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摘要:在普通大学中,学生普遍反映DSP课程难度较高,实验课程项目难以完成,本文提出了一种混合型学习方法,将授课、“工作室”和“课下家庭作业”结合起来,以完成数字信号处理课程。本方法的主要贡献在于呈现了一种有效方法,用于期中数字信号处理课程的教学。此种方法同样也适用于其它课程的学习。
关键词:数字信号处理;混合型学习;工作室型实验室;课下项目
中图分类号:G434
0引言
在某些大学内,实验课程难以适应工科要求。解决这个问题的一种方案是单纯以“工作室”形式将实验练习融入授课之中,另一种是单纯向学生们分配“课下”实验或项目。“工作室”方法,要求学生们将课堂所学概念,直接应用于课堂编程任务中,并且可以获得教师的一对一指导。然而此方式减少了理论课程的授课时间,并且学生缺少适当的反思时间。“课下”方法则向学生们指派了某些实验项目,让他们在课外单独完成,但是学生们与讲师之间的交流减少,且无法获得必要的实验室环境,也难以管理。
本文提出了一种混合型学习方法,结合了授课、“实验室”形式以及“课下”形式用于完成实验任务。在授课学时内,学生们必须完成课内实验练习;同时他们必须完成大量的课下研究项目,这有助于加深学生们对课程的独立研究感受。除了课上实验之外,学生们以小组为单位,完成研究项目,期间,他们可以互相探讨研究问题。
数字信号处理课程(DSP)正适合这种方法,DSP实验使用了计算机软件,通过基于云的虚拟桌面服务,学生们无论身在何处,只要身边有联网电脑,均能够操作模拟软件。本文详细介绍了混合型学习方法,且评估了效果。此种方法有助于帮助DSP课程的教师指导学生开展体验式学习,同时将此方法拓展至其它工科类的课程。
1混合学习方法
本文融合了“工作室”型实验方法和“课下”项目方法,称之为“混合型学习方法”。其关键在于:学生们通过“学习、应用和改善”这一迭代过程,可以深入学习课程的内涵。在图1的流程图中我们呈现了此等混合学习过程。通过此种方法构成一个“循环”,通过“具体经验”、“反思性观察”、“抽象概念化”和“积极实验”这一个循环过程,可以实现最佳学习体验和结果。
图1中,首先需要通过课上“工作室”实验,将必要知识传授给学生。学生们在这些工作室中独立掌握的技能,应用于“课下”项目中;然后通过反思,学生们将不断地提高或改善自身技能,并重新应用于工作室实验任务中,因此学生们可以学到更加复杂的技能知识。在良性循环下,此过程将不断重复,直至学生们可以非常熟练地使用复杂的技能为止。课上“工作室”提供具体经验,通过实验结果可完成反思性观察。将学到的技能应用于课下项目中。期间,学生们需要完成抽象概念化和积极实验,进而获得更有效的具体经验。借此,通过混合型学习方法,不断循环应用于实验经验的积累之中。
例如:对于信号处理实验,学生们可以利用MATLAB和Simulink,完成离散信号操作、过滤、分析和影像处理;学生们可以当场演示他们自己应用软件技能的结果。然后要求学生写一篇或多篇学习论文。最后,教职工利用相关规则,盲态审核学生的研究论文,进而评估这些学习成果的实现情况。设计工作室实验时,应当涵盖必要的DSP课程概念,也需要在规定的授课时间内完成课上实验,学生们需要自带笔记本电脑到课堂上。通过基于云的虚拟桌面服务,学生们可以随时随地获得实验材料,只要他们的电脑联网即可,通过互联网也可以远程操作这些“工作室”实验。
另一方面,在课外通过大型的研究项目,可以拓展工作室实验,这就要求学生们进一步强化他们在工作室实验中学到的技能。在设计课下项目时,非常关键的有两个方面:学生们在课上工作室实验中学到的信息应用到项目的课题中,另外,学生们要有充足的时间进行反思。学生们也需要回答一些研究问题,这些问题应当是开放型的。比如:音频信号处理,这个项目需要综合处理离散信号、过滤以及频率分析;视频处理,这个项目需要处理离散信号,使用过滤器,同时将这些技能拓展至影像处理。
2评估
除了技术报告外,为了评估学生学习的状况,采用了一种直接评估工具,就是学生技术论文。学生项目技术文论需要提交给多名教师,接受盲态审核。
混合学习方法的目标在于:提供一个以互动性教师为主导,结合自定学习进度、自我学习的要素,这些都作为DSP课程的一部分。为了实现这一目的,必须通过多种方式评估学生课程完成情况,即:课上练习-用于评估课上工作,或者实验报告评估-用于评估学生的自我学习状况。一般而言,由于课上时间限制,课上评估的效果,低于自我学习评估的效果。
为了测量混合方法的整体有效性如何,可以对比两组学生的理解情况:一组是完成非混合实验的对照组;另一组是采用了混合方法的学生小组。
在审核时,核心并不在于研究的原创性,而在于学生在课堂上学到的知识和自学所获得的技巧,以及运用于数据生成、处理和呈现等过程中时,采用的方法。例如,在仿真时,我们推荐采用MATLAB软件功能。然而,学生可以采用不同的方法来完成目标。教师必须将评论反馈给对应的学生。
3结论
通过上述混合学习方式,学生们可以反思以及进一步升华自己的技能,进而将教学型实验拓展至研究和开发型实验之中,帮助他们准备好必要的研究经验,完成实习项目,为将来高级设计项目打下基础。
参考文献
[1]高国旺,党瑞荣,任志平.DSP课程教学改革与创新实践探索[J].理工高教研究,2010.29(1):131-133.
[2]杨达亮.DSP教学改革研究[J].广西大学学报(哲学社会科学),2006.28(10):93-94.
[3]田秀玲.DSP应用教学的探索与实践[J].中国电力教育,2010.28:76-77.
[4]张小云,吴英.DSP原理及应用教学改革初探[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2009(7):195-195.
[5]梁快.基于工程教育的DSP原理及應用教学改革探索[J].电脑知识与技术,2013(7):1593-1594
关键词:数字信号处理;混合型学习;工作室型实验室;课下项目
中图分类号:G434
0引言
在某些大学内,实验课程难以适应工科要求。解决这个问题的一种方案是单纯以“工作室”形式将实验练习融入授课之中,另一种是单纯向学生们分配“课下”实验或项目。“工作室”方法,要求学生们将课堂所学概念,直接应用于课堂编程任务中,并且可以获得教师的一对一指导。然而此方式减少了理论课程的授课时间,并且学生缺少适当的反思时间。“课下”方法则向学生们指派了某些实验项目,让他们在课外单独完成,但是学生们与讲师之间的交流减少,且无法获得必要的实验室环境,也难以管理。
本文提出了一种混合型学习方法,结合了授课、“实验室”形式以及“课下”形式用于完成实验任务。在授课学时内,学生们必须完成课内实验练习;同时他们必须完成大量的课下研究项目,这有助于加深学生们对课程的独立研究感受。除了课上实验之外,学生们以小组为单位,完成研究项目,期间,他们可以互相探讨研究问题。
数字信号处理课程(DSP)正适合这种方法,DSP实验使用了计算机软件,通过基于云的虚拟桌面服务,学生们无论身在何处,只要身边有联网电脑,均能够操作模拟软件。本文详细介绍了混合型学习方法,且评估了效果。此种方法有助于帮助DSP课程的教师指导学生开展体验式学习,同时将此方法拓展至其它工科类的课程。
1混合学习方法
本文融合了“工作室”型实验方法和“课下”项目方法,称之为“混合型学习方法”。其关键在于:学生们通过“学习、应用和改善”这一迭代过程,可以深入学习课程的内涵。在图1的流程图中我们呈现了此等混合学习过程。通过此种方法构成一个“循环”,通过“具体经验”、“反思性观察”、“抽象概念化”和“积极实验”这一个循环过程,可以实现最佳学习体验和结果。
图1中,首先需要通过课上“工作室”实验,将必要知识传授给学生。学生们在这些工作室中独立掌握的技能,应用于“课下”项目中;然后通过反思,学生们将不断地提高或改善自身技能,并重新应用于工作室实验任务中,因此学生们可以学到更加复杂的技能知识。在良性循环下,此过程将不断重复,直至学生们可以非常熟练地使用复杂的技能为止。课上“工作室”提供具体经验,通过实验结果可完成反思性观察。将学到的技能应用于课下项目中。期间,学生们需要完成抽象概念化和积极实验,进而获得更有效的具体经验。借此,通过混合型学习方法,不断循环应用于实验经验的积累之中。
例如:对于信号处理实验,学生们可以利用MATLAB和Simulink,完成离散信号操作、过滤、分析和影像处理;学生们可以当场演示他们自己应用软件技能的结果。然后要求学生写一篇或多篇学习论文。最后,教职工利用相关规则,盲态审核学生的研究论文,进而评估这些学习成果的实现情况。设计工作室实验时,应当涵盖必要的DSP课程概念,也需要在规定的授课时间内完成课上实验,学生们需要自带笔记本电脑到课堂上。通过基于云的虚拟桌面服务,学生们可以随时随地获得实验材料,只要他们的电脑联网即可,通过互联网也可以远程操作这些“工作室”实验。
另一方面,在课外通过大型的研究项目,可以拓展工作室实验,这就要求学生们进一步强化他们在工作室实验中学到的技能。在设计课下项目时,非常关键的有两个方面:学生们在课上工作室实验中学到的信息应用到项目的课题中,另外,学生们要有充足的时间进行反思。学生们也需要回答一些研究问题,这些问题应当是开放型的。比如:音频信号处理,这个项目需要综合处理离散信号、过滤以及频率分析;视频处理,这个项目需要处理离散信号,使用过滤器,同时将这些技能拓展至影像处理。
2评估
除了技术报告外,为了评估学生学习的状况,采用了一种直接评估工具,就是学生技术论文。学生项目技术文论需要提交给多名教师,接受盲态审核。
混合学习方法的目标在于:提供一个以互动性教师为主导,结合自定学习进度、自我学习的要素,这些都作为DSP课程的一部分。为了实现这一目的,必须通过多种方式评估学生课程完成情况,即:课上练习-用于评估课上工作,或者实验报告评估-用于评估学生的自我学习状况。一般而言,由于课上时间限制,课上评估的效果,低于自我学习评估的效果。
为了测量混合方法的整体有效性如何,可以对比两组学生的理解情况:一组是完成非混合实验的对照组;另一组是采用了混合方法的学生小组。
在审核时,核心并不在于研究的原创性,而在于学生在课堂上学到的知识和自学所获得的技巧,以及运用于数据生成、处理和呈现等过程中时,采用的方法。例如,在仿真时,我们推荐采用MATLAB软件功能。然而,学生可以采用不同的方法来完成目标。教师必须将评论反馈给对应的学生。
3结论
通过上述混合学习方式,学生们可以反思以及进一步升华自己的技能,进而将教学型实验拓展至研究和开发型实验之中,帮助他们准备好必要的研究经验,完成实习项目,为将来高级设计项目打下基础。
参考文献
[1]高国旺,党瑞荣,任志平.DSP课程教学改革与创新实践探索[J].理工高教研究,2010.29(1):131-133.
[2]杨达亮.DSP教学改革研究[J].广西大学学报(哲学社会科学),2006.28(10):93-94.
[3]田秀玲.DSP应用教学的探索与实践[J].中国电力教育,2010.28:76-77.
[4]张小云,吴英.DSP原理及应用教学改革初探[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2009(7):195-195.
[5]梁快.基于工程教育的DSP原理及應用教学改革探索[J].电脑知识与技术,2013(7):1593-1594