时间：2024-02-19 14:41:31
导语：在数字媒体技术基本概念的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：数字电视技术；教学方法；实践教学
作者简介：王爱丽（1979-），女，天津人，哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院，副教授；杨明极（1971-），男，辽宁开原人，哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院，教授。（黑龙江 哈尔滨 150080）
基金项目：本文系哈尔滨理工大学教学研究课题（项目编号：P20110020）、黑龙江省教育厅面上项目（项目编号：12511117）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）10-0148-02
自1948年提出视频数字化概念至今，视频数据压缩编码技术已经历了整整60年的发展。在这60年里，视频数据压缩编码方法层出不穷。目前，电视正迅速地走向“数字时代”，数字电视的飞速发展远远超出了人们的预期。数字电视是数字信息技术的产物，以数字化、交互性为特色，把电视传播方式与信息技术集于一身，大大提高了画面的清晰度和伴音效果。
开设“数字电视技术”课程的目的是让学生了解数字电视机器相关技术以及相关产业的发展动向，并将专业知识运用到具体的工程实践中去，以提高学生理论联系实际的水平。
一、“数字电视技术”课程简介
与模拟电视相比，数字电视在技术上具有以下优势和特点：清晰度高、音频效果好、抗干扰能力强；数字频道数成倍增加、数字业务功能极大拓展；数字电视信号容易加密，保密性好，便于采用现代数字信号处理。[1]世界发达国家的广播电视从模拟向数字的过渡已全面展开，我国也在大力推广数字电视技术应用，从部分（单机设备）数字化向全系统（节目制作、信号传输、发射和接收）数字化方向发展。DVD、数字电视接收机、数字摄像机、数字录像机、数字点播电视（VOD）、数字交互电视（ITV）、网络电视（IPTV）、移动车载数字电视、全数字高清晰度电视等数字电视设备层出不穷，逐步成为整个电子行业潮流的主导。随着第三代移动通信技术的实现，移动通信将进入宽带、多业务共存时代，除了传统的通话以外，借助于数字电视技术和移动通信技术的有机结合，还将实现移动手机电视、电视电话、高速数据下载等信息传输，大大改善了人类社会活动的质量。[2]
数字电视技术系统地介绍了数字电视的基本概念、视频信号的数字化、图像数据压缩编码、视频压缩编码标准、数字电视传输、数字电视调制和解调及数字音响技术等内容，有助于学生对数字电视原理的全面认识和了解。本文主要对数字电视教学中存在的问题和教学方法进行研究。
二、“数字电视技术”教学中存在的问题
1.理论内容较多，学生吸收率不高
“数字电视技术”课程内容广泛，蕴含着较深的理论基础。教学大纲设计的理论学时是34课时，如何在有限的课时内通过采用生动的教学方式和手段让学生获得尽可能多的理论知识，提高知识的吸收率成为摆在任课教师面前的一个实际问题。
2.理论教学和实践教学脱节
实践教学过程就是学生对所学的理论知识进一步理解和巩固的过程。由模拟电视向数字电视进行过渡，理论知识更新的同时也需要对实践教学的内容进行更新。
三、“数字电视技术”教学改革探讨
主要从教学内容、教学方法和教学实验三个方面进行教学改革的探讨。
1.教学内容
（1）强调基本概念和基本理论，突出重点。“数字电视”是指电视信号的处理、传输、发射和接收过程中使用数字信号的电视系统或电视设备。其具体传输过程为：由电视台送出的图像及声音信号，经数字压缩和数字调制后，形成数字电视信号，经过卫星、地面无线广播或有线电缆等方式传送，由数字电视接收后，通过数字解调和数字视音频解码处理还原出原来的图像及伴音。[3]
数字电视在模拟电视基础上发展起来，所以教学中仍需要保留少量传统模拟电视教学内容。教学内容具体包括以下三个方面：
1）电视基础内容包括：电视原理概念和电视的发展历史；光的特性与光源、光的度量、色度学基础、人眼视觉特性及三基色原理等。该部分内容为后续内容的学习起到了奠定理论基础的作用。
2）模拟电视内容包括：电视信号的产生、彩色电视制式、模拟音视频基带信号接口标准和彩条信号、模式电视信号广播的调制方式及模拟电视信号的接收等。
3）数字电视内容包括：数字电视概述和音视频信号的数字化、数字电视信源编码技术及音视频编码国际标准；数字电视信道编码及调制、数字电视传输标准和传输技术；数字电视信息存储及显示技术、数字电视组网技术以及数字交互式电视等。课堂教学中，需要对基本概念和基本理论进行深入、透彻的讲解，同时突出各部分的学习重点，以便学生更好地掌握知识点。
（2）补充新技术，突出实用性。教学内容的及时更新有利于提高教学效率，改善教学效果，更好地适应形势发展的需要。数字电视不但是一个由标准、设备和节目源生产等多个部分相互支持和匹配的技术系统，而且将对相关行业产生影响并促进其发展。数字电视的发展方向为支持多种数字电视标准、大屏幕、高清化、互联网DTV、DTV+PVR，支持更丰富的互联接口。[4]
例如互联网DTV，未来的消费者不必为了检查邮箱、发送电子邮件、在线玩网络游戏、下载和播放网络视频、甚至收看流媒体视频，而必须跑到书房去独自呆在PC或笔记本电脑前，可以直接在客厅舒适的沙发上用无线鼠标或无线键盘体验上述PC的所有功能。从技术上讲，设计人员可以考虑Wi-Fi、WiMAX、百兆/千兆以太网、xDSL、EPON/GPON等无线或有线技术实现数字电视与互联网的连接，同时也需要在数字电视中增加一块应用处理器或多媒体处理器。[5]
实际上，真正的未来数字电视产品很可能是上述几个技术发展方向的组合和融合。因而，在教学中需要把握数字电视的发展方向，不断融入新技术，突出该课程的实用性。
2.教学方法
教学方法包括教师教的方法（教授法）和学生学的方法（学习方法）两大方面，是教授方法与学习方法的统一。教授法必须依据学习法，否则便会因缺乏针对性和可行性而不能有效地达到预期的目的。但由于教师在教学过程中处于主导地位，所以在教法与学法中，教法处于主导地位。
（1）多种教学手段相结合提高学习兴趣。改变以往板书授课的单一方式，合理利用现代计算机发展的优势，采用多媒体、网络教学相结合的多种信息传播方式。根据教学目标和教学对象的特点，通过多媒体教学设计，合理选择和运用现代教学媒体，并与传统教学手段有机组合，共同参与教学全过程，以多种媒体信息作用于学生，形成合理的教学过程结构，达到最优化的教学效果。[6]将教学内容配套的课件Powerpoint、Flas、视频压缩演示软件等多种辅助资料上传到教务在线的网络平台，方便学生多种渠道获取与授课内容相关的知识，在课余时间有选择的学习。同时，利用网络平台，学生可留下各种疑问或提出建议，以便授课教师进行及时的解答并改进教学方式和内容。
（2）全方位考核提高学习效率。对学生的考核不单单集中于期末考试一种形式，更多的注重于平时课堂上的反馈。具体实施起来，对学生学习成绩的评价包括两个方面，平时和期末成绩各占40%和60%。平时成绩中课堂提问、随堂测验和课后作业共占20%，实验成绩占20%。通过课堂提问和随堂测验的形式可以实时掌握学生对所学知识的理解与吸收程度，以便任课教师及时调整教学方式和授课进度，同时对前面学习中学生掌握较薄弱的环节再次强调和讲解，形成一个良性循环的反馈系统。期末考试以闭卷形式进行，考核学生对数字电视技术的基本概念、原理的理解和应用。教师需要认真做好试卷分析，了解本届学生得分和丢分情况，总结教学中存在的不足，为后续教学方案的调整提供可参考的数据和资料。
3.教学实验
实验教学是增加学生的感性认识、激发学生的创造力、提高动手能力以及提高数字电视理论课的教学质量不可或缺的关键环节。以往的“数字电视技术”课程往往以理论学习为主，缺乏必要和必须的设备来进行相应的实践课程，很难对教学内容生动化、形象化。学生在学习过程中缺乏直观的认识，感觉枯燥难懂。实验的设计需要从学生角度出发，提供足够的系统工作仿真点，并注重原理仿真，突出学习过程中需要掌握的关键点。
数字电视实验教学方案结合实验教学时数，无须面面俱到，主要侧重于受益面最大的应用端，以静止图像和视频编解码为核心内容。利用MATLAB、VC++软件实现JPEG和JPEG2000的静止图像压缩，视频处理实现基于多媒体DSP处理器DM642处理器的监控系统。集体实现需要以下硬件：DM642、摄像头、Philips公司的视频解码芯片SAA7115、Intel公司的LXT971ALC芯片（PHY）以及的RJ45接口、SDRAM和Flash存储器。由摄像头采集的模拟视频信号经SAA7115模数转换后，形成YUV4∶2∶0格式的数字视频信号，从DM642视频端口输入；由基于DM642的软件编码器编码压缩处理（本次实验使用H.264视频编码标准），编码压缩生成的视频码流数据，打包后通过RJ45口经以太网传送到远端目的地，完成网络视频通信和监控。经DM642的MAC接口，在网络传输的同时，视频信号可由视频端口经视频编码芯片数模转换后输出模拟视频信号到监视器进行本地回显。
教学实验系统采用模块化设计，要求学生能够完成原理验证的实验，同时满足学生及教师的二次开发设计需要。鼓励学生利用课外时间完成自己感兴趣的项目。这样不但提高了学生的动手能力，同时深化了对理论知识的理解，反过来促进了听课的主动性，提高了课堂内容的吸收效率，促进了理论和实践的结合。
四、 结束语
为了培养面向21世纪合格的教育人才和应用型人才，结合“数字电视技术”课程的理论教学和实验教学，认真总结经验教训，不断地改革教学内容、教学方法和训练措施，注重能力的培养是教学的核心，努力提高学生的分析能力、逻辑思维能力、创新能力、综合能力等多种能力，使学生不断运用所学知识和方法去获得新知识、掌握新技能，适应就业与社会发展的新需要。
参考文献：
[1]吴宗泽，张勰.“数字电视与数字视频”课程的教学改革探索[J].电气电子教学学报，2009，31（4）：106-107.
[2]李春秀.数字电视接收机系统及业务数据功能研究与实现[D].天津：天津大学，2007.
[3]孙玉霞.试论电视原理课程的理论教学与实践教学[J].青岛大学学报（自然科学版），2001，（2）：98-101.
[4]陈英俊，黄伟.浅谈电视原理课程的教学方法[J].咸宁学院学报，2003，（3）：65-67.
上课的时候，如果仅仅向学生灌输课程内容，学生之前没有预备将要学的知识，是很难跟上教师的节奏，很多时候当你讲到下一小节，学生仍旧停留在理解上一小节的某个知识点中。同时，指导学生进行探究式学习(课外作业),即围绕课程中某个主题,依循一定的步骤开展探索研究性学习:提出问题、决定探究方向、组织探究、搜集并整理资料、得出结论。增强学生的创新探究能力[3]。
突出主线路,注重基本概念通信原理每个章节，每个小节都要很多公式及推导，而且公式推导过程中大量运用非本小节的知识点和已推导的公式。如何做到让学生完全理解知识点同时不产生混淆，这是一个非常重要的问题。因为学生学习是需要动力的，这个动力来自自信心与成就感，如果当他们通过仔细思索但还是没有弄懂教师所讲解的内容，很容易会产生疲惫感，觉得不如在课下自己看书来得快。
突出主线路，就是授课的过程中时刻注意是从哪个知识点讲起的，经常要给学生强调这一点。但并不是说不要发散思维，具体方法可以从一个知识点为原点以树状展开，但注意不要展开太多。基本概念和知识框架是为了给学生一个系统的感觉，也就是一个大局观，知道老师在此刻，以及下一段时间所讲的都是一个知识点，这样学生不会同以前所学的知识点发生混淆[4]。
多媒体授课通过制作高品质的多媒体课件以及使用电子教鞭、教室的投影仪，结合板书能够取得比单纯的板书更好的效果。一方面，多媒体课件能够嵌入像音频，视频之类的媒体资料，这些给学生的印象更加直观。特别是视频动画，某些情况下动态的画面远比静止的黑板字更容易说明一些问题，例如演示实验操作过程，制作一段操作指南的动画,既节省时间，也更为清楚。
另外，多媒体课件能够省去教师书写大段文字时间，在短短的90分钟内讲述更多的内容。但板书也是需要的，一些关键的公式推导结果，结论我还是会写在黑板上，这样同课件结合起来，加深学生的印象。
全媒体、融媒体、通用媒体基本概念
业界对“全媒体”概括和分析颇多，观点也不完全一致。较为相近的概括为：“全媒体”即“omnimedia”，源自美国一家名叫Martha StewartLiving Omnimedia（玛莎-斯图尔特生活全媒体）的家政公司。这家成立于1999年的公司，拥有并管理包括杂志、书籍、报纸专栏、电视节目、广播节目、网站在内的多种媒体，通过旗下的所谓“全媒体”传播自己的家政服务和产品。限于当时的科技水准，玛莎-斯图尔特生活全媒体公司的“全媒体”显然并不全，它的真正含义更接近multimedia“多媒体”。
近十几年来，随着全球科技的迅猛发展，特别是互联网技术的不断突破，传播手段日趋多样化，传统媒体与新媒体之间日益融通，“全媒体”（omnimedia）的概念随着传播领域实践的不断丰富发展着它的内涵。“全媒体”包括报纸、杂志、出版、广播、电视、电影、电子音像、网络、电信、卫星通信在内的各类传播工具和载体，涵盖视听、形象、触觉等人们接收资讯的全部感官，而且针对受众的不同需求，选择适合的媒体形式和渠道，深度融合，提供细分服务，实现对受众的全面覆盖及最佳传播效果。
“媒介融合”（Media Convergence）这一概念，最早由美国马萨诸塞州理工大学的浦尔（Pool）教授提出，1983年他在《自由的科技》中提出“传播形态聚合”（the convergence of modes）概念，本意是指各种媒介呈现出多功能一体化的趋势，这种关于媒介融合的想象更多地集中于将电视、报刊等传统媒介融合在一起。“融媒体”是媒介融合的现实体现，把传统媒体与新媒体的优势互补，使单一媒体的竞争力变为多媒体共同的竞争力。“融媒体”不是一个独立的实体媒体，而是一个把广播、电视、互联网等介质的优势互为整合，互为利用，使其功能、手段、价值得以全面提升的一种运作模式，是一种实实在在的科学方法和传播行为。
全媒体、融媒体基于互联网基础向前发展的必然结果，就是通用媒体。通用（incommonuse），可以解释为在各处使用；公共使用，普遍使用。《后汉书·律历志下》：“各有改作，不通用。”唐代李肇《唐国史补》卷下：“丝布为衣，麻布为囊，毡帽为盖，革皮为带……天下无贵贱通用之。”
通用媒体可以初步描述为，在互联网IP技术的基础上各类媒体功能逐渐融合成为具有全媒体、融媒体特性的综合性数字内容集成播控平台和综合性数字信息运营服务门户。其基本特征应该包括全覆盖（Full Coverage）、全业务（Full Service）、IP化。在互联网IP技术的驱动之下，一切传播信息的载体，包括网络、通信、媒体之间在技术、产业、组织、规制等方面将日趋融合。随着网络逐渐融合（网络逐渐IP化），不仅仅是媒体，包括关联产业，传统媒体（电视、广播、报纸）之间，传统信息产业（电信业、广播电视业）之间的边界可以消解，国家与国家之间、社群与社群之间、人与人之间的传播边界也可以消解。人类社会将逐步进入通用媒体时代。
通用媒体的基本构成
在实业界，美国通用汽车公司（GM）、通用电气公司（GE）各自体现了其行业的通用特征。通用汽车公司（GM）成立于1908年9月16日，由威廉·杜兰特创建。其标志GM取自其英文名称（General Motors Corporation）的前两个单词的第一个字母。通用汽车公司各车型商标都采用了公司下属分部的标志。通用电气公司（GE）是世界上最大的多元化服务性公司，从飞机发动机、发电设备到金融服务，从医疗造影、电视节目到塑料，GE公司致力于通过多项技术和服务创造更美好的生活。杰克·韦尔奇曾担任GE公司的董事长及首席执行官。
通用媒体集中体现着传播业界及关联产业界有着广泛共识的全媒体、融媒体特征，其基本构成要素和环节包括：
1.通用技术：基于互联网IP技术的运算技术（Cpu/Gpu）、显示技术（大屏幕、高分辨率）、能源供应技术（包括能源供应来源、续航能力、供应方式等）、传送技术（编码解码能力和技术基础）等互联互通的技术应用。
2.通用传输：基于IPTV平台上的广电网、电信网和互联网的三网融合，移动互联网传输，以及可以与互联网IP技术对接的数字卫星传输、无线地面数字传输等。
3.通用载体：终端载体是多元化的，又是互联互通的开放平台；终端载体是智能化的，又是集成统一的平台。通用媒体平台可以由智能电视、平板电脑、智能手机等有机构成，多终端协同、系统化运行。
4.通用内容：以互联网IP技术为核心的数字内容有机整合，以及数字信息的系统集成，可以突破现有媒体介质跨媒体传播。
家庭客厅终端的通用媒体时代
目前家庭客厅终端已成为各终端企业和互联网企业竞相进入的焦点平台，跨界竞争日趋激烈。TCL爱奇艺智能电视、乐视TV超级电视、小米盒子（高清互联网电视机顶盒）等，利用互联网升级换代，改变了传统电视机，也改变了传统电视的业务模式。传统电视媒体正在发生变革，观众不仅看电视，还要用电视、享电视。
家庭客厅终端以其海量的、个性化的内容和信息服务功能，正逐步成为通用媒体中心。其基本功能布局初步可以概括为：
1.家庭娱乐中心。数字音视频内容供应地，数字家庭游戏基地。
2.家庭信息中心。在信息爆炸时代，对信息进行全面搜索、查询、引导、互动、分享、交易、支付，可以整合信息数据，搭建信息平台，提供信息应用，推动信息消费。
3.家庭社交中心。社交化电视，社交互动、交互行为。集聊天室、微博、微信、客户端等功能于一体。
4.家庭应用中心。电子商务，网上医疗、教育、交通，安全监控，家电控制等。
关键词 课堂教学 教学改革 实践教学
中图分类号：G420 文献标识码：A
课堂是教育的主阵地，课堂教学是实施课堂教学模式改革的主战场，是实践新课程改革理念的主渠道。为确保提高教学质量，我院一直很重视课堂教学模式的改革工作。通过灵活多样的教学手段，一方面让学生在课堂上能够更快、更好地接受知识，另一方面激发学生的求知欲望和学习兴趣，让学生发现适合自己的学习方法和思维习惯，最终达到培养合格人才的目的。通信工程专业课堂教学改革主要是教师从学生能力本位出发，有针对性的开展课堂上的教学方法和手段的改革。在课堂教学中摸索改革，总结出了一整套课堂教学改革思想和措施。
1建立启发式授课模式
传统的“讲说”模式已不适合当前应用型本科教育的需要，大大抑制了学生的主动性、创新性以及自主思维的健康发展。为此通信工程专业教师建立了一种启发式授课模式。首先要淡化教师的统治地位，逐步从课堂传授者走向问题的启发者，引导学生进行兴趣学习，比如在每个抽象概念提出前，都精心设定一个问题或实例作先导，引出理论之后，再辅以仿真和实力来强化记忆；同时强化学生的主导作用，激发学生课后思考和学习的主动性，在每节课和每次实验的最后都将要讲授的内容概括成一个问题留给学生。让学生成为课堂的主体，教师和学生共同参与，互相交流，共同进步，真正做到教学相长。
在教学中，力求从实际问题引入新知识，通过提出通俗易懂有启发性的实际问题启发学生的逻辑思维、化抽象为形象。比如在《数字逻辑》课程中对一些重要内容能够从器件、电路产生的背景和需求谈起，然后讲清其在系统中的作用、结构的构思方法、适用场合以及存在的问题等，引起学生兴趣，激发学生思考，还可以为解决新问题作好铺垫。在讲解时序逻辑设计时，可以先从触发器构造的简单抢答器逻辑引入，激发学生的好奇心，再讲具体电路的设计。在讲述定时器的应用时，可以用日常生活中常见的电子时钟和交通灯控制器为例，精心设计课堂讨论，激发学生的积极思维。在讲数字逻辑系统的基本概念时，可以先提出问题：什么是二值逻辑？日常中有哪些情况是相互对立的？同学们纷纷发表自己的看法：事情的是与非、电压的高和低、开关的通和断、电灯的亮与灭……由此便可很自然地引入数字逻辑电路有关的概念：信号以断续电流（或电压）的形式表现出的，即有或无、高或低，称之为数字信号；而处理数字信号的电子电路即为数字电路；简单地说数字电路就是说它的输入、输出信号只有两种相互对立的状态，即电压的高或低、脉冲的有或无。经过这样的讲解，同学们对数字信号的概念有了较深的认识。
2增加演示教学， 拒绝平铺直
通信工程专业的许多专业基础课程大多都理论性较强，仅仅按照理论课程的思路去讲解，会有一种枯燥乏味、毫无生气的感觉。
比如《数字信号处理》这门课程的所有理论都可以直接用计算机编程实现，因而可以尝试在授课的过程中加入新的元素。随着计算机和多媒体技术的广泛应用，计算机仿真教学已成为培养学生工程实践能力的重要内容。在《数字信号处理》课程实验教学过程中，开发和设计了基于Matlab软件平台的《数字信号处理》课程的实验教学。演示教学对教师也提出了更高的要求，他需要将课程讲授的概念转换成Matlab程序，实践发现，最有效果的模式是边编程边讲解，这对教师的编程能力也是一种考验。
又比如《模拟电子技术》是一门实验性很强的学科，其原理的学习最好和实验同步进行， 实验对于帮助教师阐述、验证模拟电子技术基本原理以及学生深入理解概念和掌握规律有着重要作用。而传统的实验受客观条件限制，实验项目很有限，在理论课教学的同时无法对电路进行适时实验，为此，我们在利用Multisim仿真软件建立了“模拟电子技术虚拟实验库”，该实验库包含了模拟电子技术各章知识点，教师课堂上可以随时进入虚拟实验平台，通过仿真实验观察电路波形，适时调节电路参数，观察电路工作情况，特别是一些瞬息即逝的现象。例如RC正弦波振荡电路的起振过程是一个非常短暂的过程，在理论课的教学中比较抽象，难于理解，传统的实验教学中用示波器很难看清楚，利用EWB软件进行仿真，就可以利用仿真软件具有的存储测试仪器的工作状态以及测试点所有数据的功能，非常清晰地看清楚这一短暂过程，同时还可以通过虚拟示波器观察到（不起振）、（起振但失真大）和略大于3（起振但失真小）三种起振情况，从而使学生能直观地观察到电路参数的变化对电路的影响，加深对所学知识的理解，提高了教学效果。
3教学手段多元化
采用板书与多媒体技术结合的方式进行课堂教学。由于板书教学和多媒体教学都具有独特的功效，因此，在课堂教学中要充分利用各自的优势，取长补短。多媒体教学特别适用比较难用语言描述的概念或者复杂的演变过程。
比如《模拟电子技术》这门课程内容多且抽象，比较难理解，为了让学生在课堂教学中掌握模拟电路的基本概念和基本分析方法，充分展示多媒体技术的特点，将教材中只能静态描述的内容以动态的方式显现出来。例如半导体器件内部载流子运动、PN结中电子的扩散与复合、三极管内部载流子的运动等，教材只能以静态的形式描述载流子的运动过程。利用多媒体技术中的FLASH动画使抽象的内容能形象、直观、生动地呈现出来，学生容易理解掌握。同时将各章教学重点，做成FLASH动画，并配有讲解，这样，不仅使重点内容生动、突出，也为学生自主学习提供了资源。
又比如在《电路》课程中利用电路的多媒体课件，针对课程电路图变换复杂频繁的特点， 大量使用了动画，形象地表示了电路的变换过程，使课堂教学变得生动有趣，将计算机仿真引入课堂，应用电子设计仿真软件EWB，采用电子虚拟仪器，图示电路的工作过程，如讲述一阶电路时，通过改变电路参数，观察电路响应的变化。讲述正弦振荡电路时，观察电路的起振过程等，加深了学生对理论的理解。在应用多媒体课件的同时，要注意与传统教学手段的有机结合。对于需要了解的内容，采用多媒体教学可以提供更多的教学内容，解决了课时减少的问题；对于需要理解的内容，应采用板书与多媒体教学相结合的形式，把握讲课的节奏。
4上好第一堂课
“一年之际在于春，一天之际在于晨”。好的开始往往都会有事半功倍的效果，因此上好第一堂课，设计一次精彩的绪论讲解就显得尤为重要。对于初学者来说，《数字信号处理》这门课就其本身而言，繁琐的公式推导、拗口的专业术语会让很多学生的学习热情骤减，甚至产生畏难情绪，此时一堂精彩的绪论课会恰如冬日暖阳一般。那么如何才能讲好绪论课呢？应该在思想上重视，一定要摒弃绪论课没什么可讲，只需简单介绍的旧观念。同时增加具体实例并加以动画演示，如选取不同的采样率对同一段语音信号进行处理，获得不同的声音效果，利用FLASH播放软件现场演示，在视觉与听觉上给学生一个新颖的冲击，从而激发学生的学习兴趣。
5结束语
总之，在通信工程专业的课堂教学改革中，无论采用哪一种方式，都应从激发学生学习兴趣、提高教学效果出发，培养了学生分析问题、解决问题的能力，提高学生的综合应用能力，把学生的素质培养贯穿于课堂教学的各个环节之中，最终激发学生学习的积极性、主动性和创新意识，使学生真正做到 “学有所长，学以致用”，成为适应社会需求的有用之才。
参考文献
[1] 宋俐荣，杨一荔.论数字逻辑电路的特点在教学中的重要性[J]科技文汇，2010，（3）：170.
[2] 张敏.优化教学方法 提高教学质量――浅谈“数字逻辑电路”教学中的体会[J]科技文汇，2009，（22）：201.
[3] 李力利.《数字信号处理》教学过程中的探索与体会[J]南京电气电子教学学报，2003，25（2）：62-64.
关键词：数字电路教学方法教学目标教学要求
“数字电子技术”是高职高专电类专业的一门专业基础课程,是一门理论性和实践性都较强的课程。它的任务是通过学习数字电路的基本概念、基本原理和基本技能使学生在数字电路方面具有一定的理论水平和实践技能,它是《微机原理与应用》、《单片机原理与应用》和《PLC原理与应用》等主要专业课程必不可少的基础知识。该课程对于学好后继专业课程以及提高学生的工程实践能力都有着极其重要的作用。
1立足于教学目标，展开教学
1.1知识目标
熟悉布尔代数的基本定律，掌握卡诺图与公式化简法；掌握数字电路中常用的基本单元电路和典型电路构成、原理与应用；掌握常用的中小规模集成电路功能。
1.2能力目标
具有查阅集成电路器件手册，合理选用集成电路器件的能力。对集成芯片，重点分析电路的外特性和逻辑功，以一些典型集成电路为例介绍如何查阅集成电路手册、资料等，使学生学会在实际应用中正确选择和使用集成芯片。
具有识读和分析一般典型应用电路的能力。增强电路分析的内容，弱化电路设计。传统数字电路教学往往注重电路设计内容的教学，好像只有电路设计的能力，才能代表水平，而电路分析代表技能，是低技术的。不过技能却正符合了高职高专的教学目标，所以在教学过程中，应注重电路分析方法的教学，让学生学会分析较复杂电路，能修改已有电路服务于自己的设计目标。
具有逻辑分析问题与解决问题的方法。随着数字技术的广泛普及,数字化社会已经到来,大规模、超大规模数字集成电路以其低功耗、高速度等特点,应用越来越广泛。因此如何在有限的时间内使学生扎实掌握数字电路基础知识理论和基本操作技能,培养分析问题、解决问题的能力,是教师在教学过程中需要认真思考的问题。并使学生在传统的数字电路逻辑分析、逻辑设计思维训练的基础上进一步建立起现代数字电路的应用与设计思想，掌握现代电子技术的新技术和新器件，在专业学习中适应当代硬件技术与信息技术的发展，为走向实际工作岗位打下坚实的基础，为拓宽就业市场寻求一条全新之路。
1.3思想教育目标
（1）树立热爱科学、实事求是的学风和创新精神、创新意识。（2）具有一定的自学能力和获取新知识、新技术的基本素质。（3）提高逻辑思维能力、养成认真细致的工作作风。
总之，专科教学不同于本科教学,专科教学注重于学生能力和综合素质的培养，教学过程中突出培养学生应用知识,分析解决实际问题的能力,以学生为主体,以教师为主导,以教学为主线，树立能力培养目标为重中之重的思想。
2选择合适的教材，以教学要求分层、考核形式分类的方式评价教学
2.1教材的选择
目前我校选择的教材充分体现了高职高专教育的特点，以应用为宗旨，强调理论与实践相结合。编写原则遵循由浅入深，通俗易懂，便于自学，力争做到“讲，学，做”统一协调，重点和难点采取阐述与比喻相结合，例题与习题相结合，实例与实验相结合，针对数字电路课程实践性强的特点，增加了与教材相应的实践环节教学内容。
针对数字电路教学过程中存在教学内容与学时数的矛盾，根据国家教委课程指导委员会的提议:EDA技术是电子技术类课程教学改革的重要方向。我校及时修订课程大纲、调整教学内容。把EDA技术和PLD器件纳入教学计划。将教学内容分为数字逻辑基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路、可编程逻辑器件和脉冲信号的产生与整形五大模块。
2.2教学要求分层
教学要求分为五个层次A．知道、了解。学生对教学内容有感性的、初步的认识或只要能识别它B．领会、理解。学生对概念、规律、基本操作等有理性的认识，即能自述、解释和举例说明，并在教师的指导下能顺利地完成基本操作C．掌握、运用。学生在理解教学内容后，通过练习，形成技能；运用概念、方法、规则进行常规运算求解、论述和简单运用、自主操作等D．熟练掌握、灵活运用。学生能综合运用某个知识解决问题，综合运用某项技能进行熟练操作或小规模技术设计等，从而形成某种能力E．思想素质的提高。如态度、意识、精神、毅力等的培养。
同时，采取了以创新能力的培养为核心的“四位一体”教学法,即旨在通过学生自学、讨论、答辩、考查四个阶段,培养学生的自学能力以及分析问题和解决问题的能力,彻底解决传统教法中“满堂灌”的现象。
2.3考核形式分类
考核形式分为五种：笔试：传统的拟卷考试；操作：通过学生动手操作来考核；答辩：教师出题或学生自拟题，经一段时间的实践，学生以报告形式完成答卷并根据需要答辩；社会化考核：参加由国家有权部门认定的考试考核机构或组织进行的考试考核；社会评判：由社会评定结果如实习鉴定等。
通过多种考核形式达到综合评价学生的效果。
3采取传统和现代化教学手段结合方式，运用实例灵活教学
3.1传统和现代化教学手段相结合
教学课件是教材内容的提升和精炼,是将教材中的概念、定律及应用内容转化为形象逼真的映像展示给学生。多媒体教学进入课堂是对传统教学方法的改革,它是教学过程的一个有力工具,但决不能成为课堂教学的主宰,过于详细的课件使学生上课注意力不集中,一些学生觉得课程内容包含在课件中,便在课堂上不记笔记、注意力分散、交头接耳、甚至逃课。可以想象,教学中教师盯着显示器,学生盯着大屏幕,这样的教学情景很难调动教学气氛、影响教师配以肢体语言等的热情发挥,更谈不上师生间的互动。只有将多媒体教学方法和传统教学方法有机的结合起来,相互补充,并在教学实践中不断完善,才能取得完美的效果。
EDA是电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation)的英文缩写,将EDA技术引入数字电路课程教学,可以使教师在讲述理论的同时,利用EDA技术软件进行仿真、演示,使学生消除“抽象感”,增加学习的兴趣。使课堂教学更生动、直观,使数字电路课程中一些基本理论和基本概念更加容易理解。
3.2运用实例灵活教学
数字电路的授课可以结合生活中的应用举例,如目前多媒体PC机里的显示卡、声卡是用数电中的数——模(D/A)转换实现图像显示和声音播放的;制造业中的数控机床,交通信号灯的转向时间显示,家电产品中的CD、VCD、DVD等也都应用了数电技术。通过这些实例的介绍,可以使学生真正了解数字电路课程的重要性,从而能更加主动的去掌握所学知识。
培养创新型人才,就要实施创新教育,重视实验教学,改变以教师为主导的教育模式,充分发挥实验教学的作用,使之成为引导学生从实践来获取和应用理论知识的主要渠道,在完成验证性实验的基础上，实验大纲中安排智力竞赛抢答器和电子秒表等一系列的综合性实验，使学生在由简到繁的设计过程中了解设计工作的思路、方法，通过让学生实际制作，使学生懂得如何进行理论和实践相结合，加深对知识点的理解。
4结语
总之，我们只有立足于教学目标，选择合适的教材，采取传统和现代化教学手段结合方式，运用实例灵活教学，培养学生的创新能力，才能搞好教学，才能为学生走向实际工作岗位打下坚实的基础。
参考文献：
关键词：数字信号处理；传统教学手段；PPT课件；教学改革
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）31-7541-03
随着微电子和计算机等学科的日新月异，与其息息相关的数字信号处理的理论、算法和实现技术也飞速发展。学习和掌握数字信号处理技术已成为当今信息时代必不可少的一项重要内容，《数字信号处理》课程教学也越来越多的在国内外各大高校的本科阶段作为必修课开设。在此背景下，有关提高数字信号处理教学效果的方法和改革也广泛的被从事该课程教学的老师们关注和参与[1-2]。我校从事电子专业本科生数字信号处理课程教学十余年，经历了最初的聘请中国科技大学的教授来我校上课言传身教，到专门的“数字信号处理”课程组组建、探索、发展过程。在此过程中，课程组对教学中遇到的多方面问题作了很多的研究和尝试，特将一些教学过程中的改革和实践总结出来与老师们商讨。
1 教材的选择与教学内容的改革
1.1 根据课程体系结构确定教材的选择
选择一本适合的教材对教学效果非常关键，教材难度要求适中，既要适合学生学，又要适合教师教，难度过于大的教材会增加学生学习的难度，降低学生学习效果，同时加大老师的讲解难度。所以在教材和教学内容上要做到优选内容、侧重兼顾，透彻生动。目前国内外的数字信号处理方面的基础理论教材不少，但大多都参考了奥本海姆的经典教材-离散时间信号处理这本书。很多书籍体系结构基本相同。在具体的教材确定中，我们结合电子信息类本科生教学课程体系结构特点，从注重信号与系统、随机信号分析、数字信号处理、及后续专业课程的的教学内容衔接入手，既要避免各课程教学衔接上的重复内容过多，又要突出本课程的关键理论知识特点（如DFT及其应用讲细讲透是关键）。我们的教材选定经历了清华大学出版社出版、程佩青编著《数字信号处理教程》（第一版），到西安电子科技大学出版社出版、丁玉美编著的《数字信号处理》（第二版），再到程佩青老师的（第二版、第三版）的过程。程佩青老师的教材总体上对数字信号处理的基础理论和基本算法进行了充分阐述与分析，深入浅出，条理清楚，有利于学生更牢固地掌握数字信号处理的基本概念及基本理论。而丁玉美老师的教材特点是简练易懂，便于掌握基础知识能力一般的同学课后自学。此外对学习能力较强的同学推荐参考清华大学出版社出版、胡广书编著《数字信号处理理论、算法与实现》（第二版），此书更加全面的介绍了经典的、现代的数字信号处理的基本知识。当然人无完人，书无完书，在实际的教学中，我们的电子课件制作，可以广泛吸取百书之长，力求把知识点全面、清晰、透彻的展现给同学们。
1.2 根据具体情况确定教学内容
随着教学课程体系结构的调整，我校的数字信号处理课程学时数，从最初的64学时（56学时理论，8学生实验）调整为56学时（48学时理论，8学时实验）。如何在这么短的时间内将本课程最本质最核心的理论知识讲授给同学就是一个关键问题。本课程组和信号与系统课程组及DSP课程组的老师们一起讨论，针对学生学习能力基础不一致的实际情况（同时有一本，二本专业），对三门课程教学内容统一讨论，解决各教材中的知识点重复问题，分工明确，制定符合各专业、各层次学习能力要求的即统一又有针对性的教学大纲。例如：在信号与系统和数字信号处理的教材中都会涉及Z变换方面的内容，讲多了会和信号与系统的教学内容重复过多，相应会压缩数字信号处理48学时的宝贵时间，讲少了又起不到向核心知识DFT过渡的桥梁作用，影响学生后续知识的理解和掌握。经过协商，信号与系统课程组的老师主要负责：Z变换及收敛域，Z反变换，Z变换性质，Z域分析LTI离散系统等方面的知识。而本课程组的老师则只需一个学时内回顾上述知识点，重点放在Z变换与DTFT的关系，Z变换与拉普拉斯变换的关系，时域离散信号的傅立叶变换与模拟信号傅立叶变换的关系等过渡知识点上。整个Z变换章节的学习也只需3个学时左右。同时根据学生学习能力和课堂互动反映，适当压缩或增加这部分内容的学时数。力求为核心知识的有效讲解做好铺垫。
2 教学方式的多样化
数字信号处理课程具有理论性强、抽象概念多、内容枯燥，起点高，难度大等特点，前几年一直被同学们冠以“四大名补”美誉。学生对该课程普遍有畏难情绪。鉴于数字信号处理在电子类学科中的重要地位，如何调动学生的学习激情，提高教学质量，在过去、现在、将来都会是从事本课程教学的同行们讨论的热点。
2.1 学习兴趣的培养
随着高校的扩招，学生良莠不齐，学生学习一门课程目的也很多，有的为考试而学，有的为兴趣爱好而学，有的一遇困难干脆不学。有研究证明：对某一知识有兴趣，其学习效果是最佳的。怎样培养更多学生的学习兴趣，怎样调动更多学生的学习积极性，对于这门理论性强，概念抽象的课程来说十分重要，应贯穿整个教学过程。在教学大纲的安排上，绪论课我们就安排了2-3个学时，这对于只有48学时理论学习，教学内容多，节奏紧凑的该课程是十分不易的，也是十分必要的。例如：在DSP的科普介绍中强调现在是数字的时代，拿同学们日常生活中比较熟悉的电子设备举例，小到MP3、手机大到数字电视都和数字信号处理有关，几乎任何信号方面的处理都是“算”出来的，怎么“算”挑起同学们的求知欲，同时请同学们举一反三，看谁能说出更多的DSP相关的应用，调动同学们的积极性，熟练掌握DSP相关技术等于一份好工作，刺激同学们的学习热情。通过首次课的一系列互动安排，一开始就营造一个轻松，活跃的课题氛围，强调互动教学是本课程的教学风格，同学们一定要习惯“不耻下问”，大家是来一起探讨新技术的。一开始就避免单纯的填鸭式教学，只要多坚持几次这种互动式教学方式，同学们就会习惯，后期遇到理论性较强的内容时，也不要急于求进度，及时运用多种教学手段，尽量减少理论和公式推导，注重应用的现象和趋势，多给同学们演示一些知识的应用，将抽象的知识形象化，尽可能将学生的学习兴趣和注意点引向概念的理解和技术的应用，避免进入枯燥乏味，越学越不想学的恶性循环怪圈。
2.2 教学方法探讨
数字信号处理是一门建立在数学基础上的学科，纵观整本书，几乎一半以上的内容都是抽象的数学公式和符号，大量的定理、性质、理论和算法都是通过严密的数学一步一步推导而得，对于这种理论性较强，又贴近先进技术的课程，要获得较好的教学效果，必须采用一些技巧和方法。近年这方面的教改论文也较多，宋雪桦[3]和刘会衡[4]老师建议以板书的传统教学手段为主，多媒体为辅；胡学友[5]老师则以多媒体的现代教学手段为主。板书为主？还是多媒体为主？
传统板书，多媒体课件教学，Matlab理论验证仿真，DSP开发技术演示，多样化课后作业一样都不能少。板书授课节奏容易控制，有利于互动，不易给学生照本宣科的感觉，容易使学生跟随老师的思路，学生学起来也相对轻松，同时有利于学生做笔记；但对于一些复杂的图、表无法用板书表达，单纯的板书表达也会浪费较多的课堂时间。因此板书主要是针对一些课程中的基本原理和方法推导证明，以及一些需要讲深、讲透逻辑较强的知识点上。多媒体课件教学具有信息量大、形象化效果强的特点，可以大大提高单位时间内学生掌握知识的数量等优点，但多媒体课件又有其片断性特点，PPT的不断倒换，非常容易打断学生的视觉感知，从而造成思维对知识点的认识也出现片断性，不容易将形象化的认知形成完整的抽象思维，一旦某一页的知识没有快速消化理解，很容易产生堆积效应，造成学习进度跟不上，增加厌学情绪，所以在多媒体课件讲解过程中，节奏控制尤为重要。引入Matlab仿真和DSP技术演示，可以加深学生对基本概念、理论的理解，可以使抽象的内容生动、直观，从而提高学生的学习兴趣，事半功倍。
2.3 我们的教学方法安排
以程佩青老师的教材第三版为例，对教学大纲制定的知识点类型做仔细分析讨论后，以兼顾效率，追求效果为目的，课程组老师对每章节的主要知识讲解方式做大致规划，各主讲老师根据自己教学风格做适当调整。在第一章离散时间信号与系统讲解中，以课件为主板书为辅。由于几类基本的离散信号和离散系统基础概念在信号与系统中已经做了较详细的讲解，可以使用PPT做纲要性的复习讲解，但对序列的周期化，连续时间信号的抽样和信号的重建等几个关键的知识点做详细步骤推导的板书讲解，再利用Matlab演示连续信号经理想采样前后的频谱变化关系，加深对时域采样定理的理解，利用序列的傅里叶变换对连续信号、离散信号及系统响应进行频域分析，这种计算机实现方法可以将学生的抽象认识转化为一种直观的、形象的认识。在第二章Z变换与DTFT讲解中，以课件为主板书为辅。Z变换的基本概念在信号与系统中也做了详细的讲解，可以利用PPT对Z变换定义、性质、Z反变换等知识做纲要性复习，而对Z变换与拉普拉斯变换、DTFT之间的关系做板书推导，同时用PPT演示其之间的图像关系。前两章的内容都是温故而知新的知识，以课件为主可以提高讲解效率，将时间留给后面的核心知识讲解。第三章DFT属于本门课程的核心理论知识，应该以板书为主课件为辅，首先从牛顿发现白光和七彩光的关系说起，比喻傅立叶级数或变换就好比三棱镜，可以对信号进行分解组合，给同学们一种物理上直观的认识，再板书从傅立叶级数推导起，一直推导到DFT，从几百年前的时域连续周期信号分析推导到信号的时域频域都离散是为了适应计算机技术。将几种傅立叶变换的演绎过程讲深，讲透，给同学们感觉这些知识有血有肉，也在茁壮成长，就此我们进入了数字的时代，而不仅仅是一堆枯燥的数学公式，再利用多媒体课件图例讲解圆周卷积以及DFT计算连续时间信号时可能出现的一些问题，避开单纯的数学公式，让同学们记住这些物理现象即可，同时要求同学们课后查阅一些DFT在现代电子技术中应用方面的文章，作为平时成绩考核，这样让学生互动起来，进一步加深DFT在时间序列处理算法和离散时间系统分析、设计和实现核心作用的认识。第四章FFT是第三章DFT的延续，本章主要讲解DFT怎样“快速计算”的问题，利用DFT的性质板书推导出基二的蝶形流图以及分裂基的L型蝶形运算图，再利用PPT举例讲解FFT（8点）流程图，此时学生同步学习了微机原理课程，可以结合DSP技术，讲解位倒读命令、原位运算的原理，将原理和技术结合起来，学生印象深刻，本章板书和PPT课件各一半时间。第五章为数字滤波器的基本结构，各类滤波器的信号流图结构可以全部使用PPT课件图例讲解，在讲解IIR滤波器的三种基本结构中，对直接I型II型做优缺点总结，根据其缺点启发式引导同学们做改进，从而推导出级联型，再对级联型做优缺点总结，从而引导同学们推导出并联结构，这种带启发的循序渐进教学方式，利用同学们开放式学习。第六章IIR数字滤波器的设计也属于本章的核心内容，设计步骤多且复杂，学时数安排较多，需要同学们掌握滤波器的详细设计步骤，因此绝大部分时间以板书讲解，在具体讲解时，根据IIR设计步骤的逻辑性，我们将书中的讲解顺序做了适当调整，将常用模拟低通滤波器的设计提到冲激响应不变法和双线性变换法前面讲解，符合数字-模拟-数字的设计过程，这样学生学习思路更加清晰，在讲解原型模拟低通滤波器经模拟频带变换成各型模拟滤波器时，建议使用清华大学胡广书老师的教材第六章的相应内容，图表并用的公式推导方式，有利于公式原理的讲解，让学生知其然也知其所以然，避免死记硬背公式，而对于非常有用的IIR设计最优化方法，做导入式教学，布置课外作业查阅相关资料，以自学为主。第七章FIR数字滤波器的设计步骤相对简单，很多内容适合图表讲解，除两类线性相位条件以板书形式讲解外，其余部分基本以PPT课件讲解，在讲解FIR滤波器设计时，让学生知道对系统单位冲激响应对称性的选择和窗函数的选择应和具体设计要求相关，今后的学习和工作中，遇到相关知识知道在那本书查阅就行，无须死记硬背，这种抓住重点，深入浅出的讲解方式，可以使学生在学习过程中不觉得枯燥、繁杂、要记的东西太多，提高了学习效率。第八章多抽样率数字信号处理，课题上只做提纲式介绍，由于这时学生已经具有一定数字信号处理理论方面的基础，可以让学生课后上网查阅相关资料并做书面报告，作为平时成绩记分，这样学生不拘泥于课题教学，充分发挥自己的主观能动性。如果时间充裕，第四、六、七章都适合用Matlab进行实例化讲解，并成立专门的数字信号处理兴趣小组，对于动手能力较强的同学，可以要求其用C语言实现IIR数字滤波器的结构或FFT算法，并将计算结果与Matlab计算结果进行比较，安排专门的老师课外单独进行指导，抓住大部分学生基础教育的同时，也加强对一些基础较好的学生进行精英教育。
这种多种形式的教学方式，通过几个学期的实践，大部分学生反映教学方式灵活生动，重点突出，不枯燥，从中得到了锻炼，有一定收获。
3 学生成绩统计与分析
本课程的课程组成立于2009年上半学年，成立后即进行了一些教学改革尝试，学生成绩分析应以教改前和教改后对照为好，由于2008.5.12地震影响，不宜分析当年成绩，因此以本课程教改前2006下半学年、2007上半学年，以及教改后2010下半学年、2011上半学年四轮教学的学生卷面成绩入手，进行分析和总结。试卷为本课程题库中抽取，采用统一流水阅卷。2007上半学年、2011上半学年为二本专业学生，2006下半学年、2010下半学年为一本专业学生。2006下半学年、2007上半学年学习学生为同批次入学，2010下半学年、2011上半学年学习为同批次入学。各学年学生成绩统计见表1。
本统计表显示的是学生的期末卷面考试成绩，因此总体成绩偏低，教改前本课程最终成绩构成比例为：卷面成绩75分，平时成绩（作用、出勤）10分，实验成绩15分，教改后最终成绩比例为：卷面成绩70平时成绩15分（主要是增加课后阅读报告考核），实验成绩15分。从统计表中看出：四轮考试的成绩都属于正态分布，教改后的卷面成绩普遍比教改后的卷面成绩有所提高，同批次学生中一本专业学生成绩普遍比二本专业学生成绩好，但教改后二本专业的学生成绩也比教改前一本专业的学生成绩稍好。说明课程组成立后，老师们集思广益，共同探索多样性教学方式取得了一定的效果。
4 结束语
经过两年多的本课程教学改革，虽然取得一定成绩，特别是在期末对学生进行教学质量问卷调查中，对于师生间的灵活互动有良好的反馈，越来越多的学生觉得学习本门课程后有一定的收获，对新技术的认识能力、动手能力等有了加强。但同时也能感觉到课程建设与改革中很多的地方需要我们去完善，例如：如何逐步尝试双语教学，如何更加有效的利用好多媒体技术手段，制作出更加生动形象的课件，如何进行研究性教学等等。罗马不是一夜建成的，我们的教学改革探索之路要一直走下去。
参考文献：
[1] 彭启琮.“数字信号处理”课程双语教学的初步实践与探讨[J].电气电子教学学报，2003（4）.
[2] 陈华，覃玉荣，陈海强.“数字信号处理”课程及教学改革的发展与现状[J].广西大学学报：自然科学版，2007（32）.
[3] 宋雪桦，陈瑜.《数字信号处理》教学方法研究[J].信息技术教学与研究，2009（14）.
一、小学数学课堂的新挑战
2011年版《数学新课标》与2001年版相比，从课程目标、内容标准到实施建议都更加准确、规范和全面. 其中对数学的定义中，提出数学是“作为对于客观抽象概况而逐渐形成的科学语言与工具……数学素养是现代社会每一个公民应该具备的基本素养. ”其中还特别提出要注意信息技术与课程内容的整合，注重实效. 要充分考虑信息技术对数学学习内容和方式的影响，开发并向学生提供丰富的学习资源，把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的有力工具，有效地改进教与学的方式，使学生乐意并有可能投入到现实的、探索性的数学活动中去.
1. 挑战一：如何培养学生抽象思维和推理能力
众所周知，幼儿园阶段，学生建立的数字概念和数量关系主要是借助实物（手指或代表数字的各种图片）. 而到了小学阶段，他们需要突破两位数加减法，理解十进制、乘法和除法等用抽象符号而非实物代表的数量关系，从“客观”走向 “抽象概况”，处理好直观和抽象的关系，建立实物之外抽象符号的数学意义. 如何使小学生顺利从幼儿园阶段的“以形代数”教学过渡到“数形结合”阶段――不借助实物，建立抽象的数的概念、明白数量关系；同时理解“形”的数学含义？这给小学数学教师的教育方法和实践带来很大挑战.
2. 挑战二：如何培养学生实践能力
小学阶段和幼儿园阶段的第二个很大的不同是理解形状的数字含义，也即几何的基本概念：形状的数量单位，如毫米、厘米、米等概念，角的度数、面积，等等. 在幼儿园阶段，形状只有一个意义，就是帮助他们数数、做简单的加减法. 而在小学阶段，他们则需要更加精细地知觉和量度形状的具体区别，并用数字和数量单位表达出来. 如何帮助小学生通过实践理解不同“形”的属性规律，以及背后的数字含义，并有效运用在生活中，形成良好数学习惯，是小学数学的巨大挑战.
二、运用信息技术与课程整合开展互动实践，应对小学数学新挑战
信息技术与课程整合是指在课程教学过程中把信息技术、信息资源、信息方法、人力资源和课程内容有机结合，共同完成课程教学任务的一种新型的教学方式. 首先，要在以多媒体和网络为基础的信息化环境中实施课程教学活动；其次，对课程教学内容进行信息化处理后成为学习者的学习资源；最后，利用信息加工工具让学生知识重构.
通过信息技术与课程整合能够有效表现抽象数学概念、培养学生实践能力和促进情感、态度与价值观的发展. 如果说传统的课堂教学媒体（教材、黑板、粉笔） 使学生获取知识的方式较多地局限在抽象的经验，现代信息技术与课程整合则可提供丰富的观察经验.
案例一 信息技术在互动实践课程应用，丰富了学生观察体验和做的经验，培养学生的实践能力、抽象思维和推理能力
例如，在新教标小学数学三年级数学下册的《什么是面积》课堂教学中，使用传统的教学媒体，对面积的讨论往往有些抽象. 采用多媒体教学则可以对不同类型的图形进行生动展示和比较，通过对图形面积以及面积切分的计算机模拟演示，以及对现实生活中各种真实物体的面积图片展示，同时借助教具让学生自己动手测量不同形状的面积，使学生对面积这一概念的了解更为直观. 就这一课堂案例而言，学生通过动手测量（“做的经验”） ，多媒体教学（“观察的经验”） ，到最后通过概括、总结，抽象出基本的概念，完成了一个较为完整的认识过程，培养学生的实践能力、抽象思维和推理能力.
案例二 利用信息技术辅助教学，突破教学难点
小学生的思维正处在由具体形象思维向抽象思维过渡的时期，这就构成了小学生思维的形象性与数学的抽象性之间的矛盾. 如何解决这一矛盾，利用多媒体进行教学，能够成功地实现由具体形象向抽象思维的过渡. 由于多媒体形象具体，动静结合，声色兼备，所以恰当地加以运用，可以变抽象为具体，调动学生各种感官协同作用，解决教师难以讲清，学生难以听懂的内容，从而有效地实现精讲，突出重点，突破难点.
例如，在讲解计算图形的周长一课时，为了让学生更好地理解和掌握计算图形的周长的方法这一重点，我先在电脑上画好一、二个图形有正方形、长方形、三角形，接着把这些图形打开成一条线段，分割成了哪些相等的部分共有几份，然后通过动画把这些部分拼好，这样就可以拼成为原来的正方形、长方形、三角形. 反复演示几遍，让学生自己感觉并最后体会到这些图形的打开成一条线段长度与原来的图形长度是完全相等的. 再问学生还发现了什么？从而导出求图形的周长的方法. 使得这堂课的重难点轻易地突破. 大大提高了教学效率，培养了学生的空间想象能力.
信息技术与课程整合，预示着“板书课变成实践课”趋势的到来. 尤其对于较少涉及“实践课”的小学数学学科教师而言，正是把数学课变成学生体验式的互动实践课的契机. 小学数学教师可以运用各种信息技术手段，围绕关键的小学数学的数形结合挑战，制作出最适合小学生的课程安排，让学生参与和体验数学思维的过程. 当教师熟练掌握各种信息化工具，就可以把课堂适度地“让”给学生，更好地让学生成为学习的主人.
总之，恰当地选准多媒体的运用与数学课堂教学的最佳结合点，适时适量的运用多媒体，就会起到“动一子而全盘皆活”的作用，发挥其最大功效，就可以减轻学生学习的过重负担，提高课堂教学效率，促进素质教育实施，培养学生非智力因素，符合现代化教育的需要，有效地培养更多的跨世纪的创造性人才.
【参考文献】
[1]教育部：义务教育数学课程标准（2011年版）.
[2]张林琴.“数形结合”思想的解读与实践[J].教育实践与研究，2007年第10A期.
图像处理 图像分析 艺术化 数字媒体技术
一、前言
浙江理工大学数字媒体技术专业旨在培养德、智、体、美全面发展，具有良好的科学艺术素养，系统地掌握数字媒体设计、制作、处理的理论知识和专业技能，精通数字媒体核心技术，具有新媒体艺术创作能力以及面向网络的、新型数字媒体综合开发能力，能够在国家机关、高等院校、电视台、电影厂、广告公司、游戏制作公司和大中型企业等从事数字媒体设计制作、兼通艺术和技术的复合型的高级人才。
“数字图像分析与艺术化处理”是一门在对传统的“数字图像处理”课程内容进行调整的基础上，针对数字媒体技术专业新开设的专业课，该课程主要讲述利用计算机对数字图像进行分析和处理的方法和技术，强调生成不同艺术效果的处理方法。
本文首先对传统“数字图像处理”课程的特点进行了分析，并结合数字媒体技术专业的需求进行了分析，提出了开设“数字图像分析与艺术化处理”课程的必要性；然后就“数字图像分析与艺术化处理”课程的课程内容、实践教学、教学方法与手段、师资队伍建设进行了讨论；也对目前存在的问题进行了分析；最后总结我们的经验与不足。
二、开设“数字图像分析与艺术化处理”课程的必要性
从教学内容上，近年来《数字图像处理》已经形成以数字图像基础、图像增强、图像复原、彩色图像处理、图像编码、形态学处理、图像分割和对象表示与描述为基本教学内容的一门信息类专业课程。而且，随着新技术在图像处理中的广泛使用，诸如小波变换、遗传算法、神经网络等新内容不断增加到课程体系中。但涉及艺术化处理的内容较少，目前，讲述图像艺术化处理的教材或者参考书基本都是讲述如何使用图像处理软件Photoshop进行制作的，而基本没有讲述对图像进行艺术化处理的理论和方法的。对旨在培养艺术和技术相结合复合型人才的数字媒体技术专业，图像作为一种重要的媒体形式，学习对图像进行艺术化处理的理论和方法是必要的，也是十分有益的。
那么，开设这门课程是否可行呢？虽然目前还没有一本数字图形艺术和处理的教材，但针对数字图像进行艺术化处理，已经有了大量的研究，特别是在图像学领域，艺术绘制的研究更是硕果累累《艺术化绘制的图形学原理与方法》一书对相关工作进行了全面地归纳总结。图形学艺术花绘制的结果基本都是以图像的形式表现出来。所以，从教学内容取材上，是完全没有问题的。
三、课程的总体设计
根据数字媒体技术专业的特点，考虑到课时的限制。“数字图像分析与艺术化处理”课程的教学内容分为以下8讲：
第1讲为数字图像基本概念和图像编程，主要介绍图像概念、图像感知、获取、采样、量化，图像的基本类型和主要文件格式，以及对BMP文件的读写和DIB类介绍。
第2讲为图像信号处理基本理论，讲述几种常用变换及其应用，包括傅立叶变换、离散余弦变换、小波变换和雷登变换。
第3讲是图像特征提取，主要讲颜色、形状、纹理等特征的描述、提取及分析。
第4讲为图像处理基本操作，讲述空域和变换域图像增强，二值图像和灰度图像的形态学处理。
第5讲为图像的分割、恢复与合成，讲述基于像素、区域和辩解的分割及所属；图像降质的数学模型，以及滤波法、代数法、非线性法等恢复方法；图像的合成算法。
第6讲为彩色图像处理，讲述彩色基础、彩色模型及相互转换、伪彩色变换、颜色转移。
第7讲为数字图像的艺术化处理，讲述基于像素级运算的艺术化效果生成，基于笔画绘制的艺术技法模拟，直接借鉴参考图像中的色彩搭配和纹理效果的艺术化绘制，基于绘图样例的艺术化绘制模拟。
第8讲为图像特征降维及其应用，讲述线性和非线性降维的方法和应用。
四、实践教学的设计
“数字图像分析与艺术化处理”课程具有涉及的知识面广、理论较深澳、内容不断丰富等特点。对这样一门涉及技术与艺术，既强调处理方法的理论性，又强调实践结果的艺术性的课程。仅凭教师的课堂讲述是远远不够的，必须辅以足够的实践锻炼，让学生巩固所学理论，锻炼实际动手能力，激发学习兴趣，提高综合利用所学理论，进行设计开发和研究创新的能力。
在设计图像处理实践环节时，一方面，要保留有代表性的经典内容，同时考虑到近年来彩色图像已得到广泛应用，增加彩色图像处理的内容，以满足社会发展的需求；另一方面，针对图像的艺术化处理，设计相应的实验内容，实验结果的直观艺术效果中能有效弥补理论的枯燥乏味，提高学生的学习兴趣。
根据实践内容的不同，我们把实验分为以下四种类型：基本型、设计型、创新型和综合型。基本型实验，主要是通过实验对基本理论进行实现，加深学生对基本理论的理解；设计型实验，要求学生对所学理论进行简单应用；创新型实验主要是通过学生自由分组，通过教师提示，大脑风暴等多种形式，让学生进行创新思维，不要求实验结果的完美性，关键在于创新和创意。综合型实验，要求学生完成运用多种图像分析处理理论和方法，完成一项具体的任务。而且这门课程需要进行实践的内容较多，为了解决实验内容多与学时有限之间的矛盾，我校在设计该课程的实践环节时，采用实践作业、课内上机实验、大作业和课程设计四种实践形式。考虑到学生后续学习工作的实用性和实验的效率，在实验环境和开发工具的选择上，我校采用C++和Matlab作为主要实践教学语言，在实验类型、实践形式和开发环境之间的具体操作如下：
基本型实验，安排一次课内实验，主要是如何利用C++进行数字图像的读写及直方图统计，以便学生熟悉BMP图像的格式，掌握BMP图像文件的读写，并进行像素数据的处理，为后续实验打下基础。另外，要求学生通过实践作业的形式，学习使用Matlab进行图像读取等基本操作。其他基本型实验主要以实践作业的形式进行，建议学生使用Matlab完成。
设计型实验，主要使用C++作为开发语言，安排三次课内实验，分别是图像增强、图像的特效显示、图像的艺术化处理。图像增强选择空域图像增强、变换域图像增强；图像的特效显示可以实现图像的渐隐、图像的伪彩色处理等；图像的艺术化效果可以完成Laplican素描、马赛克效果艺术化绘制。
创新型实验，以大作业的形式布置，学生自由结合成小组，可以从参考题目中选择之一进行，也可以自己确定所作内容。如在线图像艺术化处理系统、图像艺术化显示系统等。
综合型实验，以课程设计的形式完成。要求学生完成一个简单的图像处理系统，或者图像应用系统，但必须包含图像分析、艺术化处理的内容。
五、教学方法与手段
根据“数字图像分析与艺术化处理”课程的特点、数字媒体技术专业的学生的所学课程的特点，我们在常规教学教学方法和手段的基础上，还采用了下面的教学方法和手段：
1.技术与艺术相结合、操作和理论相结合。由于学过艺术类的课程，如《色彩构成》、《绘画基础》、《平面形态设计》等；并对Photoshop和Flash等软件的使用较熟悉。所以在讲述色彩相关的内容时，对于学生熟悉的内容，简单带过；对于图像处理分析的多数理论，Photoshop中都有对应的操作，可以将理论和操作相结合。
2.先修后续课程间广泛结合。由于“数字图像分析与艺术化处理”涉及计算机、艺术、信号等多个领域的知识，广泛应用于虚拟现实、网络媒体、生物医学、工业、国防等多个方面，先修和后续课程较多。同时，增加了课程的难度，同时也可以充分利用先修和后续课程之间的联系，进行课程内容的整合、实践环节的综合。我们在先修课程面向对象程序设计和可视化编程中，以图像处理为例子进行讲述，有了图像的编程基础，在“数字图像分析与艺术化处理”课程中，实验课就更容易开展。在于后续课程衔接方面，在讲到图像特征提取时，利用“数字摄影”课程的照片，结合“虚拟现实技术”课中的全景漫游图片的拼接进行讲解，不但把这些课程的内容有机的结合起来，而其可以提高学生的兴趣，达到学有所用的目的。
3.传统教学手段与现代教学手段相结合。“数字图像分析与艺术化处理”这门课，内容多，知识面广，实践性强，可时少。在讲授时，充分利用多媒体课件节省板书时间；利用视频，展示处理过程和效果，更直观；利用网络交互式图像分析处理平台，提高学生动手的积极性，便于老师和学生就实践环节进行沟通。
当然，在教学中，我们也遇到了一些问题。首先，是教材，目前还没有完全合适的教材可供选用，所以只能使用自编讲义。其次，传统的图像处理理论多针对灰度图像进行处理，如何把图像处理理论更好地应用到彩色图像的处理中。第三，对于图像的艺术效果的评价，涉及到人的主观因素，如何客观地进行分析，还需要更多的研究成果予以支撑。
六、教学队伍建设
“数字图像分析与艺术化处理”这门课，横跨技术和艺术。而同时精通数字图像分析和处理理论，又具有较好艺术功底的老师十分难得。在实践中，我们采用校内与艺术设计学院联合教学，校外积极引进具有艺术背景的教师参与到该课程的教学中来，同时针对现有教师，组织先修后续课程的任课教师，组成教师团队，进行综合教学。
七、总结
本文基于数字媒体技术专业的培养目标，分析传统的“数字图像处理”课程对于数字媒体技术专业的不足；结合学校开课实际，就数字媒体技术专业开设“数字图像分析与艺术化处理”课程进行了探讨，希望能够对数字媒体技术专业技术和艺术复合型课程的教学和建设有所促进。
参考文献：
[1]明冬萍.《数字图像处理》课程教学研究.中国科教创新导刊，2008，(25)：169-170.
[2]Michaella Janse van Vuuren and Gerhard de Jager，Art And Image Processing，2005.
[3]Henri Maitre，Francis Schmitt，15 Years of Image Processing and the Fine Arts, Image Processing，2001 Proceedings 2001 International Conference on.
[4]李杰，刘弘.基于遗传算法的分形艺术图案生成方法.山东大学学报(工学版)，2008，38(6)：33-36.
[5]耿卫东.艺术化绘制的图形学原理与方法.浙江大学出版社，2010.
[6]“数字图像处理”课程实验改革与实验系统的研究.高等理科教育，2003，(4)：100-103.
【关键词】 电视播控 系统网络 服务器备份 方法研究
电视在人们的生活中的所发挥的作用不可忽视。开展关于电视播控系统网络及服务器备份的方法研究，探究将信息技术的应用与电视播控系统的运作相结合，可以有效的降低电视播控和服务器备份工作的过程中的故障发生概率，从而能够促使电视娱乐节目更好的丰富人们的业余生活。因此开展关于电视播控系统网络及服务器备份的方法研究，是实现我国的网络电视的不断革新和良好发展的关键环节之一。
一、电视播控系统网络的基本概念
开展关于电视播控系统网络及服务器备份的方法研究，首先应当明确电播控系统网络的基本概念。开展电视播控系统网络的基本概念研究，可将电视播控系统网络的基本结构分为：电视网络营房播放系统、节目录制系统、播控系统以及视频为服务设备。开展电视播控系统网络的维护工作，主要是开展对于电视播控系统网络的各个结构的安全性、稳定性的检查，从而全面保障电视播控系统的良好运行，实现电视播控的服务故障的发生概率的降低和电视播控服务质量的有效提升[1]。
二、电视播控系统网络及服务器备份的方法探究
在明确了电视播控系统网络的基本概念后，开展电视播控系统网络及服务器备份的方法探究，可以将电视播控系统网络及服务器备份的方法分为以下的几点：
2.1将安全技术应用于电视播控系统网络及服务器备份的进程中
安全技术在电视播控系统网络及服务器备份的进程中的应用，可以有效的实现电视播控系统以及服务器备份的故障的高效解决。安全技术在电视播控系统网络及服务器备份的进程中的应用的种类主要包括：供配电技术、接地技术和数据交换技术。
1、安全技术中的供配电技术的应用。应用安全技术中的供配电技术开展电视播控系统网络以及服务器备份的工作的运行。主要是应用供配电技术将机房供电线路与其它的用电系统进行规程中所需的线路分隔开，进行单独放置，以保证电源信号的稳定性和独立性。同时应用供配电技术设置双路低压模式，以同时保证低压输入和高压输入的稳定性[2]。
2、安全技术中的接地技术的应用。将接地技术应用于电视播控系统网络以及服务器备份的工作的运行进程中，需要根据地理位置的不同，采用不同的接地模式，尽可能降低接地线路所需完成的路程，进而在实现故障发生的概率的有效降低的同时，也降低了检修工作的开展难度。同时应当应用安全技术中的接地技术开展接地引线穿铁管安装工作，实现接地电阻的结构的完整性和性能的稳定性的保障。
3、安全技术中的数据交换技术的应用。将安全技术中的数字交换技术，应用于开展电视播控系统网络以及服务器备份的工作的运行过程中，可以有效的保障物理隔离工作的开展的有效性。同时建立网络系统也可以实现安全防火强和网络层的有效建立。
2.2将安全管理应用于电视播控系统网络及服务器备份的进程中
开展安全管理在电视播控系统网络及服务器备份的进程中的应用，主要从以下的几个重要因素入手：1、安全管理因素中的环境安全因素：及时调控机房内的温度和适度，并且建立机房内的温度和湿度的记录系统，以实现机房的安全工作的开展的系统性的保障。2、安全管理因素中的系统建设因素。严格按照国家规定的管理制度建设安全管路系统，以确保电视播控系统网络以及服务器备份的工作的运行中所应用的数据和文件的机密性。3、安全管理因素中的网络因素。应当聘用专业的网络技术人员开展安全系统管理工作，及时的存储备份关键的文件和清除不必要的文件，进而实现电视播控系统网络以及服务器备份工作的顺利开展[3]。
开展电视播控系统网络及服务器备份的方法探究，可以将电视播控系统网络及服务器备份的方法分为：将安全技术应用于电视播控系统网络及服务器备份的进程中和将安全管理应用于电视播控系统网络及服务器备份的进程中两个部分，进而实现电视播控系统网络及服务器备份的工作的顺利开展。
结束语：开展关于电视播控系统网络及服务器备份的方法研究，探究将信息技术的应用与电视播控系统的运作相结合，可以有效的降低电视播控和服务器备份工作的过程中的故障发生概率，从而全面保障电视播控系统的良好运行，为我国的数字媒体的良好发展奠定了坚实的基础。
参 考 文 献
[1]武淑云. 电视播控系统网络及服务器备份策略[J]. 电子测试，2016，08：98+67.
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