(lián)網(wǎng)三者相結(jié)合的課堂教學(xué)。在課堂上運用板書的方式將理論知識呈現(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；在此基礎(chǔ)上利用多媒體技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來展開互動教學(xué)，比如通過圖片或視頻資料解釋理論知識，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，還應(yīng)輸出知識，如此才能檢驗自身知識掌握是否扎實，發(fā)現(xiàn)自身學(xué)習(xí)不足，以便后續(xù)有針對性地學(xué)習(xí)，逐漸彌補不足。而要想真正做到這一點，需要教師為學(xué)生創(chuàng)造課程講授的機(jī)會。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)生到講臺上講解習(xí)題解答的步驟及涉及的知識點。3.鼓勵學(xué)生探究式學(xué)習(xí)通信工程專業(yè)信號處理課程的邏輯性較強，需要學(xué)生獨立思考，準(zhǔn)確地理解知識，之后才能靈活地運用知識解決實際問題?；诖?，課程教學(xué)中還可以鼓勵學(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)行課程知識學(xué)習(xí)，之后嘗試運用知識解決問題，得出答案。這一過程中能夠鍛煉學(xué)生獨立思考的能力并強化學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。
（三）創(chuàng)新實踐教學(xué)模式
實踐教學(xué)是通信工程專業(yè)信號處理課程教學(xué)的重要組成部分，如若不能且有效地解決實踐教學(xué)問題，那么通信工程專業(yè)教學(xué)效果勢必大打折扣。如何解決實踐教學(xué)不足呢？要創(chuàng)新實踐教學(xué)模式，也就是構(gòu)建三平臺、多層面的階梯式實踐教學(xué)模式。此種實踐教學(xué)模式實施的前提條件是教師應(yīng)樹立CDIO工程教學(xué)模式理念，客觀地分析以往實驗教學(xué)存在的問題，進(jìn)而從新工科建設(shè)的視角來創(chuàng)新實驗室、實驗教學(xué)體系及實驗教學(xué)方法。另外，還應(yīng)根據(jù)實驗教學(xué)需要合理構(gòu)建專業(yè)的實驗平臺、基礎(chǔ)實驗平臺及創(chuàng)新實驗平臺。
四、結(jié)語
在我國越來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)不合理的問題，導(dǎo)致專業(yè)教學(xué)效果不佳，難以實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)。就以通信工程專業(yè)來講，通信工程專業(yè)信號處理課程設(shè)置存在課程內(nèi)容重復(fù)、課程內(nèi)容銜接不緊湊等問題。對此，應(yīng)積極推進(jìn)課程群建設(shè)及教學(xué)改革。
參考文獻(xiàn)：
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作者:吳海燕 單位:鄭州西亞斯學(xué)院