【首批国家级一流本科课程】“数字信号处理”

点击数:    |    加入时间:2021-04-09

北京航空航天大学“数字信号处理”课程服务于国家航空工业急需的无线电人才培养,由雷达信号处理教研室于上世纪70年代设立。经过几十年的传承与发展,该课程已建立起包含专业特色教材、多种教学资源、层次化课程实验、线上线下混合方式在内的完整教学体系。针对数字信号处理领域技术发展迅速的特点,课程团队始终坚持与时俱进,将科技学术前沿成果引入课堂,通过专题研讨、创新实验、挑战性项目等方式,深化学生对课程知识的理解及运用,培养解决复杂工程问题与自主创新能力。

2008年,“数字信号处理”课程获评“北航精品课程”“北航双百优质课程”;2019年,获评“中国高校电工电子在线开放课程联盟线上线下精品课程”;2020年,获评首批“国家级一流本科课程”。与此同时,2017年,“数字信号处理”课程在“中国大学MOOC”上线;2019年,新版教材由高等教育出版社出版。该课程改革相关内容获国家教学成果二等奖1项,北京市教学成果一等奖1项。

教学团队

在毛士艺教授、李少洪教授、殷瑞教授等老一辈教师的带领下,课程团队不断壮大。万国龙老师长期致力于本科教学工作,建设了课程知识体系,探索了章节安排、重点与难点梳理、多样化考核方式等教学方式。王祖林老师开展了“数字信号处理”本研教学一体化建设,按照信息类本科与研究生教学特点和知识需求,整合了两个阶段的优质课程资源,完善了该课程教学体系。王俊老师探索线上线下混合式教学与虚实结合的实验教学方式,建设了“数字信号处理”MOOC资源和层次化的课程实验内容。高飞、孙国良、雷鹏老师长期投身一线教学,将自身丰富的教学与科研经验转化为课程资源。黄勤、徐迈两位青年教师注重科教融通。

经过多年的建设,课程团队培养出北京市教学名师、北京市优秀青年骨干教师、宝钢全国优秀教师奖、北京市青教赛一等奖、国家优秀青年基金获得者、教育部青年长江学者、北航“我爱我师”十佳教师、北航优秀主讲教师、北航优秀班主任等一批优秀教师。

特色经验

“数字信号处理”是电子信息类专业基础课程,具有理论性强、实践要求高的特点。因此,课程始终注重知识点传授、理论与实际结合、思维模式训练,增加知识连贯性和趣味性,同时以工程实践为例,设置挑战性的研究型题目,实践线上线下混合式的研究型教学,培养学生解决复杂工程问题与自主创新能力。

发掘教学素材,教书育人,增强学生自信

以5G通信、北斗导航、航天探测等我国科技成就为实例,培养自豪感。例如:以5G调制方式、北斗信号形式引出傅里叶变换、FFT等知识点,以身边实例,加深对抽象理论知识的认识,增强学生爱国情怀,激发学生学习动力,培养学生自信心。

优化课程内容,承前启后,构建知识体系

注重课内及相关课程知识点的衔接,优化课程内容,以典型数字信号处理流程为主线,涵盖课程主要知识点,构建知识点相互关联的数字信号处理知识体系,增加知识的连续性和感性认识,培养学生系统观、创新思维、综合利用所学知识分析复杂电子系统能力。2019年,出版《数字信号处理》教材。

丰富实践教学,科教融合,培养工程能力

注重课程前沿性和工程应用特点,加强实践教学建设。凝练5G通信等重大前沿科技中典型数字信号处理应用,建立由基础性模块化课程实验、挑战性研究型项目构成的层次化数字信号处理实践教学,培养学生理论分析、工程设计、系统仿真、软硬件实现的综合能力。与电子设计基础训练、单片机基础、综合创新实验等课程形成层次化实验实践体系,获2018全国教学成果二等奖、2018北京市教学成果一等奖。

实践混合式教学,线上线下,提高学习效果

建设由理论知识、基础实验、综合实验、工程案例构成的MOOC课程(2017年3月中国大学MOOC网上线,已运行8轮次,选课人数超过5万)。学生课前自主学习MOOC,完成单元测验,利用慕课堂等互联网手段反馈测验结果,从而有助于在课上针对性地讲解和个性化辅导,开展研讨型教学;挑战性项目牵引,提升了学习兴趣和自觉性;通过难点答疑、研讨探究、观点辩论、成果展示促进知识的内化与应用。

经过近四十余年的辛勤耕耘,“数字信号处理”教研团队面向国家对新时代电子信息人才多元化的要求和学生个性化发展的需求,始终注重教书育人、课程建设、教学探索与改革,致力于信号处理课程与实验体系的建设和完善。课程将在国家级一流本科课程建设基础上,突出“两性一度”特色,针对新工科知识交叉等特点,结合5G、AI等信号处理前沿领域,依托国家级实验教学示范中心,完善课程实验教学资源,建设“数字信号处理层次化实验教学体系”,支撑课程教学。将北航“数字信号处理”课程的优势资源、建设经验、以及教学理念,拓展到更多学校,扩大受益学生,为培养更多高质量的电子信息人才和优秀的青年教师提供支持。

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