《数字信号处理》课程混合式教学建设思考

（上海健康医学院医疗器械学院 上海 201318）

新形势下传统的授课模式发生了变化，在线教学打通了现实中的阻隔，《数字信号处理》课程的授课方式也尝试网课模式。结合超星学习通平台，通过视频、文档和章节测验等课程资料，变换域分析、离散傅里叶变换和数字滤波器设计等6个章节共发布了69个任务点，学生总访问次数为15771。统计数据显示，93.5%的学生认为线上授课可以有效弥补课程学习的不便，有利于自学能力的提升；97.8%的学生能够按时完成任务点学习和作业；95.7%的学生主动参加测验；学生对网课学习最感兴趣前3位分别是电子教材和PPT、录屏视频、重难点直播讲解；89.1%的学生认为在线课程能够满足学习需求。可以看出，线上授课学生的学习效果达到了预期，也为课程后续建设启发了新的思路。

1 提升课程内涵建设混合式教学资源

线上课程的优点是自主性和探究性学习得到了提高，这是传统学习方式不可比拟的。当学生面对计算机时，他的第一感觉就是我要用它来学习了，我得主动自学了。这实际上是肯定了学生在学习过程中的主体地位，且不受时间和空间的限制。而且可以在学习活动中相互启发、增强交流与合作，可以帮助学生树立独立思维能力，能批判性地学习。同时，学生在获取不同的学习资源时也可进行比较，深入理解和消化所学的知识，这也是对新知识的重建构。

《数字信号处理》课程主要介绍数字信号的基本概念、分析方法和处理技术，理论部分包含较多的数学概念和公式推导。为了更好地让学生理解学习内容，可以丰富线上多媒体资源，增加直播答疑频次。线上学习过程中学生容易忽略课程本身的逻辑顺序，序贯性思维容易中断。有了教师的适当指导，学生学习的有效性会加大。

在线上学习中，我们发现连续信号采样、逆Z变换部分分式展开法等内容学生掌握的较好，滤波器的设计方法部分还有待进一步提升，这说明还需要线下课程的配合和完善。以滤波器的学习为例，图1给出了《数字信号处理》课程混合式授课模式的示意图。

2 提升学生自主学习积极性和活跃度

线上线下混合式课程学习有利于学生提升自主学习的探究路径，体现课程高阶性原则。

《数字信号处理》课程强调探究能力和医工思维。例如在实例分析中可设置若干应用问题，引导学生理解和思考。问题具备真实的医工背景、开放性、一定的层次性和复杂度。以心电信号采集与分析为例，在心电信号的采集阶段，可以设置的主要问题包括如何根据信号带宽确定合适的采样率等，引导学生在实践中深入理解采样定理。在心电信号的分析阶段，设置的主要问题可包括有效信号的主要频率范围、主要干扰源的频率范围、IIR和FIR滤波器的特点等。通过这些问题的设置，引导学生在实践中加深对IIR和FIR等滤波器各自特点的认识，并根据不同的工作目标选择合适的滤波器类型。

通过探究式的讨论，学生积极性提高，活跃度增强。课程线上发布12个讨论话题，学生总讨论数598条，讨论最多的话题是傅里叶变换的计算、数字滤波器的结构等。作业提交率98.5%，任务点完成率99.4%，这些都为课程自主学习模式的推广打下了很好的基础。

3 问题导向模式下的成绩过程性评价

过程式教学评价体现挑战度原则，强调让学生花时间和重思考。《数字信号处理》课程原来的考核方式是自主学习表现50%、卷面考试50%。后续可以实施的方式是混合式教学平时成绩40%、平时作业10%、闭卷考试50%，其中，混合式教学平时成绩可以包括视频进度40%、章节测试10%、互动讨论10%、签到考勤10%、期末测试30%。同时可扩展集中性实验（过程性评价50%、实验考核50%）。

过程性评价主要衡量学生的学习方法、学习态度和学习能力。具体评价点可以包括：学生是否阅读了相关参考资料；能否有效利用所学的知识分析生物医学信号问题；在小组讨论中是否积极发言，发言内容是否与讨论的问题有关且具有一定的深度；小组成员间的互相评价。集中性实验主要衡量学生在实验中具体解决问题的能力和总结归纳水平，评价依据来自于教师巡视及提问的记录以及学生提交的实验报告。

新形势下让老师们逆转了传统的教学方法，架起“空中课堂”。通过经验的积累，对后续课程的建设有了新的思路。尤其是针对教学资源有限、场地有限、学时有限等带来的矛盾可以形成有效解决方案，具有可推广性。

图1：《数字信号处理》混合式授课模式