數(shù)字語音處理全英語課程教學改革探索的論文
針對當前數(shù)字語音處理課程采用全英語教學存在的問題，探索課程實施過程和考核方式的改革，提出在教學過程中合理運用參與式教學的具體方案，同時在教學內(nèi)容規(guī)劃、教學手段使用、教學組織和課程考核方面進行改革，以提高學生自主學習的積極性，提升學生對所學理論知識進行綜合運用的能力，增強學生的創(chuàng)新意識。
1 前言
數(shù)字語音處理是電子信息類本科專業(yè)的重要核心課程，是電子信息、自動控制、信息安全、通信工程等本科專業(yè)的重要專業(yè)基礎課。它是一門綜合性很強的交叉學科，涉及的領域非常廣泛，包括聲學、語音和語言學、信號處理、統(tǒng)計分析以及人工智能等，是信息科學中一個十分活躍的研究領域。
數(shù)字語音處理作為電子信息類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課程，在國內(nèi)外著名大學已經(jīng)得到廣泛開設。在移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能和大數(shù)據(jù)等相關技術的推動下，近年來數(shù)字語音處理技術在國內(nèi)外的發(fā)展都非常迅速，新算法和成果層出不窮，很多新理論和新技術無法及時在中文教材中得到更新，傳統(tǒng)的中文課程教學很難緊跟技術發(fā)展的速度。這就要求在本領域從事教育、研究和開發(fā)的工作人員能夠站在國際化的高度來對相關理論、方法和技術進行學習和知識更新。
因此，為適應學科和技術發(fā)展，數(shù)字語音處理課程教學開始出現(xiàn)由傳統(tǒng)的中文教學向雙語甚至全英語教學過渡的趨勢。相應地，為了保證教學效果，對教學內(nèi)容的及時更新，就要求教師在教學過程中對傳統(tǒng)的教學方式有所突破。
另外，除了語音方面的專業(yè)知識外，數(shù)字語音處理課程還涉及大量的概念和數(shù)學公式，對學生的數(shù)學思維、計算和編程能力要求較高。因此，傳統(tǒng)的教師講授、學生聽講的課堂教學很難調(diào)動學生的積極性，達不到預期的教學效果。采用多媒體授課，教學信息量大，交互性強，但其無法在屏幕上保留較長的時間，整體性和連貫性比較差，若內(nèi)容設置不合適，極易形成“滿堂灌”的現(xiàn)象，難以有效地調(diào)動學生的積極性。
本文以全英語本科教學為例，將參與式等多種教學理念和英語教學引入數(shù)字語音處理課程的教學中，從教學內(nèi)容、教學方法和考核方式三個方面進行改革，以達到增強最終教學效果的目的。
2 教學內(nèi)容的改革
傳統(tǒng)課程教學的內(nèi)容大多是按照教材編排的章節(jié)進行組織和規(guī)劃的，這種方式會存在兩方面的不足：1)與實踐應用相關的知識缺乏或不足;2)新技術更新不足。
以經(jīng)典教材文獻[2]為例，該教材的內(nèi)容主要分為四個部分：1)語音信號處理基礎知識;2)語音信號的時頻域表示和分析;3)語音參數(shù)估計算法;4)語音信號處理的應用。雖然在基礎理論知識方面，該教材闡述得較好，但如果要把理論知識真正運用到語音信號的處理中來，還需要進行編程如c語言或者MATLAB的學習等。即使這些編程知識有專門的課程進行講解，但要求大多數(shù)本科學生能真正做到學以致用卻并不容易。對于數(shù)字語音處理這樣要求學生綜合能力較強的課程而言，在授課時適當增加一些與實踐相結合的編程知識就顯得非常必要，如專門用于語音信號處理的MATLAB函數(shù)庫等。
另外，在新技術更新方面，任何教材都無法做到及時更新，這就要求授課教師能工作在相關領域的科研第一線，以保持能跟蹤到前沿技術且能夠用英語進行教學，因為大部分前沿技術最早是以英文文章形式發(fā)表的。
綜上，本文提出結合數(shù)字語音處理全英語課程的特點，在教學內(nèi)容的設計上進行以下三方面的改革。
1)適當增加1～2課時的實踐應用工具或編程實例的介紹，這樣有利于提高學生對所學理論知識的綜合運用能力。
2)傳統(tǒng)基礎理論知識與前沿技術相結合。在每一章節(jié)的最后都加入少部分前沿技術的介紹，便于讓學生了解語音領域的研究現(xiàn)狀，激發(fā)他們的學習熱情和研究興趣。
3)每一節(jié)課設計1～2個較簡單的知識點為學生自己授課內(nèi)容。這就要求教學方式上做相應的改革，如下文介紹的多模式教學方式等，其具體教學效果將在下文做詳細闡述。
3 多模式的教學方法
全英語教學的目標是通過使用全英語教學，使學生掌握數(shù)字語音處理的基礎理論和基本分析方法，培養(yǎng)學生的國際化視野，鼓勵學生用國際化思維分析和解決問題，最終培養(yǎng)能夠把握國際前沿的高質量人才。
為了實現(xiàn)全英語教學的目標，本文提出在教學內(nèi)容改革的基礎上對傳統(tǒng)的教學方法進行改革，引入多模式的教學方法，即在教學過程中考慮實際的教學內(nèi)容情況，綜合采用多種教學方法貫穿于整個學期的課程教學中。本文提出在傳統(tǒng)的參與式教學(如課堂提問、小組討論和任務驅動)方法的基礎上，引入自學研討、學期小項目、網(wǎng)絡互動等3種教學方法和手段，并將它們綜合運用到課堂教學中，以增強最終教學效果。下面對各種模式教學方法的具體實施方式進行闡述。
1)課堂提問：通過課堂提問、學生回答的方式對已經(jīng)講授的重要知識點進行復習鞏固;對新知識點在講解前也可適當提問，使學生主動探索知識。
2)小組討論：對于重點和難點內(nèi)容，通過課堂小組討論來加深知識點的理解，活躍課堂氣氛。
3)任務驅動：通過布置作業(yè)和練習讓學生有任務感，除了可加深學生對知識點的理解和鞏固之外，也可在一定程度上培養(yǎng)學生的責任感。
4)自學研討(學生直接參與教學)：安排部分學生通過自學就能掌握的知識點，以作業(yè)布置方式提前讓學生以小組形式進行自學研討，然后在課堂上派出小組學生代表進行講解，教師針對學生講解知識點中的錯誤以及重點和難點部分再做重點講解。通過學生親自參與教學的方式加強其對知識點的理解，提高其參與度，活躍課堂氣氛，同時也鍛煉了學生英語組織和表達能力。
5)學期小項目：為鞏固學生對所學知識學以致用的綜合能力，在學期中安排一些小項目，讓學生以小組的'方式協(xié)作完成，學期末進行小項目答辯。在答辯時，每位學生以幻燈片形式講解和DEMO演示的方式向老師和同學介紹自己在項目中所做的工作。
每個小組自主推選一名小組組長，組長除了介紹自己工作外，還負責各位同學在項目完成中的協(xié)調(diào)和分工、答辯時的項目總結等工作。答辯結束后，每位學生需提交一份在項目中自己完成的部分工作的技術報告，組長負責將組內(nèi)各位同學的報告整理成一份完整的項目文檔，存檔保存。該部分內(nèi)容還作為各位學生期末成績考核的重要依據(jù)。通過這種方式提高學生對課堂學習的專注度、任務感和責任感。
6)網(wǎng)絡互動：建立網(wǎng)絡教學平臺，通過該平臺進行教師和學生之間的互動、交流。
在教學實踐中，上述6種方法筆者都有運用到。從教學反饋情況來看，本文提出的參與式教學模式充分考慮了學習者立場，以學生為中心，根據(jù)實際需要，充分運用靈活多樣的教學手段，讓學生真正成為教學過程中的積極成分，使他們切實感受到成為學習主人的真正樂趣，使學生能深刻地領會和掌握所學的知識，并能將這種知識運用到實踐中。
4 考核方式的改革
針對數(shù)字語音處理課程的特點，傳統(tǒng)的課程考核方式以提交
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或對基礎理論進行閉卷考試的形式為主。為鞏固學生對所學知識學以致用的綜合能力，筆者嘗試將課程考核分為5部分：出勤、課堂討論參與度、課后作業(yè)、學期小項目答辯、項目技術報告。分數(shù)按百分制計算，各部分占比為5：10：10：50：25。其中，出勤分數(shù)由點名情況確定;課堂討論根據(jù)教學進度來安排，但要求每位學生在課程結束前至少主動參與課堂活動3次以上，否則視為0分;課后作業(yè)以章為單位進行提交，授完一章內(nèi)容后的一周內(nèi)提交作業(yè);學期小項目答辯分數(shù)綜合考慮各位學生完成情況、答辯與回答問題情況在答辯后確定，對于有主動深化探索的學生，提高其考核成績;答辯結束后，針對自己在項目中完成的部分工作，每位學生需提交一份技術報告。通過改革考核方式，消除學生抄襲論文現(xiàn)象和僥幸心理，引導學生重視自我學習與自主思考的能力，從而增強教與學的整體效果。
5 結語
如何使得全英語教學獲得采用中文進行教學時一樣精彩的課堂效果，是整門課程教學改革的關鍵。針對數(shù)字語音處理課程的特點，筆者通過對教學內(nèi)容、教學方法和考核方法進行改革，在傳統(tǒng)參與式教學方法的基礎上，提出綜合采用多種教學方法和手段來達到引導學生主動思考，提升學習興趣和課堂參與度的效果。通過在學期中引入小項目及網(wǎng)絡互動的方式來強化實踐過程，鼓勵深化學習與探索精神。而采用英語教學則可以根據(jù)技術發(fā)展靈活更改教學內(nèi)容，使學生學到語音領域的前沿技術，并且英語教學也鍛煉了學生的英語水平，為學生以后在語音領域開展更深入的學習和研究奠定基礎。
通過兩年課程的教學實踐，從教學反饋和調(diào)查情況來看，學生自主學習的熱情與思考能力有了很大提高，同時以考核方式的改革為指導，通過小項目形式的鍛煉，對所學理論知識進行綜合運用和創(chuàng)新能力也大大得到增強。除全英語課程的教學之外，本文中所提出的改革方案對于其他性質相似的專業(yè)基礎課程的教學也具有一定的借鑒意義。
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