數字語音處理全英語課程教學改革探索的論文
數字語音處理全英語課程教學改革探索的論文
針對當前數字語音處理課程採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，同時在教學內容規劃、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，增強學生的創新意識。
1 前言
數字語音處理是電子資訊類本科專業的重要核心課程，是電子資訊、自動控制、資訊保安、通訊工程等本科專業的重要專業基礎課。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、訊號處理、統計分析以及人工智慧等，是資訊科學中一個十分活躍的研究領域。
數字語音處理作為電子資訊類專業的一門專業基礎課程，在國內外著名大學已經得到廣泛開設。在移動網際網路、人工智慧和大資料等相關技術的推動下，近年來數字語音處理技術在國內外的發展都非常迅速，新演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，傳統的中文課程教學很難緊跟技術發展的速度。這就要求在本領域從事教育、研究和開發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展，數字語音處理課程教學開始出現由傳統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，對教學內容的及時更新，就要求教師在教學過程中對傳統的教學方式有所突破。
另外，除了語音方面的專業知識外，數字語音處理課程還涉及大量的概念和數學公式，對學生的數學思維、計算和程式設計能力要求較高。因此，傳統的教師講授、學生聽講的課堂教學很難調動學生的積極性，達不到預期的教學效果。採用多媒體授課，教學資訊量大，互動性強，但其無法在螢幕上保留較長的時間，整體性和連貫性比較差，若內容設定不合適，極易形成“滿堂灌”的現象，難以有效地調動學生的積極性。
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字語音處理課程的教學中，從教學內容、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 教學內容的改革
傳統課程教學的內容大多是按照教材編排的章節進行組織和規劃的，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。
以經典教材文獻[2]為例，該教材的內容主要分為四個部分：1)語音訊號處理基礎知識;2)語音訊號的時頻域表示和分析;3)語音引數估計算法;4)語音訊號處理的應用。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訊號的處理中來，還需要進行程式設計如c語言或者MATLAB的學習等。即使這些程式設計知識有專門的課程進行講解，但要求大多數本科學生能真正做到學以致用卻並不容易。對於數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程式設計知識就顯得非常必要，如專門用於語音訊號處理的MATLAB函式庫等。
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表的。
綜上，本文提出結合數字語音處理全英語課程的特點，在教學內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程式設計例項的介紹，這樣有利於提高學生對所學理論知識的綜合運用能力。
2)傳統基礎理論知識與前沿技術相結合。在每一章節的最後都加入少部分前沿技術的介紹，便於讓學生了解語音領域的研究現狀，激發他們的學習熱情和研究興趣。
3)每一節課設計1～2個較簡單的知識點為學生自己授課內容。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透過使用全英語教學，使學生掌握數字語音處理的基礎理論和基本分析方法，培養學生的國際化視野，鼓勵學生用國際化思維分析和解決問題，最終培養能夠把握國際前沿的高質量人才。
為了實現全英語教學的目標，本文提出在教學內容改革的基礎上對傳統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容情況，綜合採用多種教學方法貫穿於整個學期的課程教學中。本文提出在傳統的參與式教學(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、學期小專案、網路互動等3種教學方法和手段，並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：透過課堂提問、學生回答的方式對已經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：對於重點和難點內容，透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：透過佈置作業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)：安排部分學生透過自學就能掌握的知識點，以作業佈置方式提前讓學生以小組形式進行自學研討，然後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。透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，同時也鍛鍊了學生英語組織和表達能力。
5)學期小專案：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專案，讓學生以小組的'方式協作完成，學期末進行小專案答辯。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專案中所做的工作。
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，還負責各位同學在專案完成中的協調和分工、答辯時的專案總結等工作。答辯結束後，每位學生需提交一份在專案中自己完成的部分工作的技術報告，組長負責將組內各位同學的報告整理成一份完整的專案文件，存檔儲存。該部分內容還作為各位學生期末成績考核的重要依據。透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)網路互動：建立網路教學平臺，透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，並能將這種知識運用到實踐中。
4 考核方式的改革
針對數字語音處理課程的特點，傳統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、課後作業、學期小專案答辯、專案技術報告。分數按百分制計算，各部分佔比為5：10：10：50：25。其中，出勤分數由點名情況確定;課堂討論根據教學進度來安排，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;課後作業以章為單位進行提交，授完一章內容後的一週內提交作業;學期小專案答辯分數綜合考慮各位學生完成情況、答辯與回答問題情況在答辯後確定，對於有主動深化探索的學生，提高其考核成績;答辯結束後，針對自己在專案中完成的部分工作，每位學生需提交一份技術報告。透過改革考核方式，消除學生抄襲論文現象和僥倖心理，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採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。針對數字語音處理課程的特點，筆者透過對教學內容、教學方法和考核方法進行改革，在傳統參與式教學方法的基礎上，提出綜合採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。透過在學期中引入小專案及網路互動的方式來強化實踐過程，鼓勵深化學習與探索精神。而採用英語教學則可以根據技術發展靈活更改教學內容，使學生學到語音領域的前沿技術，並且英語教學也鍛鍊了學生的英語水平，為學生以後在語音領域開展更深入的學習和研究奠定基礎。
透過兩年課程的教學實踐，從教學反饋和調查情況來看，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，透過小專案形式的鍛鍊，對所學理論知識進行綜合運用和創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於其他性質相似的專業基礎課程的教學也具有一定的借鑑意義。