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文档简介
1、 项目驱动模式的语音编码技术教学改革与探索 梁俊花 刘洋 赵志升 刘泉 徐婷摘 要:语音编码技术是一门科研性、应用性较强的课程,针对目前存在的学时紧张、学生实践能力较弱、考评失准等问题,将项目式驱动学习在课堂教学中探索实践,充分调动学生积极性,培养自主学习和团队合作意识。关键词:项目驱动式;自主学习;语音编码一、引言“语音编码技术”是以语音信号处理技术为基础,专向于语音编码应用的一门综合性学科,在高等学校电子信息类专业中是一门重要的专业选修课程,主要学习语音编码算法的基本概念、原理构造、典型应用、未来发展等。本课程的理论性和实践性都很强,其特
2、点是:要求掌握的基础知识强,信号与系统和数字信号处理是本课程的理论基础;要求的数学知识多而且深,如概率统计和随机过程等;与其他学科及应用密切相关,如数字通信、计算机科学与技术、人工智能、模式识别、机器人等。在实际的教学应用中,存在着以下问题:一是课程内容繁多与学时紧张的矛盾,大多数高校总学时为32学时,其中实验为8学时或更少,我校在通信工程专业设置的总学时为36学时,实验学时为0。语音编码技术科研性较强,原理、算法较多,单独借助板书绘制框图结构,费时费力,效率太低,而单独ppt多媒体演示,晦涩难懂的公式又很容易让学生失去兴趣,因此,有必要配以相应实验加强对课堂内容的稀释,同时提高实践应用能力,
3、但这将带来较大的学时紧张问题。二是受多方面因素的影响,国内高等教育长期存在着“重理论,轻实践”的困局,导致学生对实践动手缺乏积极性和主动性。语音编码技术与当前热门的人工智能技术息息相关,技术的发展需要紧跟社会需求,如果学生单纯停留在理论学习,将理论与实践分离,长此以往,很难适应快速发展的社会需求,理论学习也将弱化并沦为应试的死记硬背,因此增加学生实践应用环节,提高综合应用所学知识解决实际问题的能力,是本课程教学改革的关键。三是传统的课程考核大多采用期末考试或论文提交形式,实践证明,这种方式很难客观准确地评价学生解决实际问题的能力。二、项目驱动式教学的启动与运作1. 学时分配语音编码技术是一门前
4、沿性、科研性和应用性并重的课程,在课程学时分配方面做如下调整:整个课程分为理论讲解、实验探索、专题研究三部分。其具体内容和课时分配如下表:其中理论讲解主要是语音编码的基本概念、基本原理、算法框架介绍;实验探索是在matlab环境下,以软件自带语音数据或学生采集到的语音数据进行相应的应用演示;项目驱动式教学主要在专题研究部分开展。参阅相关的语音处理资料并结合本课程专向性的特点,选用李晔主编的数字语音编码技术作为主教材。2. 具体实施项目驱动式教学主要分为四部分:任务设计、自由选题、专题研究和综合考评。各阶段具体内容如下。(1)项目设计根据教材内容分为9个方向,如表1所示。这部分只设定基本的教学目
5、标,学生自主选择具体的实验内容,教师只做相应引导。任务安排需提前4个学时准备,教师在课堂上对各部分做简要介绍,学生根据基本的教学目标与要求,搜索相关科研资料,对实验内容进行初步了解。(2)学生根据项目方向大小,自主决定人员构成,根据班级人数,每队平均6人左右,并推选一名队长,负责本团队的组织协调工作。具体项目选题学生可以根据各自的兴趣点及完成度选择,教师也可根据教学目标的基本要求,参与到学生队伍中,对学生组队情况进行建议和微调。这部分学生是主体,主要培养学生的自主钻研精神和团队合作意识。(3)各组讨论制订初步的項目实施方案,在项目执行期间各小组成员进行任务分工,鉴于通信工程两班人员较多,各组推
6、选12名学生,代表本组进行专题ppt汇报和答疑。通过这种展示汇报的方式,促进学生自主学习,并通过观察他人学习查找自己小组中存在的问题与不足,及时改进。教师在这个过程中跟进每个小组的任务情况,适时指导与评价。(4)课程评价一直是大多数学生学习一门课程的关注点,因此一个客观准确的评价是对整个项目驱动教学的检验,也是调动学生积极性和主动性的有力突破口。本次评价在传统的“师评”基础上,尝试“自评互评师评”三结合的考评方式,具体做法:首先,小组内部根据组内每位同学的完成情况及在整个项目中的表现,对项目进行整体评分(自评);其次,通过各组的汇报情况,小组间进行相互评分,以各组打分的平均成绩作为小组成绩的参
7、考评分(互评);最后,教师根据每组的项目完成情况进行整体评价,得到一个修正评分(师评)。增强考评的趣味性和实用性。3. 实践中需要注意的问题(1)解决学时与内容的矛盾。该课程没有实验学时,全部内容压缩到理论学时中,同时期中、期末考试占用4学时,使学时更加紧张,教学实践中需灵活调整学时分配。(2)给学生更多的自主学习空间。“语音编码技术”课程设计科研性前沿性较强,需要充分考虑学生的主观能动性,把自主学习和课堂教学很好地结合起来。例如,在教学中,拿出一部分课时请学生站到讲台上介绍本组项目进展情况,并以ppt的形式做汇报总结,其他小组及教师根据汇报情况进行建议和评分。通过互动调动学生的积极性,也能更
8、好地发现学生学习中存在的问题以及教学过程中存在的不足。(3)加强实践动手能力的管理。基于项目驱动式的语音编码技术课程教学,打破理论与实践教学的界限,在真正意义上做到课堂授课为实际应用服务,实际应用的需求又反过来促进学生课堂听讲的质量。项目实施过程中持续追踪学生动态,及时解决学生遇到的问题,在保证正常完成任务的前提下,完善专题学习。三、总结从项目设计、自由选题、专题研究和综合考评四个方面改革实践,有效提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,同时在与学生互学的过程中提高教学与科研能力,切实做到“教学相长”。参考文献:赵力.“语音信号处理”课程改革与实践j.电气电子教学学报,2010,32(4):26-27.项目支持:河北省高等学校科学技术研究项目(zd20
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