摘要： 《数字信号处理》双语课程的开设是为了适应信息专业的需求，培养具有创新意识、和国际接轨的人才。文章针对《数字信号处理》课程特点，根据自己双语教学的体会，对课程双语教学的本质和存在问题进行分析和思考，并提出了解决问题的思路和策略。文中提出的教学策略可以为专业课程的双语甚至全英文教学提供借鉴和参考。
Abstract: Bilingual teaching in digital signal processing is designed to provide students with innovative consciousness and international outlook. Problems come out when it is put into practice. According to bilingual teaching practice of digital signal processing, the paper discusses the essential and problems in bilingual teaching of the course, puts forward the innovative strategy and improving suggestions as well.
关键词： 数字信号处理；双语教学；教学策略
Key words: digital signal processing；bilingual teaching；teaching strategy
中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）２5-0215-02
0 引言
近年来，由于计算机技术和电子技术的不断发展，数字信号处理的理论和方法已经成功地应用于通信、语音及图像处理、雷达、医学等诸多领域。学科中的基本概念和核心分析方法，对于各个工程领域有着重要的应用价值。《数字信号处理》也随之成为工程类学生在大学教育阶段一门重要的专业主干课。随着高等教育逐步和国际接轨，很多学校都开展了《数字信号处理》的双语甚至是全英语的教学，有的取得了很好的效果，有些则不尽如人意。专业骨干课双语教学的利与弊，在教学界一直有一些争议，下面作者根据自己的教学实践，从数字信号处理的课程性质出发，就这门课的双语教学进行分析和探讨。
1 课程性质分析
《数字信号处理》课程本身的理论性和实践性都很强，其中有大量的算法和公式推导，同时概念抽象，算法复杂且计算量大，是学生难学、教师也比较难教的一门课程，如果再进行双语教学的话，无疑是使教和学都难上加难，一旦处理不好，不仅达不到当初设定课程双语教学的良好初衷，而且会使学生对于课程的理解效果大打折扣。但是如果留心的话，身边实际上有很多丰富的资源可以善加利用，目前国内外许多高校都开设该课程，有大量优秀教材，也包含了很多英文的原版教材和国外的相关网站，这都给数字信号处理的双语甚至是全英语教学提供了有利的支持，将英语介入到课程的教学中，能够使学生掌握相关的专业英语词汇；除此之外，像MATLAB，SYSTEMVIEW这些和信号处理相关的软件都是全英语的界面，而相关的硬件实现芯片，如DSP及FPGA信号处理模块的第一手资料也都是英文的，从长远的角度来看，课程的双语教学有利于专业人才的培养。但是，该课程的双语教学，具体实施起来却又有一定的难度，这就需要老师和学生共同的努力和配合，同时对教师的授课策略和授课技巧提出了较高的要求。
2 《数字信号处理》双语课程对学生的要求
就《数字信号处理》而言，学生的素质对于双语教学最终顺利实施至关重要。一般来说，数字信号处理实行双语教学对学生有一些基础性的要求，这些要求包括：①要求扎实掌握相关的数学知识，包括高等数学、复变函数与积分变换、概率和统计等。②要求对前面的一些课程，如《网络理论》、《信号和系统》等课程的基本概念有较好的理解。③要求学生有一定的英语阅读和理解能力。
3 教师的授课策略
《数字信号处理》双语教学对于教师来讲也是一个很大的挑战，对授课教师的专业水平、英语表达、授课水准以及和学生的交流能力都有较高的要求。教师的授课方式在原来的中文讲授形式上应该有所调整，主要体现在以下几点：
3.1 应采用弹性的双语教学方式，授课的过程中应注重根据学生的实际情况适当调整中英文内容的比例 随着信号处理技术应用范围的不断拓宽，相当多的专业已开设数字信号处理这门课程，不同专业的学生有着不同的专业基础和英语理解能力，这就要求授课教师首先对学生的实际情况做到心中有数，并恰当地调整中英文的比例，学校也不宜对比例做硬性的要求。一般来说，对于电类专业、学习了所有前面相关课程的学生，可以采用全英文教案和教材，在讲授时中文五成，英文五成比较合适。如果是基地班的学生，他们的数学基础和英语水准都比较高，可以适当地提高英语讲授的比例，将这一比例增加到七成甚至九成。由于该课程的特殊性，不宜采用全英语的教学。但是即使对同一专业的学生，他们的实际水平也会存在差别，这就需要授课教师有一定的课堂把握能力，根据实际的课堂讲授情况进行微调。每节课开始把课程中涉及的专业英语词汇给学生进行讲解。如在课堂上发现学生的理解有很大困难的时候，可以放慢节奏，或增加中文讲授的分量；相反如学生理解得比较顺畅，可以试探性地多些英文。当教与学之间取得平衡，学生能理解大部分内容，又感觉有一定难度的时候，能达到较好的教学效果。
3.2 强调概念的物理意义 《数字信号处理》教材当中有大量的数学推导和公式，一定的推导是必要的，但是在双语教学中如果把太多的时间花在公式的推导和证明上，会在一定程度上妨碍学生的理解。虽然数字信号处理学科本身来源于数学，但是目前已成功地应用到各个领域，学科中的很多概念有对应的物理含义，老师就可以根据学生不同的专业背景，举出相关的实例。比如说离散傅里叶变换，是时域和频域之间变换的工具，要进行进一步说明的话，可以举一个实际应用的例子，像电力系统在实际运行当中，由于负载的波动会引起电压的波动，这一波动可以认为是正常电压上叠加了干扰，通过傅里叶变换可以知道干扰的大小和频率范围，从而解释通过傅里叶变换我们可以了解关于信号的更多的信息。通过这样的引用和说明，可以加强学生对于课程的理解，达到较好的学习效果。
3.3 注重实践环节对课程的辅助作用 《数字信号处理》课程是一门理论和实践并重的一门课程，在采用双语教学后，实验部分对于课程的学习有重要作用。一方面是课堂上的讲授仅仅是理论上的知识，学生对理论知识的理解是表面上的，而实验环节能加深学生对理论知识的理解。另一方面，课程中有些概念和结论，本身就是实验的结果，这一特点在滤波器的结构和设计中极其明显。这一部分是数字信号处理学科中相当重要的内容，也是学生感觉难度最大的一部分。这是因为这一部分和其它章节不同，没有太多的理论，只是一系列的方法。比如说在IIR滤波器的设计当中，有成套的方法和公式、图表可以直接套用，这些公式有些有推导的过程，有些则没有；而在FIR滤波器的窗函数设计当中，选择不同的窗函数在对滤波器的性能影响上，很多教材仅仅给出了一组数据，如果把这些内容直接传递给学生强行让他们接受的话，很明显说服力不够。最好的方法就是让学生自己亲手通过实验来验证结论。在这里我们用MATLAB作为实验平台，其中的信号处理工具箱免除了学习者繁琐的编程，可以方便地进行信号分析、处理和设计。通过实验，学生既加深了对理论的理解，又能锻炼设计和分析能力。另外，MATLAB全英文的界面和说明书更是课程双语教学的辅助工具，对双语教学和课程学习有良好的促进作用。
3.4 引导学生培养良好的的学习方法 《数字信号处理》是公认的难学的课程，当尝试课程的双语教学的时候，是双重的难度和压力，在这种情况下，学生良好的学习方法会使课程的学习事半功倍。教师有责任引领学生采用高效的学习方法。有些学生一开始可能会把这门课当成数学来学，忙于完成各种习题集而忽略上机实践，这时老师要及时纠正；课程中的很多内容可以通过类比的方法来学习，比如说学习离散傅里叶变换的特性时，可以和傅里叶变换，离散傅里叶级数乃至Z变换进行类比，会发现这些变换虽然在形式上有区别，但是在特性上有很多共通的地方，进行比较就能够很好地举一反三；另外在课程的学习过程当中，教师可以有意识地引领学生查阅国内外相关的网站，使学生能够了解数字信号处理技术的理论意义和实际应用价值，不仅能够促进课程的双语教学，而且有利于培养学生的创新意识和国际视野。
4 教学效果
我校对《数字信号处理》课程进行了双语教学的实践，笔者有幸承担了电类专业两个班的《数字信号处理》双语教学，采用的是奥本海默的全英文教材，凑巧的是，笔者另外承担了该课程另外两个班的中文教学，两个大班的教学进度相同，这样笔者能够实时地对两种不同授课方式的教学效果进行比较。比较的结果来看，在讲课过程中双语班的学生在对课程的理解上比中文讲授的学生差，特别是在一开始对这种授课方式有明显的不适应，这也给教师带来了一定的压力，但是随着课程的进行，特别是MATLAB实验的介入后，情况逐渐好转，很明显的一个特点是双语班的学生在MATLAB实验和入手上要快于普通班，从最终的考试成绩来看，两个班的平均成绩是接近的，双语班的成绩略低于中文班（双语班采用的是全英语的试卷）。
5 结束语
总体来说，良好的教学策略是《数字信号处理》课程双语教学成功的保障。该课程双语教学的实施，从长远的角度来看，有利于学生素质和综合实践能力的培养，但是教学能否达到预期的目的，和多个因素相关，这需要大学的管理者、大学教师和学生的共同努力和多方面细致的工作。
参考文献：
[1]Mitra S K. Digital Signal Processing -A Computer Based Approach （Second Edition）[M]. Mcgraw-Hill Companies，Inc，2001.
[2]彭启琮.国家精品课程“数字信号处理”双语教学实践[J].中国大学教学，2005，（4）:16-17.
[3]宋耀良，徐天成，谷亚林.《数字信号处理》课程双语教学的研究与实践[J].高教探索，2007，6:125-128.
