基于项目式学习的信号处理类课程混合式教学模式构建与实践

引言

信号与系统、数字信号处理作为电子信息类学科的重要基础课程，涵盖理论性强、实践性高、知识点繁杂等特点。传统课堂教学往往注重理论讲解和知识灌输，学生实践能力和创新能力培养不足。近年来，随着教育信息化和工程教育认证的推进，信号处理类课程亟需教学模式的创新与转型。项目式学习通过项目驱动、团队协作、过程评价等手段，有效激发学生学习主动性与创新思维。混合式教学则整合了网络课程资源与面对面教学优势，为知识传授和能力提升提供了新路径。将项目式学习与混合式教学深度融合，是提高信号处理课程教学质量和学生综合素养的重要方向。本文聚焦于基于项目式学习的信号处理类课程混合式教学模式的构建及其实践应用，旨在为相关课程改革提供理论依据和实践参考。

一、基于项目式学习的信号处理类课程混合式教学模式设计理念

基于项目式学习的混合式教学模式，强调学生在真实或仿真的工程任务驱动下，通过知识整合、团队协作、问题解决、创新实践，完成具体的课程项目，实现知识与能力的深度融合。在信号处理类课程教学中，传统的“理论—练习—考试”模式难以满足当前人才培养目标，对学生的动手实践、跨学科融合与创新应用能力的锻炼不足。新模式以“项目”为核心，将信号分析、系统设计、编程实现、数据处理等多个知识点有机整合，设计贯穿课程始终的工程项目，推动学生在项目推进中主动学习、合作探究、理论联系实际。线上教学利用慕课、微课、知识图谱等，提供灵活、开放的知识学习；线下则通过课堂讲解、实验操作、小组讨论、阶段测试等，保障知识点理解与能力提升。该模式既发挥了网络教学的资源优势与个性化指导作用，又强化了面对面教学的互动交流与实时答疑功能，促进了学生学习方式和教师教学方式的变革。

二、信号处理课程教学内容的项目化重组与实施流程

在混合式教学模式下，信号处理类课程需对知识体系进行模块化、项目化重组，打破以章节为单元的传统教学结构，构建“理论—技术—应用—项目—评价”一体化的课程体系。内容重组包括以下几个层面：首先，按照课程知识体系，将信号与系统基础、时域与频域分析、数字信号处理、滤波器设计等核心知识进行整合，每一板块均配备典型实践项目，如音频信号分析、图像处理系统设计、信号降噪与重建、实时数据处理等。其次，设定项目驱动主线，明确每阶段学习任务与产出成果，使知识学习与项目推进同步进行。实施流程主要分为教学目标制定、内容模块划分、项目任务布置、线上自学与资源推送、线下研讨与实践、阶段性评价与反思等环节。

三、线上线下混合协同的教学环境与过程设计

混合式教学的有效实施依赖于线上线下协同支持的学习环境建设。在线上环节，学校与教师应依托学习通平台，整合开放课程资源、虚拟实验软件、习题库、互动答疑区等，为学生自主学习、知识查漏补缺和仿真实验提供便利。通过慕课（MOOC）、微课视频、同步直播、在线测试等形式，学生可以随时随地进行学习，反复观看重点内容，加深理解。线下教学注重强化理论难点讲解、疑难问题解答、实验操作指导组课程设计等，突出课堂的互动性与生成性。小组讨论、头脑风暴、专题讲座、模拟汇报等方式，提升学生团队协作与表达能力。线上线下联动贯穿课程始终，定期组织阶段测试、项目答辩、同伴互评，及时反馈学习效果与项目进展。

四、项目驱动下的学生能力培养与评价体系优化

基于项目式学习的混合式教学，强调能力导向和过程性评价。信号处理课程的能力培养目标应覆盖基础理论素养、工程实践能力、创新设计意识、团队协作精神、信息技术素养等多个层面。教学过程中，教师需以项目为主线，引导学生主动查找资料、独立思考、动手实验、分工协作、交流分享。能力培养不仅体现在最终项目成果，更贯穿于方案设计、实验实施、数据分析、汇报展示等全过程。为实现能力与知识的协同评价，需建立多元化、过程化的评价体系。评价方式包括自评、组评、教师评和项目展示评分，兼顾过程参与、任务完成度、创新表现、问题解决、团队协作等指标，促进学生自主反思和持续成长。

五、基于项目式学习的混合式教学实践成效与发展建议

实践表明，基于项目式学习的信号处理课程混合式教学模式，显著提升了学生学习的积极性和综合素养。学生在真实或仿真的项目驱动下，将理论知识应用于实际工程问题，增强了自主学习能力和创新实践能力。团队协作与分工机制提升了学生的沟通表达与集体荣誉感。混合式教学模式的灵活性和开放性，有效适应了不同层次学生的学习需求，促进了知识与能力的均衡发展。教学评价多元化激发了学生的主体性，增强了课程学习的针对性与成效性。对教师而言，该模式推动了教学内容、方式与手段的持续创新，提升了课程育人的整体水平。

结论

基于项目式学习的信号处理类课程混合式教学模式，是顺应高等教育教学改革和工程教育认证要求的重要举措。该模式以学生为中心，以项目驱动为主线，融合线上线下多元教学方式，促进了理论知识与实践能力的深度融合。研究表明，该模式不仅提升了学生的创新能力、工程实践能力和团队合作精神，也优化了课程教学质量和育人功能。未来应持续加强课程资源开发、教师能力提升与评价体系创新，推动信号处理类课程的持续改革与高质量发展，为工程技术应用型人才培养提供有力保障。

参考文献：

[1] 王伟 , 李林 . 基于项目驱动的信号与系统混合式教学模式探索 [J].电气电子教学学报 , 2023(4):88-93.

[2] 郑毅, 李婷婷. 混合式教学模式在信号处理课程中的实践与思考[J].中国现代教育装备 , 2022(19):95-97.

[3] 刘晓, 胡小强. 项目式学习在工程类课程中的融合应用研究[J]. 中国高等教育 , 2023(8):112-116.

翟月英，女，1983 年7 月生，汉族，湖北黄冈人（籍贯），硕士研究生，职称：教授   研究方向：信号与信息处理。

项目名称：“大思政”背景下信号处理类课程二维三阶教学模式的探索与实践，项目编号：JY202301