關(guān)于“數字信號處理”課程教學(xué)改革的研究與實(shí)踐論文
一引言
近些年，辯論式教學(xué)模式越來(lái)越受到人們的青睞，因為文科具有不明確答案的學(xué)科特點(diǎn)，便于應用辯論式教學(xué)模式，因此辯論式教學(xué)模式被廣泛地應用在文科的教學(xué)領(lǐng)域。例如，歷史課上以“辛亥革命是否成功了”作為辯題展開(kāi)討論，政治課上提出“小悅悅事件折射的是法律的不完善還是還是人性的丑陋”這一辯題等。然而在理科的教學(xué)領(lǐng)域，辯論式教學(xué)在近些年也已被提出，但多為偽開(kāi)放性的辯題，即答案仍然唯一確定，而讓學(xué)生在未了解答案前進(jìn)行辯論。除此之外，辯論式教學(xué)模式在理科教學(xué)領(lǐng)域的應用與其在文科教學(xué)領(lǐng)域的應用相比，也還是相對少見(jiàn)的，而將辯論賽引入到理科教學(xué)當中至今還未見(jiàn)報道。
二理科教學(xué)引入辯論式教學(xué)的意義
在我國傳統的理科教學(xué)模式下，老師向學(xué)生傳授書(shū)本上固定答案的知識，而學(xué)生不需要獨立的思考和一定程度的理解，接受的是明確答案的培養，也就是傳統的應試教育。傳統教育模式實(shí)施已久，雖有標準化的優(yōu)勢，但仍然存在諸多不足。例如，在2015 年7 月的第56 屆國際奧林匹克數學(xué)競賽中，中國選手獲得了4 金2 銀的好成績(jì)，其實(shí)自我國1985 年參加國際數學(xué)奧林匹克競賽以來(lái)，比賽成績(jì)一直名列前茅，位冠亞之列。然而，直至27 年后的2012 年才有中國人獲得諾貝爾獎，30 年后的2015 年才有中國人獲得諾貝爾科學(xué)獎。為何標準化的競賽成績(jì)如此之好，而創(chuàng )新研究性的諾貝爾獎來(lái)的卻如此之晚?這樣的結果值得我們深思。原因很簡(jiǎn)單，奧林匹克競賽是有標準的，有唯一明確的答案，而諾貝爾獎卻是開(kāi)創(chuàng )思考，發(fā)散性的。中國人所欠缺的正是創(chuàng )新性和開(kāi)放性的思維。當今社會(huì )需要高素質(zhì)和高水平的創(chuàng )新型人才，大學(xué)生畢業(yè)后的自主擇業(yè)更是要面臨優(yōu)勝劣汰的殘酷現實(shí)，所以對大學(xué)生發(fā)散創(chuàng )新思維的培養已經(jīng)成為國家高等院校的當務(wù)之急，同時(shí)，加強對發(fā)散創(chuàng )新思維的培養也是對傳統教學(xué)模式的補充，而將辯論式教學(xué)模式引入理科教學(xué)當中就是培養大學(xué)生發(fā)散創(chuàng )新思維的方式之一。
三課程教學(xué)改革研究
數字信號處理是20 世紀60 年代以來(lái)，隨著(zhù)信息學(xué)科和計算機學(xué)科的高速發(fā)展而迅速崛起的一門(mén)新興學(xué)科�！皵底中盘柼幚怼笔峭ㄐ殴こ�、電子信息工程、自動(dòng)控制工程等專(zhuān)業(yè)必修的一門(mén)核心基礎課程，在整個(gè)課程體系當中占據著(zhù)非常重要的地位，因此加強改革數字信號處理課程具有十分重要的意義。數字信號處理課程主要是研究數字信號處理理論的基本概念和基本分析方法，課程本身理論性較強，涉及的數學(xué)公式推導較多，概念比較抽象不易理解。在傳統的教學(xué)模式下，老師通過(guò)建立數學(xué)模型和適當的數學(xué)分析處理，把課程的重點(diǎn)放在數學(xué)分析、公式推導和案例分析部分，以此來(lái)展示這些理論和方法的實(shí)際應用，便于學(xué)生理解復雜的理論和抽象的概念，為后續課程的學(xué)習奠定扎實(shí)的基礎。但是，這種教學(xué)方式由于答案的確定性導致知識系統剛性邊界，為培養學(xué)生發(fā)散創(chuàng )新性思維，故將辯論賽引入數字信號處理課程。
1 主要輔助作用
辯論賽前，老師給出一個(gè)開(kāi)放式課題作為辯題，沒(méi)有標準答案，學(xué)生按照前期在課堂上所學(xué)的知識以及平時(shí)的知識儲備做出判斷，選擇持方。在比賽的前期準備階段，學(xué)生需要完成的是課外的自學(xué)過(guò)程。整個(gè)辯論過(guò)程自由而開(kāi)放，只有在這樣更加開(kāi)放和自由的環(huán)境下才能激發(fā)出學(xué)生的發(fā)散創(chuàng )新思維，因此此項活動(dòng)可以實(shí)現對學(xué)生發(fā)散創(chuàng )新思維的培養，彌補傳統教學(xué)模式的不足。
2 次要輔助作用
辯論賽這種特殊的形式既可以增加課堂的趣味性，也可以在許多方面促進(jìn)學(xué)生成長(cháng)。例如，使學(xué)生的思維更具邏輯性，語(yǔ)言表達更具藝術(shù)性，增強學(xué)生的應變能力，提高學(xué)生的團隊合作能力等。同時(shí)，通過(guò)辯論賽的方式，老師可以間接檢驗學(xué)生對知識的掌握情況，也可以使老師更好地發(fā)現教學(xué)過(guò)程中是否存在讓學(xué)生產(chǎn)生誤解的地方，因此將辯論賽引入數字信號處理課程可以增進(jìn)老師對學(xué)生學(xué)習情況的了解，更是一種很好的檢驗教學(xué)成果的方式。
四實(shí)踐效果
此次對東北師范大學(xué)物理學(xué)院電子電氣專(zhuān)業(yè)正在學(xué)習數字信號處理課程的三年級學(xué)生進(jìn)行了教學(xué)模式改革實(shí)踐。在老師完成正常的教學(xué)任務(wù)后，向大家提出了進(jìn)行學(xué)術(shù)辯論賽的想法，同學(xué)們對此充滿(mǎn)了好奇與期待，參與的熱情也是格外高漲。本次比賽的辯題為“模擬技術(shù)是否會(huì )被淘汰?”同學(xué)們根據自己的理解，任意選擇持方，其中正方四人，觀(guān)點(diǎn)是模擬技術(shù)終將被淘汰;反方四人，觀(guān)點(diǎn)是模擬技術(shù)永遠不會(huì )被淘汰。因為是學(xué)術(shù)辯論賽，所以會(huì )在經(jīng)典辯論賽形式和流程的基礎上稍作改動(dòng)。辯論雙方各由一辯、二辯、三辯、四辯四人組成，組成環(huán)節為一辯陳詞、雙方攻辯、一辯小結、自由辯論、總結陳詞、觀(guān)眾提問(wèn)六個(gè)環(huán)節。辯論賽有兩周的前期準備時(shí)間，在此期間，同學(xué)們上網(wǎng)搜索了大量與此相關(guān)的資料，例如：模擬技術(shù)和數字技術(shù)的優(yōu)勢及缺陷;模擬技術(shù)及數字技術(shù)的應用領(lǐng)域;模擬技術(shù)及數字技術(shù)在生活中的應用情況，等等，從中摘選出自己所需要的材料，做好充分的準備。
比賽當天，擔任評委的為兩位研究模擬技術(shù)的老師、兩位研究數字技術(shù)的老師以及一位數字信號處理課程的老師，辯手雙方各4 人，主席1 人，工作人員3 人，觀(guān)眾(在讀學(xué)生)30余人。比賽進(jìn)行過(guò)程中，雙方辯手幾乎完全脫離了事先準備好的紙質(zhì)材料，展現出自己十足的熱情和信心，根據自己理解和體會(huì )，整理思路，組織語(yǔ)言，簡(jiǎn)明扼要地表達并證明自己的觀(guān)點(diǎn)。其中最為精彩的當屬自由辯論環(huán)節了，雙方辯手各執己見(jiàn)，你來(lái)我往，互不相讓?zhuān)芍^是一方攻守兼備，一方滴水不漏。精彩的自由辯論也將比賽推向了白熱化階段。雙方四辯總結陳詞后，觀(guān)眾們也參與其中，對剛剛比賽中辯手們的觀(guān)點(diǎn)及論證提出問(wèn)題，辯手針對觀(guān)眾的提問(wèn)予以解答。至此，此次學(xué)術(shù)辯論賽的辯論部分就告一段落了，評委老師根據雙方團隊在比賽中的表現(陳詞、攻辨、攻辨小結、自由辯論、總結陳詞、回答觀(guān)眾提問(wèn))和綜合印象(語(yǔ)言風(fēng)度、團體配合、臨場(chǎng)反應)給出團體分，根據辯手的表現(語(yǔ)言表達、整體意識、辯駁能力、美感風(fēng)度、綜合印象)給出辯手個(gè)人得分，以此判定獲勝團隊及各隊最佳辯手。最終，正方以他們完善的知識儲備以及完美的團隊配合獲得了辯論賽的勝利。賽后，評委老師們對本場(chǎng)辯論賽以及此次的教學(xué)模式改革給予了極高的評價(jià)，他們也在比賽當中看到了同學(xué)們在課堂上不曾展現出的專(zhuān)注和熱情，并鼓勵學(xué)生積極參加此類(lèi)活動(dòng)。
五學(xué)生反饋及改進(jìn)方向
幾位辯手表示，學(xué)術(shù)辯論賽的舉辦非常的新穎，具有趣味性和創(chuàng )新性，本身內容復雜難度高的課程，通過(guò)這種方式不僅能快速掌握好課程的基本知識，并且帶有思考目的性地閱讀大量文獻資料也幫助自己獲取了許多書(shū)本以外的相關(guān)知識。這樣的活動(dòng)可以帶動(dòng)學(xué)生積極主動(dòng)地思考，還可以有效地鍛煉學(xué)生的賽場(chǎng)心態(tài)、表達能力和思維組織能力，是一項極佳的思維發(fā)散型創(chuàng )新活動(dòng)。
并且幾位同學(xué)還認為，如果可以同時(shí)開(kāi)辦多場(chǎng)，或將更多同學(xué)分配進(jìn)兩隊，適當調整比賽架構和流程，可以更好地增進(jìn)交流和學(xué)習，讓每一位同學(xué)都真正地得到鍛煉。觀(guān)眾們則表示希望自己也可以得到這樣的機會(huì )參與到這樣的活動(dòng)中來(lái)，這對課程的理解和掌握具有十分重要的意義�？傊�，綜合幾位老師和同學(xué)們的意見(jiàn)和建議，此次幫助同學(xué)們開(kāi)創(chuàng )發(fā)散創(chuàng )新性思維的教學(xué)模式改革很成功，一方面幫助同學(xué)們通過(guò)查閱文獻并獨立思考、賽場(chǎng)上互相反駁找出問(wèn)題并尋求解決辦法的方式，更好地掌握課程內外所需要的專(zhuān)業(yè)知識，增加對于知識理解的思維廣度和思考深度，起到培養學(xué)生的發(fā)散創(chuàng )新思維的作用。另一方面，該活動(dòng)更可以培養同學(xué)們知識以外的個(gè)人綜合素質(zhì)，如賽場(chǎng)心態(tài)、速想速記、邏輯思維及語(yǔ)言表達能力。并且在汲取了老師及同學(xué)們的建議之后，我們將設法用更好的比賽架構和流程及相關(guān)規劃，爭取讓更多的同學(xué)參與其中，讓同學(xué)們有更多的時(shí)間多學(xué)習并思考相關(guān)內容，以達到我們幫助同學(xué)們培養發(fā)散創(chuàng )新思維的目的。
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