编者按：为充实发挥精品课程的标杆示范作用，促进研究生课程质量进一步提升，研究生院自2018年启动了研究生精品课程建设事情，以公共基础课和各一级学科（类别）专业课为重点，充实结合国务院学位委员会学科评议组和全国專業學位研究生教育指导委员会编写的《研究生焦点课程指南》，整体计划、分步实施，至2020年，经学院推荐、学校专家评审、研教指委审议通过，学校已立项了三批“精品课程”。新闻中心特开设【研究生精品課程】欄目，分享這些“精品課程”基于“價值塑造、能力培養、知識傳授”三位一體的教育理念，從課程目標與定位、課程內容、教學和考核方式、課程特色和成效等方面總結梳理其經驗心得，與師生讀者共享。本期介紹自動化工程學院劉科研究員在“數字信號的處理要领及應用”課程中的教改探索。
数字信号处置惩罚主要研究通过数字运算要领实现信号的变换、滤波、检测、估值、调制解调等处置惩罚，以便预计信号的特征参量，增强信号中的有用分量。数字信号处置惩罚课程难不难学？难！有多灾？学生精辟总结：“很烧脑！”这样的课程怎么教？学生怎么学？
多年来，自动化工程学院刘科研究员与课程组成员高斌、杨扩军、张朋、金卫、潘卉青等在《数字信号处置惩罚要领及应用》课程中，一直坚韧不拔地探索实践，在课程内容、授课方式等方面做了一系列革新，力图使学生听得懂、学得会、用得活。
循序漸進：承上啓下補齊短板
无论是通信、电子、自动化照旧航空航天、生物信息等，都离不开数字信号处置惩罚。在自动化工程学院，《数字信号处置惩罚要领及应用》课程是仪器科学与技术专业和控制科学与工程专业的研究生学位课程。其焦点内容通俗地说就是“模拟信号酿成数字信号以后怎么提取有用信息”。
这门课程高度抽象，理论性强，涉及的公式多，尤其是“域”、“模拟频率与数字频率”等看法让许多学子费解，学习起来感应十分吃力。不仅如此，它还让教师的教学感应棘手，因为选课的研究生基础各不相同，大部门学生甚至没有学过诸如《信号与系统》等相关课程。
因此，教学必须适应大部门学生的实际情况，对症下药。刘科说，授课的难点之一，就是在“不把本科课程重讲一遍的情况下，让没有学过的学生也能快速的学懂弄通，到达研究生应有的水平”。
在第一堂课，刘科都市见告学生这门课程需要先修的内容以及应该到达的水平，并提醒没有学过相关课程的同学，需要把短板尽快补上，否则后面的学习会感应很吃力。同时，他还梳理了先修课程的重要知识点，并提供慕课等自学资源，资助学生快速的掌握先修知识，不会因为没有学过就望而却步。
在解说内容中，如遇到相关知识点，课程组会把相关的重点内容拎出来进行串讲，并部署相应的作业练习，让学生尽快进入状态。
豐富案例：問題驅動激發興趣
鉴于该课程比力抽象，刘科在授课时会举许多鲜活的例子，力求让授课内容通俗易懂。例如，在讲“抽样率”的看法时，他结条约学们生活中常见的“问卷视察”进行解说：“如果你们公司要做市场视察，派出50位视察员，每小我私家完成了1000份调盘问卷……”
他用5万份调盘问卷来类比信号的“样本”，并向学生提问：“如果你是公司的卖力人，怎么治理这5万份问卷？需要做一个较大的保险柜或文件夹存起来吗？能不能从问卷找那个继续抽取部门样本，既保持我们要视察的事件信息不丢失，又能提高治理效率？”
这样，就自然地过渡到“抽样以后信息会不会丢失？”问题。然后，他又举一个生活中常见的“相册治理”的例子，让学生加深理解体会。“照片定格了我们的珍贵影象。如果有一天，你的照相册被火烧了，或是被别人误删除了，你还能回忆起那段时间的历程吗？如果回忆不起来，那就是‘因为抽样造成了信息丢失’”。
“怎么样能保证抽样后信息依然不丢失?”他启发同学们，“我们要生存自己的影象，为什么不每时每刻、不中断地拍摄照片？而是可以找要害的、具有纪念意义的时刻来拍照？为什么我们可以通过一些要害的照片，回忆起自己的整小我私家生？”
就这样，刘科把看似抽象的数学原理，酿成了生活中可以感知的事例，让学生首先理解看法背后的焦点思想，然后切入具体的理论和公式。在举例的历程中，他喜欢用问题驱动的方式，向学生提出一系列相互关联的或者层层递进的问题，引导学生深入思考。
而且，他注意整本書內容的關聯性，不管是講授還是複習回顧，都會把有關系的內容信手拈來，讓學生感受各個知識點之間的深刻聯系。
鼓勵探索：舉一反三靈活應用
数字信号处置惩罚在不停生长，新理念、新要领、新知识层出不穷。刘科体现，课堂上所讲的基本内容其实是已经生长得比力成熟的知识体系，具有一定的系统性。它是引领同学们自己前行的航标，也是资助同学们探索创新的有力工具。
他勉励同学们在吃透基础理论的基础上，深入到具体领域、具体方面或者具体的应用场景中进行越发深入的研究。他说：“通过基础理论培养学生的思维能力，这比学习知识更重要。”
刘科险些在每一章之前，都市花1个学时到1.5个学时讲应用，然后从应用太过到理论，当解说完相关理论后，他又回到更具体的应用案例和场景当中，进行越发深入的解读，引导学生灵活运用这些原理。
通过这些铺垫，他希望学生能够自己探索、自己寻找解决方案，掌握从具体到抽象，再从抽象到具体的认识升华。他诙谐地说，“我希望学生到达的水平就是，他们遇到问题不要来问刘老师，而是问他们自己。”
与此相应，他在课后从来不部署练习作业，而是部署没有尺度答案的“课程设计”；同时，他并不看重学生所做的结果，而是看重学生的设计思路。他认为，对于研究生来说，部署课程设计更能促使学生自主学习，主动搜寻课本上没有的知识，并在深入研究中形成自己的思路和结论。研究生教育的目的，就是要让学生研起来，强化自主研究的意识，形成自主探索的习惯。
同時，他把實驗與應用相結合，讓學生一邊學理論，一邊做實驗，學做結合、融會貫通。有的學生把課程學習與項目研究結合起。2018級碩士研究生遊佳靜体现，“這門課程對我做項目帶來很大的幫助，尤其是在做采樣率轉換時遇到的抽取插值問題以及量化誤差的計算處理問題時，翻一下課堂筆記，常會産生新的理解和思路。
課程思政：潛移默化潤物無聲
無論是課上，還是課下，劉科與學生都保持著密切的交流。學生有什麽疑問，可以隨時去辦公室找他，或者在線交流。在與學生交流的過程中，他會聆聽學生的困惑，分享自己的想法和思路，鼓勵學生獨立思考，或者在學習、生活等方面給學生一些建議。
在與學生交心的過程中，他潛移默化地鼓勵學生要立雄心、成大才，尤其要把自己的所學與國家重大需求緊密結合，不辜負這個偉大的時代。他說，我們儀器行業的發展與歐美還存在差距。我們今天打好基礎、提升創新能力，將來才有可能爲解決“卡脖子”問題做出貢獻。
他還引導同學們正確認識國內外的科技差距，勉勵同學們保持勤奮學習的勁頭、勇于挑戰的精神，被“卡脖子”就要越发努力地奮鬥，從“跟跑”邁向“並跑”甚至“領跑”，堅決摒棄“躺平”的消極態度。
目前，這門課程的選課人數較多，上課形式多接纳“大課制”。爲了取得更好的教學效果，劉科通過分組的形式，引導學生加強團隊相助，配合提升攻堅克難的能力。下一步，他還將努力使課程向“小班化”發展，這樣，學生可以開展越发深入的探究性學習、挑戰性學習，並越发密切地開展學生與老師、學生與學生之間的學術交流、思想交流。
劉科体现，“立德樹人是我們的基础任務，是對每一位老師、每一門課程的基本要求。我們將在教學實踐中不斷探索，更好地提升學生的創新精神、培養學生的家國情懷，努力培養堪當民族複興大任的時代新人！”
