包長春 馬樹青 張振慧 陳羽

[摘 要] 聲納信號處理是水聲工程學(xué)科的核心課程，國防科技大學(xué)聲納信號處理課程在學(xué)校教育教學(xué)崗位建設(shè)的推動下，經(jīng)過多年建設(shè)，持續(xù)對課程進行改進，探索本課程的教學(xué)規(guī)律，總結(jié)教學(xué)的經(jīng)驗和方法，按照新型的研討式教學(xué)方法進行課堂教學(xué)的創(chuàng)新和改進，取得了良好的教學(xué)效果?？偨Y(jié)課程研討式教學(xué)的經(jīng)驗，并提出下一步改進的目標和思路。

[關(guān) 鍵 詞] 聲納信號處理；研討式教學(xué)；教學(xué)模式

[中圖分類號] G642 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）19-0153-03

聲納信號處理是水聲工程學(xué)科的核心課程，也是其他學(xué)科專業(yè)的選修課程。它是信號處理理論在水聲領(lǐng)域中的應(yīng)用，是一門對國防和國民經(jīng)濟的發(fā)展都具有重要作用的邊緣學(xué)科。該課程是一門實用性、針對性、專業(yè)性都較強的課程，其基本任務(wù)是較為全面系統(tǒng)地學(xué)習(xí)聲納系統(tǒng)設(shè)計的一般概念，掌握數(shù)字式聲納信號處理的基本方法，熟練運用波束形成方法，了解目標測向、測距以及速度估計等方法，為今后從事聲納設(shè)計、水聲信號處理等相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的深入研究打下較為堅實的基礎(chǔ)。

近年來，國防科技大學(xué)將聲納信號處理課程建設(shè)納入新一輪教育教學(xué)崗位建設(shè)任務(wù)，按照優(yōu)質(zhì)課程的目標進行全方位建設(shè)。幾年來，對該課程繼續(xù)進行教育教學(xué)崗位建設(shè)工作，在總學(xué)時54個學(xué)時每次課3個學(xué)時的基礎(chǔ)上，持續(xù)對課程進行改進，探索本課程的教學(xué)規(guī)律，總結(jié)教學(xué)的經(jīng)驗和方法，加強教學(xué)隊伍建設(shè)，大膽啟用年輕新教員的同時注重老教員的指導(dǎo)。

在課程講授過程中，該課程受到了教學(xué)督導(dǎo)組專家的細心監(jiān)督指導(dǎo)，同時也有教學(xué)經(jīng)驗豐富的資深教員的熱心幫助，還有課堂上下與學(xué)生的密切溝通和交流，對于課程教學(xué)工作的改進積累了很多經(jīng)驗。

本文結(jié)合近年來的教學(xué)工作，從目前國防科技大學(xué)聲納信號處理課程建設(shè)的現(xiàn)狀與問題出發(fā)，以改革和發(fā)展的眼光，對課程內(nèi)容體系改革、教學(xué)手段和方法改革、課堂教學(xué)模式的探索和實踐、完善課程考核模式、建設(shè)教學(xué)資源、加強教師隊伍建設(shè)進行全面總結(jié)，并提出幾點建設(shè)性的意見。

一、課程內(nèi)容體系改革繼續(xù)推進

聲納信號處理課程的教學(xué)任務(wù)通常由一名高級職稱教員和一名青年教員共同承擔(dān)。課程學(xué)時為54個學(xué)時，主要圍繞聲納信號處理的相關(guān)知識和技術(shù)展開教學(xué)工作，主要分為三個階段：

第一階段為基礎(chǔ)理論部分的階段，由前三章構(gòu)成，主要講授了聲納系統(tǒng)綜述、換能器、聲納方程、水聲學(xué)基礎(chǔ)理論等知識要點，為進一步進行聲納信號處理奠定理論基礎(chǔ)。

第二階段為聲納信號處理的主要技術(shù)學(xué)習(xí)階段，在這一階段，主要講授聲納信號處理中主流的技術(shù)方法，掌握其實現(xiàn)方法，由四、五、六章構(gòu)成，內(nèi)容包括聲納基陣陣形理論基礎(chǔ)、波束形成（本門課程的核心）、數(shù)字化波束形成技術(shù)發(fā)展與主流技術(shù)、聲納信號檢測與估計等，這一部分是本門課程的核心內(nèi)容。

第三階段為聲納的設(shè)計和應(yīng)用階段，由七、八、九、十共四個章節(jié)構(gòu)成，在已有的基本理論和基本技術(shù)的基礎(chǔ)上，主要講授了一些具體應(yīng)用功能的實現(xiàn)方法以及聲納設(shè)計方法，內(nèi)容包括多目標跟蹤和多目標分辨、目標運動分析、聲納測距、聲納定位等最新的技術(shù)發(fā)展。

課程授課內(nèi)容的總體框架已經(jīng)比較成熟穩(wěn)定。但是，由于近年來海洋領(lǐng)域教學(xué)科研工作日益重要，選課學(xué)員很多并非水聲工程專業(yè)的學(xué)員，包括光學(xué)工程、信號與信息處理、計算機技術(shù)等多個專業(yè)，這些學(xué)員此前從未接觸過聲納設(shè)計與處理。為了平順地把學(xué)生的知識基礎(chǔ)與本課程的教學(xué)內(nèi)容銜接起來，使學(xué)生在理解課程內(nèi)容時不過于吃力，在課程教學(xué)內(nèi)容的具體安排上進行了一些局部調(diào)整。

在第一階段的基礎(chǔ)理論部分中，針對學(xué)生此前沒有接受過水聲學(xué)理論教學(xué)的知識基礎(chǔ)，適當減少了水聲學(xué)理論的教學(xué)內(nèi)容，降低了內(nèi)容的難度，同時此前適當講授了一些預(yù)備知識，為學(xué)生理解水聲學(xué)理論搭好臺階。另外，利用我校學(xué)員物理功底較深厚的優(yōu)勢，適當減少數(shù)學(xué)性內(nèi)容的教學(xué)，注重加強物理性內(nèi)容的理解。

在第二階段的聲納信號典型處理方法的階段，針對其他專業(yè)學(xué)員的知識結(jié)構(gòu)，適當補充數(shù)字信號處理、檢測與估值理論的知識基礎(chǔ)，然后再進入核心內(nèi)容的教學(xué)。

通過課程體系針對學(xué)生基礎(chǔ)的局部調(diào)整，避免了課程內(nèi)容與學(xué)員基礎(chǔ)差距過大的問題，同時將學(xué)生學(xué)習(xí)的重點放在物理概念的理解上，使學(xué)生更好、更容易地理解課程內(nèi)容，掌握相關(guān)技術(shù)。

二、豐富教學(xué)手段和方法，探索教學(xué)模式

隨著當前教學(xué)理念和教學(xué)手段的快速發(fā)展，各種新式的教學(xué)手段和方法不斷出現(xiàn)。為了提高本課程的教學(xué)水平和質(zhì)量，我們在教學(xué)過程中也在不斷探索適合本課程的各種教學(xué)手段和方法，不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗和規(guī)律，改進教學(xué)模式。在教學(xué)探索和改進過程中，形成了一些經(jīng)驗和方法，現(xiàn)總結(jié)如下：

（一）開展研討式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生興趣和動力

自從聲納信號處理課程納入2010年新一輪教育教學(xué)崗位建設(shè)以來，課程的學(xué)時安排也發(fā)生了較大變化，原來的36個學(xué)時擴充至54個學(xué)時，而每次課的時間長度由原來的2個小時擴展到3個小時。對于每次課程的時間擴展，其目的是希望每次課能夠給予師生充分的時間，展開研討式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生在課堂上的興趣和思考，從而更為主動地進行學(xué)習(xí)。

我們在展開教學(xué)工作的過程中，也對研討式教學(xué)方式進行了積極的探索，積累了一些經(jīng)驗。研討式教學(xué)，可以因時制宜、因地制宜而靈活采取各種方式。

首先，在我們的授課過程中，最常用、最基本的方式就是，依教學(xué)內(nèi)容進展和學(xué)生理解情況，適時提出一些典型問題，讓學(xué)生就問題開展討論，老師在學(xué)生的討論中適時引導(dǎo)，使學(xué)生在討論中質(zhì)疑、思考、理解并享受這一過程，老師同時也可以把握學(xué)生的知識掌握情況。這種方法一開始使用的困難是教員提出問題后，沒有學(xué)生主動起來回答問題。我們的解決方案是，最開始提出問題要簡單而容易回答，這樣，漸漸地其他學(xué)生也都踴躍加入研討，形成了良好的研討環(huán)境。