数字信号处理双语课程教学改革的探索与研究

冯 姣 李 鹏

（南京信息工程大学电子与信息工程学院，江苏 南京 210044）

数字信号处理双语课程教学改革的探索与研究

冯 姣 李 鹏

（南京信息工程大学电子与信息工程学院，江苏 南京 210044）

根据科技国际化的需求、数字信号处理课程的特点以及国内本科学生的知识体系结构，本文从教学内容、教学方法以及考核方式等方面对数字信号处理双语课程的教学改革进行探讨和研究。

教学改革；数字信号处理；双语教学

1 引言

随着计算机和电子信息技术的迅猛发展，数字信号处理技术已被广泛地应用到通信、雷达、遥感、控制、生物医学、人工智能、电力电子等需要借助计算机或微处理器对信号进行采集、处理、分析、传输、展示等操作的各个领域。因此，国内诸多高等院校将数字信号处理课程列为通信、电子信息类专业的必修课程，加强了该课程的建设和改革[1-2]。此外，全球范围内知识、技术创新的快速发展也促进了科技创新与合作发展的国际化。科技创新国际化要求一个国家或研究机构能够积极参与全球科技合作与竞争、共同应对国际科技创新中出现的问题与挑战。

实现科技创新国际化需要培养大量的具有较高专业水准和外语水平的国际化科技创新人才。但是，在国内传统的数字信号处理课堂教学过程中，教师常采用纯中文教学，缺失了对专业外语水平的培养。因此，近几年，国内部分高等院校通过鼓励开设数字信号处理双语课程，加强了对专业和外语水平的培养。本文将从教学内容、教学方法以及考核方式等方面对数字信号处理双语课程的教学改革进行探讨和研究。

2 数字信号处理双语课程的教学内容

2.1 选择合适的教材和参考文献

为了在传授数字信号处理技术的相关知识的同时加强专业英语水平的培养，双语课程的教材尤为重要。被大学教师广泛使用的中文经典的数字信号处理技术教材[3]和外文经典教材[4]在章节构架和知识点的介绍方式等多个方面上存在较大差异。因此，很难找到一本能够与中文经典的数字信号处理技术教材内容一一对应的外文教材。虽然国内已经有学者已经对经典数字信号处理技术教材进行翻译[5]，但是此类教材涵盖了许多超出国内教学大纲的扩展知识，重点和难点不够突出，不适合作为教材直接使用。

双语教学的教材需要授课教师根据国内教学大纲，结合国内外经典的数字信号处理技术教材、相关书籍，精心挑选中英文教学内容，编排章节结构，从而使每个章节中的主要内容实现中英文对照，并包含国内教学大纲所提及的所有知识点，突出重点、难点。此外，为了能够使学生了解数字信号处理技术在国内外前沿科技中的重要地位，教师在讲解知识点时，可以将与该知识点相关的英文文献（如会议论文、期刊论文、新闻报道等）打印并分发给学生阅读，并且可以借助多媒体技术播放技术相关的英文视频，通过上述多样化的英文教学内容加强学生对专业英文的了解，提高学生专业英语听说读写的能力，同时增加学生对本学科涉及技术的理解和兴趣。

2.2 合理分配中英文教学内容

数字信号处理课程涵盖了较多的抽象概念和数学推导，理论性比较强。由于英语并不是国内大学生的母语，用英语解释晦涩抽象的理论知识将增加学生的学习理解难度，降低学习热情。因此，数字信号处理双语课程需要合理分配中英文授课的比例和结构。数字信号处理课程主要包含离散信号与系统的时域和频域分析，以及数字滤波器的结构与设计方法。为了提高学生的专业英语水平，其中部分较容易理解的知识点可以采用全程英语讲授，如离散时域信号、常见序列、序列运算、线性时不变系统的特点、滤波器的表示方法和基本结构等。上述知识点不包含复杂的数学推导，并且能够通过动画和程序等多媒体方式进行演示，加深学生对这些知识点的理解。全程英文授课不仅能够扩展学生的专业英文词汇，而且能够避免学生对大量中文内容的依赖。但是，部分重点和难点内容仍需要结合中英文进行讲解，例如Z变换与连续信号的拉普拉斯变换、离散傅里叶变换和离散时间傅里叶变换的关系，各种变换的物理意义、抽样定理与连续信号的恢复、有限长单位冲激响应滤波器和无限长单位冲激响应滤波器的设计方法等。上述重点与难点涵盖了大量的数学推导和抽象概念，学生需要理解其物理意义。因此，教师可以先利用英文板书或英文课件将这些知识点呈现给学生，数学公式推导过程可结合英文讲解，常用专业英文单词需要重点强调。但是重要公式的物理意义和相关技术的实际应用需要采用英文主导、中文辅助的方式，结合举例、对比、动画等多种手段进行讲解，从而使学生能够全面掌握课程中的重点和难点内容。

为了在巩固所学知识点的同时加强专业英语的培养，课堂练习和课后作业应该用英文完成。老师在讲解习题时，根据学生的掌握情况有针对性地运用不同的语言进行讲解。对于学生熟练掌握的习题全程用英文讲解。但是，对于多数学生无法正确理解的习题和知识点，教师需要结合中文和英文帮助学生理解。

实验是培养学生实际动手能力和创新能力，将理论联系实际的重要途径。通过验证性实验，学生能够加深对理论知识的理解。设计性和综合性实验能够提高学生对所学知识的运用能力和解决实际问题的能力。由于验证性实验是验证理论课所讲解的知识点，所以教师可以全程用英文讲解验证性实验，学生需要用英文编程和完成实验结果。但是，设计性和综合性实验需要综合运用所学的多个知识点来解决实际问题，中英文结合讲解有利于学生理解问题，积极找出解决方案。对于有能力的同学应鼓励其使用英文完成实验报告，从而提高专业英语的书写能力。

3 数字信号处理双语课程的教学方法

3.1 外文主从教学模式

主从教学模式中教师占主导地位，负责用英文主导、中文辅助的方式，利用动画、举例、对比、实验、板书、课件、视频等多种教学方法讲解知识点。学生通过聆听和记笔记的方式学习相关知识、常用的专业英文词汇以及相关技术的英文描述方法。该方式着重锻炼学生专业英语的听力、阅读和书写能力，同时扩充学生的专业英语词汇量。教师应对学生专业词汇量大小进行定期考察。

3.2 外文互动教学模式

专业英语的口语表达能力也是数字信号处理双语课程的培养目标之一。因此，数字信号处理双语课程需要设计外文互动环节，如教师在课堂上用英语提问，并鼓励学生用英语回答简单问题。重点培养学生对公式、名词定义、关键技术、简单数字信号处理系统的英语描述能力。教师通过用英文耐心引导，培养学生的专业英语思维，鼓励学生敢于用英文描述所学的数字信号处理相关技术。

3.3 外文小组讨论教学模式

用英文进行小组讨论，阐述意见，团队合作，纂写英文报告。英文工作汇报演讲是进行国际科技交流与合作必备的技能与素质。因此，数字信号处理双语课程可以通过采用外文小组讨论教学模式培养学生的上述技能。为了进一步加深学生对知识点的理解，教师可以提出若干个能够运用相关知识点解决的实际问题，将学生分成多个讨论组。学生以小组为单位讨论解决问题的方法，对小组成员进行分工，并且用英文纂写解决方案文档，编辑英文幻灯片。最终，小组成员需要结合幻灯片用英文口述小组的解决方案。一个学期需要确保小组中的每个成员都有机会用英语阐述专业技术，从而锻炼专业英语的口语表达能力、写作能力、团队合作能力等。

4 数字信号处理双语课程的考核方式

为了同时考查学生专业知识的掌握程度和专业英语水平，数字信号处理双语课程的考核总成绩不仅包含考试卷面成绩，还应该包含小组协作成绩、外文互动成绩以及实验成绩。其中小组协作成绩和外文互动成绩可列为平时成绩。数字信号处理双语课程的考试试题中除了包括能够考查专业知识相关的数学计算和推导技巧的题目外，还需要增设考查专业英语能力和实际运用能力的简答题和论述题等主观题型。英语试题和英语作答不仅能够考查学生对所学数字信号处理知识的掌握程度以及运用能力，而且能够考查学生的专业英语的阅读与写作能力。此外，增加小组协作成绩、外文互动成绩以及实验成绩占总成绩的比例，从而加强对专业英语能力、实际动手和运用能力以及解决问题能力的考查，同时提高学生对专业英语的重视，增加学生对数字信号处理课程的兴趣。

5 总结

本文根据数字信号处理课程的特点，探讨了数字信号处理双语课程的教学内容、教学方法和考核方式。本文旨在通过上述改革方法，培养学生对数字信号处理双语课程的学习兴趣，使学生在掌握数字信号处理课程的重点与难点的同时，扩展专业英文词汇量，提高专业英语听说读写能力，加强团队合作和实际运用能力，从而培养出符合科技创新国际化所需的专业人才。

[1]张丽丽，贾亮．“数字信号处理”课程教学的改革与实践[J]．中国电力教育，2012(34)：70-76．

[2]翟懿奎，马慧，曾军英．数字信号处理课程教学改革研究[J]．计算机教育，2017(1)：70-72．

[3]程佩青．数字信号处理教程（第四版）[M]．北京：清华大学出版社，2015．

[4]Richard G． Lyons． Understanding Digital Signal Processing．Prentice Hall,2010．

[5]John G．Proakis，Dimitris G．Manolakis．数字信号处理――原理、算法与应用（第四版）[M]．方艳梅，刘永清，等译．北京：电子工业出版社，2014．

Exploration and Research on Teaching Reform of Bilingual Teaching in Digital Signal Processing

Feng Jiao Li Peng
(Nanjing University of Information Science&Technology,Nanjing 210044,Jiangsu)

According to the requirement of internationalization of science and technology,the characteristics of digital signal processing courses as well as the knowledge structure of the undergraduate students in China,this paper discusses on the educational reform of bilingual courses in digital signal processing in terms of the teaching contents,the teaching methods and assessment methods.

educational reform;digital signal processing;bilingual education

G642；TN911.72-4

A

1008-6609(2017)08-0006-03

冯姣（1984-），女，吉林延吉人，博士，讲师，研究方向为无线通信网络、计算机网络与数字信号处理。

国家自然科学基金青年基金，项目批准号：61501245和61501244，江苏省自然科学基金青年基金，项目批准号：BK20150932；江苏高校优势学科Ⅱ期建设工程资助项目。