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關(guān)鍵詞:初中生 物理培養(yǎng) 信心
物理是一門基礎(chǔ)自然科學(xué),它與生產(chǎn)和生活有著密切的聯(lián)系,它的研究對象是自然界的物質(zhì)及其運動規(guī)律。怎樣才能學(xué)好物理,是廣大師生和學(xué)者一直以來探討和研究的話題。我認(rèn)為,教師應(yīng)結(jié)合學(xué)科特點分析學(xué)生的學(xué)習(xí)心理,從培養(yǎng)學(xué)生的自信心著手。
一、初中生在物理學(xué)習(xí)中缺乏信心的主要因素
根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗,我發(fā)現(xiàn)初中生在學(xué)習(xí)物理時既存在濃厚的興趣,但又感到它難學(xué)。特別是通過一個階段的學(xué)習(xí)之后,學(xué)生很容易出現(xiàn)畏懼心理,失去學(xué)好物理的信心,究其原因是多方面的。
1.物理學(xué)科本身的特點。物理涉及的內(nèi)容廣泛,它的第一個特點就是概念抽象,難懂。這就需要學(xué)生既要有一定的思維能力,還要有較強的語言表達(dá)能力,并能夠建立恰當(dāng)?shù)奈锢砟P汀5诙€特點是具有嚴(yán)格的內(nèi)涵和外延,學(xué)生如不能區(qū)分本質(zhì)和外延,就會形成錯誤概念,影響學(xué)習(xí)。另外,初中所學(xué)的各個學(xué)科的橫向聯(lián)系也會造成學(xué)生學(xué)習(xí)的難點。例如,數(shù)學(xué)上速度的單位讀法是“每小時多少公里”,而物理上必須讀作“多少千米每時”;物理應(yīng)用題的解題格式與數(shù)學(xué)又是截然不同的;數(shù)學(xué)上的量不一定非要有單位,而物理上的量一定要有數(shù)字和單位等等。讀法、表示方法及解題格式的不同都容易給學(xué)生的學(xué)習(xí)造成困難。
2.學(xué)生自身的主客觀原因。初中生大多處于十四五歲,抽象思維能力不強,但是物理這門課程正需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)某橄笏季S。比如,在理想實驗方法下得出的牛頓第一定律、用模型法來分析物質(zhì)的組成等問題,學(xué)生會感到很困難而缺乏自信心。另一方面,他人的態(tài)度及自我評價對自信心的建立也起著重要的作用。有的學(xué)生在學(xué)習(xí)物理之前,就聽別人說過“物理如何如何難學(xué)”;有的認(rèn)為自己的智力不如他人,自認(rèn)為“不是學(xué)習(xí)的料”,在學(xué)習(xí)成績好的同學(xué)面前抬不起頭,感到自卑;也有的可能在學(xué)習(xí)上曾經(jīng)受到過挫折和失敗,心理承受能力差,不能正確對待,從而產(chǎn)生悲觀、消極的情緒,喪失自信心。
3.教師教學(xué)的原因。如果教師不善于了解學(xué)生的學(xué)習(xí)心理,忽視激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,只重視傳授知識,忽視能力培養(yǎng),重視理論講解,忽視實際實驗等,也會使學(xué)生感到上課枯燥無味,喪失學(xué)習(xí)的興趣,在屢遇失敗后,就會缺乏應(yīng)有的自信心。
二、使學(xué)生增加學(xué)好物理自信心的策略
我們應(yīng)多分析造成學(xué)生缺乏自信的各種因素,有針對性地采取相應(yīng)措施,克服初中物理教學(xué)過程中的兩極分化的現(xiàn)象。我在教學(xué)實踐中,主要是從以下幾方面來培養(yǎng)學(xué)生對學(xué)習(xí)物理的自信心。
(一)激發(fā)學(xué)生對物理的興趣,消除畏懼心理
興趣是學(xué)好物理的重要因素,能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機,要讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)動機,關(guān)鍵在于教師要把物理教得“有趣”,調(diào)動起學(xué)生的非智力因素。教師要精心設(shè)計好第一節(jié)緒言課,爭取給學(xué)生留下一個“新奇有趣”的印象,使學(xué)生能夠產(chǎn)生一種“躍躍欲學(xué)”的感覺。在學(xué)習(xí)物理第一節(jié)課時,我們可以把學(xué)生較為感興趣的一些物理現(xiàn)象歸納起來做一些演示實驗,作為第一堂物理課的教學(xué)內(nèi)容,把學(xué)生帶進一個新鮮奇幻的物理天地,從而激發(fā)學(xué)生的求知欲望。
新課導(dǎo)入是教學(xué)過程的重要環(huán)節(jié),有著舉足輕重的作用。為了引起學(xué)生的注意和興趣,抓住學(xué)生的心理,教師要用各種方法進行新課導(dǎo)入,如聯(lián)系日常生活、講故事、做實驗、設(shè)懸疑、提問題等,有效地運用各種新課導(dǎo)入方法,就會激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。例如,當(dāng)教師在講到“慣性”這一節(jié)課時,教師可以用一個小實驗作為新課的導(dǎo)入材料。實驗材料:一個盛半杯水的玻璃杯,一張硬紙片,一枚雞蛋。首先將硬紙片放到盛水的玻璃杯上,再把雞蛋放到硬紙片上,然后用手把硬紙片突然抽出去,就會發(fā)現(xiàn)雞蛋安全地掉進了杯子里。教師邊做實驗邊引導(dǎo)學(xué)生注意觀察,當(dāng)雞蛋安全地掉進杯子里時,學(xué)生的思維已處于積極狀態(tài)。這時教師問:“這是為什么呢?”接下來,教師便可逐步導(dǎo)入新課。
最后,在平時的教學(xué)中教師要注意結(jié)合學(xué)生熟悉的生活,提出與教學(xué)有關(guān)的問題讓學(xué)生去思考。而且往往學(xué)生已有的知識經(jīng)驗與新的學(xué)習(xí)內(nèi)容之間會有認(rèn)知沖突,這樣就會引起他們的認(rèn)識需要,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。例如,靜坐在公交車?yán)锏乃緳C,乘客說他靜坐沒動,路人贊嘆他開得得真快,一個說他靜止,一個說他運動,到底誰說得對呢?利用這些問題讓學(xué)生展開討論,既可以滿足學(xué)生的好奇心,又能培養(yǎng)其學(xué)習(xí)興趣和發(fā)散思維。
初中生對新鮮事物總是充滿好奇心,教學(xué)內(nèi)容是否有興趣,興趣的大小,對教學(xué)效果都有直接的影響。為培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,教師可以采用多種多樣的形式,經(jīng)常保持新穎和變化,就能不斷引起學(xué)生的好奇心和新鮮感,從而激發(fā)起他們的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)好物理的信心。
(二)讓學(xué)生體驗成功,增加自信
成功對人的發(fā)展具有重要的激勵作用,對學(xué)習(xí)困難的學(xué)生,更要努力為他們創(chuàng)造機會和條件,多給予他們成功的機會。讓他們從點滴的進步中,感受到成功的喜悅,進一步樹立學(xué)習(xí)物理的信心。例如,平時上課時一些較簡單、較容易的問題,盡量讓這樣的學(xué)生回答,讓他們在同學(xué)面前也有表現(xiàn)自己的機會。學(xué)習(xí)成績差的學(xué)生,動手能力并不一定差,在做物理實驗時就能很明顯地表現(xiàn)出來。在這種時候,教師要及時給予肯定,讓他們認(rèn)識到“我能行”,克服自卑的心理,樹立自信。
(三)對學(xué)生多加信任,增加自信
心理學(xué)上的羅森塔爾效應(yīng)是大家所熟知的。教師在教學(xué)中應(yīng)適當(dāng)運用類似手法,這對學(xué)生樹立自信心會收到較好的效果,即教學(xué)中把學(xué)習(xí)上信心不足、學(xué)習(xí)有一定困難的學(xué)生想成是羅森塔爾講的將來會有優(yōu)異發(fā)展的學(xué)生。如提問時,盡量做到估計某個學(xué)生能回答正確再提問他,萬一答不上來,也要相信他能答對,不要急于請別的學(xué)生回答或教師自己進行解答,此時可作適當(dāng)提示,讓正確結(jié)論從他口中答出。又如,當(dāng)學(xué)生測驗成績不理想時,教師要與他們一起分析試卷,讓他說出當(dāng)時解題的思路,先肯定其思路正確的方面,再有針對性地進行指導(dǎo),告訴他:“其實你是能做對的,只是其中的某一處沒注意而出錯。”這樣,就會增強學(xué)生學(xué)習(xí)的信心,并能充分體驗到老師對他的信任。
另外,在課堂及平時接觸中教師要注意言行,可通過語調(diào)、表情、體態(tài)語、目光等向他們傳遞信任和暗含的期待,學(xué)生就能從教師身上得到積極的情緒體驗,感覺到教師始終認(rèn)為他是聰明的。久而久之,其學(xué)習(xí)行為也變得積極,自信心就會大大增加。
(四)善于利用評價,增加自信
教師要善于利用評價手段,充分發(fā)掘每個學(xué)生的閃光點和進步,特別是成績較差的學(xué)生,在成績有所提高時,要及時鼓勵他們,讓他們深刻體會到成功的喜悅。例如,對于“差生”的課堂練習(xí),采用分解評改法,有一處對就用“√”號,錯的地方要加以批注并且要少用“×”號,因為過多的“×”號容易使他們萌生自卑和逆反情緒。通過各種方法,逐步克服學(xué)生的心理障礙,可以有效激發(fā)學(xué)生的自信心。
總之,自信心的培養(yǎng),要持之以恒,對不同的班級,不同的學(xué)生要采取不同的方法。教師應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的環(huán)境,提供表現(xiàn)自我的機會和條件,給他們必要的指導(dǎo)和幫助,適度的期望,及時肯定和鼓勵學(xué)生的成功。在授課過程中,教師要用自己的興趣和自信心去啟發(fā)和感染學(xué)生,盡量縮短師生之間的心理距離,使學(xué)生“親其師,信其道”,提高自信心。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:新課標(biāo) 數(shù)學(xué)課堂 創(chuàng)新 教與學(xué)
當(dāng)前,在新課標(biāo)的指導(dǎo)下,在創(chuàng)新性的課堂教學(xué)中,我們必須牢固地確立以學(xué)生為中心的教育主體現(xiàn)、以學(xué)生能力發(fā)展為重點的教育質(zhì)量觀、以完善學(xué)生人格為目標(biāo)的教育價值觀。教師應(yīng)充分地尊重學(xué)生的個體差異,把學(xué)生看作發(fā)展中的人、可發(fā)展的人,人人都有創(chuàng)造的潛能:學(xué)生要創(chuàng)造性地學(xué)數(shù)學(xué),數(shù)學(xué)教學(xué)就要充滿創(chuàng)新的活力。因此,在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,教師應(yīng)意識到創(chuàng)新課堂教學(xué)方法。
1、創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。課堂上當(dāng)孩子們對教師講課感興趣時,精神格外集中,孩子們用表情和眼神向教師輸送信息。教師要善于從學(xué)生反饋信息中不斷地創(chuàng)設(shè)情境,進一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。在教學(xué)中,我積累了不少激發(fā)學(xué)生興趣的教法。例:直觀教具、彩色畫面、電教手段等都被學(xué)生所歡迎;又如教學(xué)中運用競賽、游戲、討論、動手制作等教學(xué)方法大大調(diào)動了學(xué)生在課堂教學(xué)中的參與意識。此外,還有情趣的引入、教師幽默的語言、和藹的態(tài)度、良好的示范,在課堂既激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,同時還給學(xué)生親切愉快之感,因此,在創(chuàng)造性的數(shù)學(xué)教學(xué)中,師生雙方都應(yīng)成為教學(xué)的主體。在一節(jié)數(shù)學(xué)課的開始,教師若能善于結(jié)合實際,巧妙地設(shè)置懸念性問題,將學(xué)生置身于“問題解決”中去,就可以使學(xué)生產(chǎn)生好奇心,吸引學(xué)生,從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機,使學(xué)生積極主動參與知識的發(fā)現(xiàn),這對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力有著十分重要的意義。
2、“學(xué)生傾聽教師”轉(zhuǎn)為“教師傾聽學(xué)生”。新課程改革強調(diào)一種互動的師生關(guān)系,即“學(xué)生傾聽教師”轉(zhuǎn)為“教師傾聽學(xué)生”。教師必須用自己的言行去影響學(xué)生,教學(xué)民主,尊重學(xué)生,認(rèn)真傾聽學(xué)生的意見,尤其是不同的意見,使學(xué)生真真切切地感受到,教師既是良師、又是慈母、更是他們的益友,相互之間可以討論,甚至無拘無束地爭論,而沒有距離感、畏懼感,那樣,帶給學(xué)生的將是心理上的安全感和師生之間水融的一種幸福感。在學(xué)生交流他們探究結(jié)果的過程中,通過傾聽學(xué)生,教師常常能輕易地辨別出哪些學(xué)生具有更高的悟性和理解力,也能發(fā)現(xiàn)學(xué)生理解上的偏差、學(xué)生的疑惑,從而判斷學(xué)生理解的深度,并決定需要講哪些內(nèi)容。同時,通過傾聽學(xué)生,關(guān)注學(xué)生的即時表現(xiàn)、學(xué)生的觀點和發(fā)言,教師才能決定自己何時參與、如何參與。
3、從實際生活中提出問題,創(chuàng)設(shè)具有挑戰(zhàn)性的問題情境。沒有對常規(guī)的挑戰(zhàn),就沒有創(chuàng)造。而對常規(guī)挑戰(zhàn)的第一步,就是提問。一個好的提問比一個好的回答更有價值。因此,我們可以將學(xué)習(xí)內(nèi)容設(shè)計成具有挑戰(zhàn)性的問題,來引發(fā)學(xué)生更多的提問,啟發(fā)學(xué)生的思考,逐步使學(xué)生學(xué)會將實際問題轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問題,學(xué)會用數(shù)學(xué)觀點觀察分析現(xiàn)實問題,并用數(shù)學(xué)方法解決問題,初步掌握建立數(shù)學(xué)模型的思路和方法。如,學(xué)了“平移和旋轉(zhuǎn)”后,向?qū)W生提出這樣的問題:一個湖兩對岸有兩棵樹,怎樣利用平移和旋轉(zhuǎn)的知識測量它們之間的距離?國旗上的四個小五星是由一個小五星旋轉(zhuǎn)而得來的嗎?如果是,你能找到它的旋轉(zhuǎn)中心嗎?
4、尊重學(xué)生差異,進行分層教學(xué)。美國心理學(xué)家華萊士指出,學(xué)生顯著的個體差異、教師指導(dǎo)質(zhì)量的個體差異,在教學(xué)中必將導(dǎo)致學(xué)生創(chuàng)造能力、創(chuàng)造性人格的顯著差異。因此,教師調(diào)控教學(xué)內(nèi)容時必須在知識的深度和廣度上分層次教學(xué),盡可能地采用多樣化的教學(xué)方法和學(xué)習(xí)指導(dǎo)策略;在教學(xué)評價上要承認(rèn)學(xué)生的個體差異,對不同程度、不同性格的學(xué)生提出不同的學(xué)習(xí)要求。
作為一名教師要及時了解并尊重學(xué)生的個體差異,積極評價學(xué)生的創(chuàng)新思維。從而建立一種平等、信任、理解和相互尊重的和諧師生關(guān)系,營造民主的課堂教學(xué)環(huán)境,學(xué)生才會在此環(huán)境中大膽發(fā)表自己的見解,展示自己的個性特征。對于有困難的學(xué)生,教師要給予及時的關(guān)照與幫助,要鼓勵他們主動參與數(shù)學(xué)活動,嘗試用自己的方式去解決問題,發(fā)表自己的看法;教師要及時地肯定他們的點滴進步,對出現(xiàn)的錯誤要耐心地引導(dǎo)他們分析其產(chǎn)生的原因,并鼓勵他們自己去改正,從而增強學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和信心。
5、教學(xué)方法靈活。數(shù)學(xué)課也可以不是單一的講授,要集動手、動腦、動口于一體。如在幾何課上,在講授相似三角形的判定方法前,可以讓學(xué)生自己動手剪一個三角形,使它與事先準(zhǔn)備好的三角形相似,然后每個人都把所用的方法講出來,大家再一起分析、總結(jié)出判定方法。學(xué)生會感覺幾何課也很有意思,不那么死板枯燥,會越來越喜歡。
6、合理運用多媒體,進而優(yōu)化數(shù)學(xué)課堂。在課堂中運用電教媒體,既有利于及時點撥和調(diào)控,也利于學(xué)生空間想象能力、解題能力的培養(yǎng)。
如:教學(xué)長方體、正方體體積之后,出示這樣一題:把一個棱長為4厘米的正方體表面全部涂上紅色,然后將此紅色正方體切割成體積是1立方厘米的正方體小塊,一共可切多少塊?其中一面、兩面、三面有紅色的各為幾塊?還有幾塊一面紅色也沒有的?由于學(xué)生缺乏一定的空間想象能力,解答起來還是比較困難的。這時,通過電教媒體在銀幕呈現(xiàn)“切割”、“旋轉(zhuǎn)”、“提取”等動態(tài)過程,使學(xué)生一目了然,這其間既發(fā)展了學(xué)生的想象思維和抽象思維能力,也培養(yǎng)了學(xué)生的空間想象能力。
電教媒體具有形象、直觀、生動,聲、光、色、形兼?zhèn)洌o動結(jié)合等諸多優(yōu)點,確有利于優(yōu)化教學(xué)效果,提高教學(xué)效益。但在具體教學(xué)過程中,我們一定要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律、心理特點、教學(xué)特點、教學(xué)任務(wù)、學(xué)生學(xué)習(xí)實際等諸多因素去綜合考慮,選取電教媒體的最佳作用點,絕不可認(rèn)為電教媒體用得越多越好,弄成了電教“滿堂灌”。
關(guān)鍵詞: 數(shù)字信號處理課程 教學(xué)改革 優(yōu)化知識結(jié)構(gòu) 加強實驗教學(xué) 綜合化教學(xué)模式
數(shù)字信號處理所涉及的內(nèi)容非常繁多、廣泛。其所應(yīng)用的數(shù)學(xué)工具涉及微積分、隨機過程、數(shù)值分析、復(fù)變函數(shù)和各種變換等;其理論基礎(chǔ)包括網(wǎng)絡(luò)理論、信號與系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等;其應(yīng)用領(lǐng)域包括通信、雷達(dá)、人工智能、模式識別、航空航天、圖像處理、語音處理等。在GSM手機中應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)可將語音壓縮至13kps;在語音信箱、留言電話方面也均可以采用數(shù)字信號處理技術(shù)。
學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)字信號處理課程時,常常會覺得枯燥乏味,不僅覺得概念抽象,而且對其中的分析方法與基本理論不能很好地理解與掌握。為了有利于學(xué)生系統(tǒng)地理解和掌握課程中的基本內(nèi)容,充分鍛煉實驗的應(yīng)用能力,我對數(shù)字信號處理課程的教學(xué)進行了針對性的改革與探討。
1.優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)
數(shù)字信號處理課程中知識點比較多,數(shù)學(xué)推導(dǎo)十分復(fù)雜。我通過對本門課程進行深入研究,類比各知識點,發(fā)現(xiàn)有一條線路貫穿于課程之中,只要在課程教學(xué)中把握好這條線路,復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)將會變得清晰,容易識記。我將該課程優(yōu)化成兩大模塊:變換域的知識結(jié)構(gòu)和數(shù)字濾波器的知識結(jié)構(gòu)。
1.1變換域的知識結(jié)構(gòu)
變換域的知識結(jié)構(gòu)是該課程的第一大模塊結(jié)構(gòu)。先引入時域離散信號與系統(tǒng),通過時域采樣定理對模擬信號進行采樣得到離散時間信號(序列)內(nèi)容進行展開討論,對于幾種典型序列和時域離散系統(tǒng)性質(zhì):線性、時不變、因果性和穩(wěn)定性進行重點介紹。其次講述DTFT、DFS、ZT(IZT)、DFT變換的定義、性質(zhì)和定理。其中每個變換都遵循嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推理,都圍繞著變換的定義、性質(zhì)和定理展開內(nèi)容講解。在教學(xué)過程中除了詳細(xì)講解各個知識點之外,還要建立之間的聯(lián)系,歸納出變換之間的聯(lián)系如圖1所示。在建立聯(lián)系時不僅要從數(shù)學(xué)公式上進行變換證明,而且要用物理意義進行直觀的講解,使學(xué)生能夠完全掌握。例如DTFT是單位圓上的Z變換,DFT是DTFT的等間隔采樣,等等。
1.2數(shù)字濾波器的知識結(jié)構(gòu)
數(shù)字濾波器的知識結(jié)構(gòu)是該課程的第二大模塊結(jié)構(gòu),其主要圍繞數(shù)字濾波器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其設(shè)計方法展開討論。數(shù)字濾波器的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為:IIR網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和FIR網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。通過狀態(tài)變量分析法對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行分析,確定狀態(tài)變量,求出狀態(tài)方程和輸出方程。應(yīng)用脈沖響應(yīng)不變法和雙線性變換法設(shè)計低通、帶通IIR數(shù)字濾波器,分析理解兩種具體方法的特點和區(qū)別,與分別設(shè)計的數(shù)字濾波器的頻域特性。窗函數(shù)法和頻率采樣法是設(shè)計FIR濾波器基本方法,通過實驗使學(xué)生熟悉線性相位FIR濾波器的幅頻特性和相頻特性,了解不同窗函數(shù)對濾波器性能的影響。數(shù)字濾波器的設(shè)計和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析如圖2所示。
2.加強實驗教學(xué)
數(shù)字信號處理課程中的理論和結(jié)論大都是經(jīng)過數(shù)學(xué)推導(dǎo)得來的,比較抽象,也較難理解。MATLAB語言對諸如離散線性卷積、循環(huán)卷積、抽樣定理、對Z變換進行等間隔采樣實現(xiàn)DFT、數(shù)字濾波器設(shè)計等一系列問題都可通過圖形建模使之可視化。實驗教學(xué)平臺可以選擇MATLAB軟件平臺和DSP硬件平臺,MATLAB軟件平臺主要用來演示數(shù)字信號處理的概念、性質(zhì)和原理。例如序列的傅立葉變換、Z變換、離散傅立葉變換的概念和性質(zhì)等;硬件平臺主要實現(xiàn)數(shù)字信號處理的算法,例如卷積、FFT算法、FIR濾波器和IIR濾波器設(shè)計方法等。
2.1基于MATLAB基礎(chǔ)理論實驗
數(shù)字信號處理課程具有理論性強和應(yīng)用性強等特點,在教學(xué)中教師要加強理論教學(xué)。實驗教學(xué)的設(shè)計可以更好地讓學(xué)生理解理論教學(xué)內(nèi)容,具有啟發(fā)性,能培養(yǎng)學(xué)生的思考能力和科研能力。
針對理論知識點的內(nèi)容,可將實驗各部分的內(nèi)容劃為:系統(tǒng)響應(yīng)及系統(tǒng)穩(wěn)定性;時域采樣與頻域采樣;用FFT對信號作頻譜分析;IIR數(shù)字濾波器設(shè)計及軟件實現(xiàn);FIR數(shù)字濾波器設(shè)計與軟件實現(xiàn)。對于所涉及的實驗教學(xué)內(nèi)容,要突出強調(diào)對實驗結(jié)果的“物理意義”的理解,使知識點覆蓋基本完整且重點突出。
2.2綜合性課程設(shè)計
在基礎(chǔ)理論實驗的基礎(chǔ)上,為了充分調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性,提高學(xué)生鉆研科學(xué)的興趣,綜合性課程設(shè)計是非常有必要的。其可以充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,更有利于培養(yǎng)他們獨立思考、善于創(chuàng)造、綜合運用知識的能力。
根據(jù)數(shù)字信號處理在雙音多頻撥號系統(tǒng)中的實際應(yīng)用,我進行了綜合性、設(shè)計性實驗的探討。雙音多頻(Dual Tone Multi Frequency,DTMF)信號是音頻電話中的撥號信號。DTMF信號系統(tǒng)是一個典型的小型信號處理系統(tǒng),它用數(shù)字方法產(chǎn)生模擬信號并進行傳輸,其中還用到了D/A變換器;在接收端用A/D變換器將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,并進行數(shù)字信號處理與識別。
3.綜合化教學(xué)模式
由于數(shù)字信號處理的DTFT、DFS、ZT(IZT)、DFT變換的定義、性質(zhì)和定理和數(shù)字濾波器設(shè)計的內(nèi)容涉及的公式繁多、概念抽象,在學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生對其都具有犯難情緒,因而在授課中需要采用形象化教學(xué)方法、多樣化教學(xué)手段、創(chuàng)造自主化學(xué)習(xí)情境,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,幫助學(xué)生理解公式的物理意義,便于對知識的識記和應(yīng)用。
3.1形象化教學(xué)方法
數(shù)字信號處理課程中大量的抽象概念都是用繁瑣的公式來描述,其推導(dǎo)過程也相當(dāng)復(fù)雜。在實際的教學(xué)中,教師需要采用課程板書的形式,讓學(xué)生跟上你的思路一步一步去解析公式,完全細(xì)化每一個變換的來源。而不是急于把最新的知識、最新的技術(shù)一股腦地塞給學(xué)生。教師在教學(xué)中,必須從公式所代表的具體意義去理解公式,注重物理意義的表達(dá),也要相信學(xué)生在打好基礎(chǔ)后,能舉一反三,學(xué)一知十,例如:X(k)=X(e)|k=0,1,…,N-1,說明X(k)為x(n)的傅里葉變換X(e)在區(qū)間[0,2π]上的N點等間隔采樣。在講解相關(guān)抽象化的知識點時,教師可采用繪制波形圖或框圖的方法將抽象概念形象化,用直觀圖形進行解讀公式的意義。在教學(xué)中,教師可采取合理應(yīng)用形象化的方法,培養(yǎng)學(xué)生看到公式可以聯(lián)想到公式的物理意義,突破公式難懂難記的問題。
3.2多樣化教學(xué)手段
在習(xí)題課和一些基本原理、基本方法的推導(dǎo)和證明中,教師要采用課堂板書形式,解答思路清晰,在板書的過程中,也要留給學(xué)生足夠的時間進行領(lǐng)會。
對于難以理解的抽象概念,需要用形象化的圖形來進行解析,采用多媒體教學(xué)手段,可以節(jié)約大量的板書時間,可以化抽象為形象,化枯燥為生動,增加課堂信息量,使學(xué)生把重點放到加深對抽象概念的理解上。同時,PPT要有一定的吸引力,比如適當(dāng)?shù)卣迟N一些圖片性內(nèi)容,遠(yuǎn)比文字要形象和生動,還可以粘貼一些調(diào)節(jié)氣氛的有意思圖片,但不可太花哨,速度要放慢,講一行放一行,切不可地所有的一次都放出來,否則容易誤導(dǎo)學(xué)生去費勁地閱讀PPT上的文字。多媒體教學(xué)手段與傳統(tǒng)的板書教學(xué)相融合,不但可以發(fā)揮多媒體手段信息量大、形象、直觀等優(yōu)勢,而且板書可以對多媒體的推導(dǎo)細(xì)節(jié)進行補充,放慢上課節(jié)奏,使教學(xué)邏輯更嚴(yán)密、交互性更強,其實際效果比單獨使用其中的一種都要好。
3.3自主化學(xué)習(xí)情境
在實際教學(xué)中,教師要站在學(xué)生的立場上,找到學(xué)習(xí)入門的最好切入點:結(jié)合課堂提問、作業(yè)布置、習(xí)題講解等手段,使學(xué)生達(dá)到基本的教學(xué)要求。適當(dāng)?shù)靥釂枺梢詸z驗學(xué)生學(xué)得怎么樣,將學(xué)生的狀況及時的反饋給老師,老師再適當(dāng)?shù)卦诮虒W(xué)中作調(diào)整,將取得很好的教學(xué)效果,同時也可加強與學(xué)生的雙向交流,活躍課堂氣氛。
由于該門課程比較抽象,公式又相對繁瑣,單靠課堂講解學(xué)生當(dāng)時可能聽得明白,但是課后若不加以鞏固,掌握情況也不會太理想,因此每次課后要給學(xué)生布置適量的作業(yè),通過批改作業(yè)來發(fā)現(xiàn)存在的問題并及時解決。
3.4完善化考試模式
本門課程的成績考核采取傳統(tǒng)模式,即由平時表現(xiàn)成績、期末筆試成績按比例綜合計算。這樣的考核方式簡單易于操作,這也是一些學(xué)生不重視實驗、不注重如何應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的原因之一,結(jié)果造成理論聯(lián)系實際和解決實際問題的能力差。
完善化考試模式,增加上機考試,要求MATLAB上機考試,這能極大地強化學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力及動手實踐能力。
4.結(jié)語
我針對數(shù)字信號處理課程的特點,應(yīng)用知識的連貫性,建立了各個知識點之間的聯(lián)系,便于學(xué)生理解與聯(lián)想記憶。MATLAB的引入為數(shù)字信號處理教學(xué)提供了全新的方法,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,變被動學(xué)習(xí)為主動探索,加強了理論與實踐相結(jié)合,提高了綜合運用知識及解決實際問題的能力。采用了傳統(tǒng)板書和多媒體教學(xué)相結(jié)合的手段,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,做到了用中學(xué)、學(xué)中用,使學(xué)生大大增強了學(xué)習(xí)的興趣。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:關(guān)鍵詞:醫(yī)學(xué)電信號 信號提取 信號處理 信號識別
中圖分類號:TP721 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:
1.人體的醫(yī)學(xué)電信號
人體中具有醫(yī)學(xué)診斷意義的電信號,主要包括心電(ECG)、腦電(EEG)和肌電(EMG)這三種。心電簡單的來說就是心臟竇房結(jié)中所有P細(xì)胞興奮時所產(chǎn)生的電信號,然后再通過傳導(dǎo)路徑依次興奮心房和心室,使心臟的產(chǎn)生節(jié)律性搏動。腦電是大腦皮層活動時所產(chǎn)生的電位變化,反映的是大腦皮層不同部位的興奮性。肌電信號是在運動神經(jīng)元的末梢傳遞的動作信號作用下,引起肌纖維產(chǎn)生去極化和電位擴散的過程。這三種生理電信號對人體某些疾病的診斷和治療有重要的指導(dǎo)意義。
2.心電、腦電和肌電信號的特點
人體系統(tǒng)是一個非常復(fù)雜的有源系統(tǒng),而且信號源具有不可觸及性,我們很難直接測量到這些電信號,所以只能間接的在人體不同部位安放不同電極,然后測量這些電極間的電位變化,進而分析實際的電活動信號。除此之外,這三種電信號還有如下特點:
2.1 信號較弱,幅值較小:ECG體表電極可測得的電壓值范圍為10 ~4 ,EEG頭皮電極可測得的電壓值范圍為 10~300 ,EMG針電極可測得的電壓值范圍是0.1 ~5 。
2.2 皮率比較低:ECG的頻率范圍是0.05~250Hz,主要集中在17Hz;EEG的頻率范圍是0.5~100Hz,主要集中在0~13Hz;EMG的頻率范圍是5~2000Hz。
2.3 噪聲強:這些微弱的電信號很容易受到來自人體、供電電源和測量設(shè)備的干擾。比如人在呼吸或身體姿勢改變時帶來的干擾,50Hz的工頻干擾,不需要觀察的人體電信號對要觀察的人體電信號的干擾等。
2.4 信號的隨機性比較強:人體的電信號不具有規(guī)律性、不能準(zhǔn)確預(yù)測、不能用某一關(guān)系明確的數(shù)學(xué)表達(dá)式描述。
人體電信號的以上幾種特性,造成了對這些電信號的檢測和處理相當(dāng)困難,幾乎一切信號處理的新理論和新方法都在該領(lǐng)域得了很好的到應(yīng)用。
3.人體醫(yī)學(xué)號的提取
由于人體的電信號比較微弱,容易受到各種干擾,同時由于安放的電極和人體之間有非常大的電阻,所以在提取信號的最前級,一定要用高輸入阻抗、高共模抑制比和高放大倍數(shù)的電路。在實際應(yīng)用中常采用的是高輸入阻抗的差分放大電路,圖(1)是由運放組成的差分放大電路,下面簡要介紹一下:
從圖(1)可以看到A1、A2兩個同相運放電路共同構(gòu)成輸入級,再與放大器A3串聯(lián)組成三運放差分放大電路。 電路中有關(guān)電阻保必須持嚴(yán)格對稱, 該電路具有以下幾個特點:
(1)互補對稱的輸入級提高了差模信號與共模信號之比, 即提高了信噪比;
(2)在保證該電路嚴(yán)格對稱的條件下,各電阻阻值的誤差對該電路的共模抑制比幾乎沒有影響;
(3)該電路對輸入的共模信號幾乎沒有放大作用, 共模電壓增益接近零。
該電路中 R 1=R 2 、R 3=R4、R5=R 6,故可導(dǎo)出兩級差模總增益為:
圖(1)
4、信號的處理技術(shù)
人體的電信號都是連續(xù)變化的模擬信號,必須進行A/D轉(zhuǎn)換,將轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號輸入到計算機中,再進行后續(xù)的處理。計算機對數(shù)字信號的處理方法主要有以下幾種:
1、頻域濾波方法
頻域濾波是數(shù)字濾波最常見的一種方法,在生物醫(yī)學(xué)信號處理中也是常用方法之一。當(dāng)信號頻譜與噪聲頻譜都很小時,可用頻域濾波的方法來處理信號,消除干擾。頻域濾波技術(shù)中的關(guān)鍵是設(shè)計一個適當(dāng)?shù)臑V波傳遞函數(shù)H(u,v),凡是我們感興趣的頻率分量對應(yīng)的H(u,v)=1或k(k大于1的常數(shù));凡是我們不需要的頻率分量對應(yīng)的H(u,v)=0或h(0<h<1)。這樣就可以凸顯出我們所要提取信號的特性,而濾除其他的干擾信號。
2、時域方法——AEV方法
對于一些隨機干擾信號,我們可以采用時域濾波的方法。AEV方法一種用于提高信號信噪比的疊加平均法,在醫(yī)學(xué)信號處理中也被稱為平均誘發(fā)反應(yīng)法AEV(averaged evoked response)。誘發(fā)反應(yīng)就是肌體對某個外加刺激所產(chǎn)生的反應(yīng),AEV方法常被用來檢測那些比較微弱的生物醫(yī)學(xué)信號,比如腦電。腦電圖的信號幅度僅10 ~ 300,在利用AEV方法檢測之前,腦電信號幾乎完全淹沒在很強的噪聲中,這些噪聲包括自發(fā)反應(yīng)、工頻干擾、儀器噪聲等。
3、自適應(yīng)濾波方法
自適應(yīng)濾波器能夠根據(jù)輸入信號自動調(diào)整性能進行數(shù)字信號處理的數(shù)字濾波器。對于一些應(yīng)用來說,由于事先并不知道所需要處理的參數(shù),所以要求使用自適應(yīng)的系統(tǒng)來處理。人體的電信號大多是隨機信號,我們事先并不能確定這些信號的發(fā)生發(fā)展過程,因此,利用自適應(yīng)濾波器的自適應(yīng)特性,能夠很好的追蹤信號的特性,提取出我們所感興趣的信號特征。
4、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ArtificialNeuralNetworks)分析方法
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種模仿生物神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和神經(jīng)信息傳遞機理的信號處理方法,是由大量簡單的基本單元(神經(jīng)元)相互廣泛聯(lián)接構(gòu)成的自適應(yīng)非線性動態(tài)系統(tǒng),其特點是:(1)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)并行計算,因此處理速度快;(2)信息實現(xiàn)分布式儲存,因此容錯能力較好;(3)系統(tǒng)具有自適應(yīng)學(xué)習(xí)能力。生物醫(yī)學(xué)工程師采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法來進行心電和腦電的識別,心電信號的壓縮和醫(yī)學(xué)圖像的處理。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在微弱生理電信號的檢測和處理應(yīng)用,主要集中在對自發(fā)腦電EEG的分析和提取。
5、小波分析(WaveletAnalysis)方法
小波分析是在傅里葉變換的基礎(chǔ)上發(fā)展而來。與Fourier變換相比,小波變換是時間(空間)和頻率的局部化分析,它通過伸縮平移運算對信號逐步進行多尺度細(xì)化,最終達(dá)到高頻處時間細(xì)分,低頻處頻率細(xì)分,能自動適應(yīng)時頻信號分析的要求,從而可聚焦到信號的任意細(xì)節(jié),解決了Fourier變換的困難問題,成為繼Fourier變換以來在科學(xué)方法上的重大突破。有人把小波變換稱為“數(shù)學(xué)顯微鏡”。目前,在心電數(shù)據(jù)的壓縮、腦電圖EEG的時頻分析、QRS波的綜合檢測等方面有廣泛的應(yīng)用。
6、混沌和分形的計算方法
混沌和分形理論是一種非線性動力學(xué)課題,混沌系統(tǒng)的最大特點是初值敏感性和參數(shù)敏感性,即所謂的蝴蝶效應(yīng),混沌學(xué)主要研究的是無序中的有序。混沌和分形的計算方法在腦電處理中的應(yīng)用最為經(jīng)典。自從人們發(fā)現(xiàn)腦電信號以來,人們對其的研究 已經(jīng)越來越深入,然而由于腦電信號的隨機性很強,始終很難找到它的規(guī)律性,人們無法解讀腦電信號中所攜帶的有用信息。其主要原因是因為腦神經(jīng)元動作電位是沒有規(guī)則的,實際上只由少數(shù)獨立的動力學(xué)變量控制著,因此可以采用混沌分形的方法來研究人大腦的電信號特性。
5、小結(jié)
人體系統(tǒng)中電信號的復(fù)雜性決定了處理這些信號不可能采用單一的方法,為了取得比較理想的目標(biāo)信號,往往在一個信號處理系統(tǒng)中采用了多種處理方法。目前有比較多的信號處理工具可以供人們選擇,比如MATLAB和LabView,如果能好好利用這些工具,將會大大提高我們的工作效率。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:DSP課程;交互式教學(xué)模式;課堂教學(xué)改革
作者簡介:鄧攀(1986-),男,湖南祁陽人,南華大學(xué)電氣工程學(xué)院,助教;魏瑋(1986-),女,湖南祁東人,南華大學(xué)三力公司,助理工程師。(湖南 衡陽 421001)
基金項目:本文系2013年南華大學(xué)船山學(xué)院高等教育改革與研究項目(項目編號:2013CY003)、湖南省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃項目(項目編號:XJK013CGD111)的研究成果。
中圖分類號:G642 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)08-0084-02
獨立學(xué)院作為一種在公辦高校中引入民辦運營機制的特殊辦學(xué)模式,現(xiàn)已發(fā)展成為一支獨特的高教辦學(xué)力量。目前,獨立學(xué)院課堂教學(xué)現(xiàn)狀令人擔(dān)憂。主要是一部分老師對獨立學(xué)院人才培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)質(zhì)量定位沒有深入研究,按母體學(xué)校的教案、講稿給獨立學(xué)院學(xué)生講課,課堂上學(xué)生“聽不懂”、“跟不上”,因此逃課現(xiàn)象時有發(fā)生。課堂教學(xué)質(zhì)量直接影響人才的培養(yǎng)質(zhì)量,提高人才培養(yǎng)質(zhì)量首先是要提高課堂教學(xué)的質(zhì)量。如何保證和提高課堂教學(xué)質(zhì)量,把獨立學(xué)院學(xué)生培養(yǎng)成為有創(chuàng)新能力的高級應(yīng)用型人才,已成為獨立學(xué)院急需探討解決的問題。
在當(dāng)前高等教育國際化發(fā)展潮流中,“以教師為中心”的教學(xué)模式必然向“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式轉(zhuǎn)化。[1]能把學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性調(diào)動起來教會學(xué)生自學(xué)的老師,無疑是最好的老師。[2]有研究者表明:“盡管中國大學(xué)的課堂教學(xué)有其自身的特色,但從美國大學(xué)課堂教學(xué)在成功培養(yǎng)出創(chuàng)新型人才的作用中,有必要反思我國的大學(xué)課堂教學(xué)模式。”美國高校的“交互式教學(xué)”、“范例教學(xué)”和“小組合作學(xué)習(xí)”等教學(xué)模式,對改變“滿堂灌”、“一言堂”的課堂教學(xué)方法具有較強借鑒作用。課堂教學(xué)存在的最根本問題是教學(xué)模式的選擇問題。如何選擇課堂教學(xué)模式,提高課堂教學(xué)質(zhì)量,無數(shù)教育教學(xué)工作者都有過探索和實踐。在吸取前人研究成果的基礎(chǔ)上,考慮“數(shù)字信號處理”(以下簡稱DSP)課程理論性很強而且非常抽象,學(xué)生難以理解和掌握,筆者在DSP課程教學(xué)中運用交互式教學(xué)模式,以“試驗課”的方式進行教學(xué)改革試點,并將科研融入教學(xué),將MATLAB軟件引入教學(xué)中,將實際系統(tǒng)設(shè)計與上機實驗融為一體,并改革作業(yè)和考核方式等。運用交互式教學(xué)模式教學(xué)調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性、應(yīng)用性和獨立性等能力,對培養(yǎng)符合市場需要的DSP應(yīng)用人才具有重要意義。
一、DSP課程教學(xué)中存在的一些問題
DSP課程是高等院校電信類專業(yè)一門重要的專業(yè)課。DSP課程理論性很強而且非常抽象,學(xué)生難以理解和掌握,對獨立學(xué)院基礎(chǔ)相對薄弱的學(xué)生來說,學(xué)習(xí)本課程有一定困難。筆者做了一項為什么“逃課”的調(diào)查:60%的人覺得“聽不懂”、“跟不上”,“課程枯燥無味”;40%的人將原因歸結(jié)為“學(xué)生缺乏自制力和進取心”。盡管逃課原因有多種,但課堂教學(xué)中確實存在“滿堂灌”、“一言堂”的問題。這種“滿堂灌”、“一言堂”教學(xué)方式,課堂上缺少可貴的互動交流和探究創(chuàng)新,課堂氣氛沉悶,課堂含金量低。
DSP課程是一門實踐性很強的課程。實踐性很強的課程沒有足夠的實踐很難達(dá)到理想的教學(xué)效果。一般學(xué)校實踐學(xué)時是10學(xué)時左右,由于實踐學(xué)時較少,機房有限,存在實際系統(tǒng)設(shè)計與上機實驗沒有融為一體,理論教學(xué)和實踐教學(xué)脫節(jié),對此,學(xué)生反響很大。
DSP課程考核方式多為閉卷考試。閉卷考試考核了學(xué)生的理論水平,但沒有考核學(xué)生的實際動手能力,不利于培養(yǎng)符合市場需要的DSP應(yīng)用人才。
針對DSP課程教學(xué)存在的主要問題,運用交互式教學(xué)模式,以“試驗課”的方式進行教學(xué)改革試點,收到了較好的教學(xué)效果。
二、交互式教學(xué)模式的運用
課堂教學(xué)模式是從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)、教學(xué)過程,直至教學(xué)組織形式的整體、系統(tǒng)的操作樣式。教學(xué)模式眾多,各具特色,需根據(jù)具體情況進行選擇。基于目前課堂上存在的主要問題是“滿堂灌”、“一言堂”,缺少師生互動,選擇一種以師生對話為背景構(gòu)建的互動教學(xué)方式做教改試驗。
交互式教學(xué)模式是通過一種以師生對話為背景構(gòu)建的互動教學(xué)方式。[3]交互式教學(xué)的目的是構(gòu)建一個互相尊重、信任和平等的學(xué)習(xí)氛圍,通過對話和傾聽實現(xiàn)師生之間和學(xué)生之間的雙向溝通,在合作學(xué)習(xí)中加深對新概念的理解。交互式教學(xué)過程一般分為兩個階段:師生交互階段和學(xué)生交互階段。在教學(xué)過程中始終強調(diào)師生互動,教師精心設(shè)計課堂提問,學(xué)生主動參與對話;學(xué)生提出問題,學(xué)生與學(xué)生對話。在交互式教學(xué)中,互動效果取決于教師選擇的教學(xué)內(nèi)容及設(shè)計的問題是否適合不同基礎(chǔ)的學(xué)生。對獨立學(xué)院的學(xué)生,基礎(chǔ)相對薄弱,要從最簡單的問題入手,步步引導(dǎo),層層深入,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和積極性,才有可能進行有效互動。在交互式教學(xué)中,學(xué)生需進行課前閱讀。上課前一周,教師提供相關(guān)的課前閱讀材料,學(xué)生把課前閱讀的問題、困惑、個人思考或見解帶到課堂。在課堂互動和討論中,學(xué)生進一步提出問題,拓展思維,找尋方法和路徑,以達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。
交互式教學(xué)模式“試驗課”的設(shè)計,首先要精心選擇“試驗課”的內(nèi)容,內(nèi)容是否合適是“試驗課”成敗的關(guān)鍵,這需要教師認(rèn)真鉆研教材和交互式教學(xué)模式。其次,教師精心設(shè)計課堂提問,精心制作多媒體互動課件。教改“試驗課”要發(fā)揮多媒體的優(yōu)勢,通過多媒體課件的演示和互動,學(xué)生主動參與師生對話,并引導(dǎo)學(xué)生提出問題,實現(xiàn)學(xué)生互相對話,使課堂變得形象、生動、靈活。設(shè)計時適當(dāng)將老師的科研融入教學(xué)中,將MATLAB軟件引入教學(xué)中,將實際系統(tǒng)設(shè)計融入教學(xué)中。例如,在講新課前,教師設(shè)計復(fù)習(xí)性簡單問題,調(diào)動學(xué)生進入互動狀態(tài);再將新內(nèi)容設(shè)計成一個一個推導(dǎo)性問題,一步一步深入,以達(dá)到學(xué)會新知識的目的;再設(shè)計比較、應(yīng)用等高層次問題,并將科研開發(fā)中遇到的問題和解決方案穿插在課堂中,使學(xué)生對DSP應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)有感性認(rèn)識。同時激發(fā)學(xué)生間的互動,讓學(xué)生從多種角度來比較、應(yīng)用,學(xué)會在比較中發(fā)現(xiàn)非常相似事物中的細(xì)微不同,學(xué)會在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)自己的創(chuàng)造力,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。另外,在上“試驗課”前,請課程組老師和同行專家聽課、評課、討論、分析和總結(jié),并反復(fù)修改和完善后才予以實施。教改“試驗課”學(xué)生參與積極性高,課堂互動效果好,受到了學(xué)生好評。
課堂作業(yè)采用提問方式,讓學(xué)生主動回答。這樣學(xué)生不是一味從書上找答案,而是主動思考,在尋找答案的過程中主動去學(xué)習(xí)。
將實際系統(tǒng)設(shè)計與上機實驗融為一體。將MATLAB軟件引入教學(xué)中,使枯燥難懂的理論變得有趣、易解,學(xué)生能直觀地領(lǐng)會分析方法和處理結(jié)果,極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時提高了學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。如數(shù)字濾波器的設(shè)計,在實驗室要學(xué)生對實際系統(tǒng)進行分析與改進。又如錄制一段聲音信號或者圖像信號進行去噪處理的MATLAB仿真與DSP實現(xiàn)。
改革考核方式。綜合評定學(xué)生成績時,考慮學(xué)生課堂互動參與程度、作業(yè)和實驗情況。將理論考試和實踐考試相結(jié)合,理論考試采用開卷形式,主要考核學(xué)生對知識的理解和掌握情況,而不是考一些“死記硬背”的內(nèi)容。實踐考試考核學(xué)生對實際系統(tǒng)設(shè)計、分析、處理和動手能力。
三、交互式教學(xué)模式實踐試點效果分析
交互式教學(xué)模式,在教學(xué)過程中始終以師生對話為背景,以問題的逐步開發(fā)為主線,學(xué)生帶著問題深入思考,學(xué)習(xí)的自覺性、積極性得到充分的調(diào)動;在相互交流探討中解決實際系統(tǒng)設(shè)計的問題,激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和團隊合作意識;在師生互動過程中,學(xué)會了發(fā)現(xiàn)問題,提高了分析問題和解決問題的能力;改革作業(yè)和考核方式,檢驗了學(xué)生實際系統(tǒng)設(shè)計、分析、處理能力,提高了學(xué)生的實際動手能力。教改“試驗課”,以“點”帶“面”,并及時總結(jié)經(jīng)驗,發(fā)揮了“試驗課”的示范、帶動作用,為全校教師提供參考借鑒。
從實踐試點班級來看,經(jīng)過一個學(xué)期的試驗,該班學(xué)生學(xué)習(xí)積極性大大提高。“試驗課”不存在“聽不懂”、“跟不上”等問題,學(xué)生普遍認(rèn)為“試驗課”能調(diào)動自己的學(xué)習(xí)興趣,在課堂參與中提高了自己的能力,課堂效果好,教改試點班級DSP課程期末總評成績及格率為100%。
試點班級學(xué)生人數(shù)少,運用交互式教學(xué)模式的“試驗課”,能人人參與,互動效果好。如果班級學(xué)生人數(shù)太多,建議分組進行。
實施交互式教學(xué)模式教學(xué),必須把握“課前閱讀,課堂參與和課后討論”[4]三個重要環(huán)節(jié),才能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。教師提供課前閱讀材料,要求學(xué)生課前閱讀。閱讀材料包括閱讀教材、文獻、案例、評論或者網(wǎng)絡(luò)文章等等;老師要求學(xué)生課堂參與,學(xué)生課堂參與程度記平時成績,課堂上學(xué)生根據(jù)課前閱讀和課堂知識內(nèi)容提出有價值的問題,對課堂要有貢獻;課后學(xué)生自愿組成小組進行討論,也可以預(yù)約和老師進行討論。課程涉及的問題到課后進一步討論,走訪業(yè)內(nèi)人士,了解社會,拓寬視野,促使學(xué)生在學(xué)習(xí)中發(fā)揮最大的潛能,建立自信心和使命感,并找到自我價值。
四、下一步研究的大體設(shè)想
對已進行的交互式教學(xué)模式“試驗課”,做更深入具體的總結(jié)分析,進一步完善,并選擇更多合適內(nèi)容設(shè)計交互式教學(xué)模式“試驗課”,以“點”帶“面”,逐步改變“滿堂灌”、“一言堂”的課堂教學(xué)方式。
以優(yōu)化教學(xué)模式為突破口,進行多種教學(xué)模式教改試驗,如:“范例教學(xué)”、“小組合作學(xué)習(xí)”等。進行多種課堂教學(xué)模式改革實踐,推進教學(xué)模式從以“教師”為中心向以“學(xué)生”為中心轉(zhuǎn)移。“讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體”、“讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)”,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性、應(yīng)用性和獨立性等能力,以真正提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。
下大力氣克服一切困難和阻力,在實踐中不斷認(rèn)識課堂教學(xué)改革的重要性,并切實做到解放思想,腳踏實地,循序漸進,調(diào)動一切有利因素,切實做到不斷深化課堂教學(xué)改革,提高課堂教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻:
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