數(shù)字視音頻技術(shù)課程教學(xué)改革探索

“數(shù)字視音頻技術(shù)”課程是一門專業(yè)性較強(qiáng)的課程。這是一門應(yīng)用于數(shù)字技術(shù)、多媒體通信、網(wǎng)絡(luò)流媒體和其他應(yīng)用的基礎(chǔ)課程。它包括“數(shù)字路”、“數(shù)字處理器”和“通信原理”等基礎(chǔ)課程。學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí),可以掌握數(shù)字視音頻信號的產(chǎn)生和編解碼的基本原理。當(dāng)今,數(shù)字化已經(jīng)在電子信息領(lǐng)域成為現(xiàn)實(shí)。由于信息的數(shù)字化,使得原來界限分明的專業(yè)領(lǐng)域(如廣播電視、家用電器、計(jì)算機(jī)、通信等)的界限越來越模糊,無論是技術(shù)層面,還是業(yè)務(wù)層面,都出現(xiàn)了交叉和融合的發(fā)展趨勢。作為電子信息數(shù)字化核心內(nèi)容的數(shù)字視音頻技術(shù),正是這種交叉與融合的技術(shù)基礎(chǔ)。學(xué)生對掌握視音頻編解碼技術(shù)有著非常濃厚的興趣,因此越來越多的工科院校的電子類專業(yè)都開設(shè)了相關(guān)課程。因此,研究“數(shù)字視音頻技術(shù)”課程的教學(xué)改革有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。一、數(shù)字視聽技術(shù)的發(fā)展數(shù)字電視二、“數(shù)字視聽技術(shù)”課程的教育內(nèi)容的改革隨著新技術(shù)、新電路和新芯片的不斷出現(xiàn),“數(shù)字視音頻技術(shù)”課程原有的教學(xué)內(nèi)容體系也要進(jìn)行改革。1.數(shù)字視頻編解碼技術(shù)(1)電視基礎(chǔ)知識部分。基礎(chǔ)內(nèi)容包括:電視原理概述和電視技術(shù)的發(fā)展趨勢,色度學(xué)基礎(chǔ)、人眼視覺特性、三基色原理及模擬音視頻信號的采集與數(shù)字化。(2)視頻編解碼原理。主要內(nèi)容包括:常用的幾種視頻編碼原理及其在數(shù)字視頻信號壓縮中的應(yīng)用;H.26X、MPEG-X、AVS等國際數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的各自特點(diǎn)及各自適用的場合;數(shù)字視頻解碼器的基本原理;視頻編解碼實(shí)現(xiàn)的各種方式和主流芯片。(3)數(shù)字音頻編解碼原理。主要內(nèi)容包括:常用的幾種音頻編碼原理及其在數(shù)字音頻信號壓縮中的應(yīng)用;MUSICAM、AC-3、MPEG-X、AVS等國際數(shù)字音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的各自特點(diǎn)及各自適用的場合;數(shù)字音頻解碼器的基本原理;音頻編解碼實(shí)現(xiàn)的各種方式和主流芯片。(4)數(shù)字視音頻編解碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。主要內(nèi)容包括:數(shù)字視音頻編解碼技術(shù)在DSP、FPGA、多核處理器上的實(shí)現(xiàn);數(shù)字視音頻編解碼技術(shù)在數(shù)字電視、DVD激光視頻、多媒體通信場合、個(gè)人消費(fèi)類電子產(chǎn)品上的應(yīng)用等。2.實(shí)驗(yàn)1:立完成實(shí)驗(yàn)為保證課時(shí)的連續(xù)一致性,“數(shù)字視音頻技術(shù)”課程實(shí)驗(yàn)由理論課的教師指導(dǎo),并且與傳統(tǒng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不同,主要以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主。學(xué)生每兩人分一組,按步驟自主獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排了10個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn),內(nèi)容的設(shè)置由淺入深、由易到難,注重對學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分別是:數(shù)字視頻信源編碼實(shí)驗(yàn)、數(shù)字視頻信源解碼實(shí)驗(yàn)和多路復(fù)用編碼實(shí)驗(yàn)。例如,在“視頻編碼實(shí)驗(yàn)”中,我們要求學(xué)生在網(wǎng)上開源的MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)的編解碼代碼TM5的基礎(chǔ)上,利用C語言編程實(shí)現(xiàn)視頻信源編碼,并熟練掌握編解碼的調(diào)試方法。最終要求學(xué)生上交詳細(xì)設(shè)計(jì)的流程圖、測試環(huán)境以及測試結(jié)果等。學(xué)生通過該實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步加深了理論教學(xué)中視頻編碼原理的理解。三、提高學(xué)習(xí)興趣的技術(shù)由于該門課程不僅涉及基礎(chǔ)理論,還涉及實(shí)際應(yīng)用以及最新的技術(shù),如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力是關(guān)鍵。為取得好的教學(xué)效果,激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,對教學(xué)方法與手段進(jìn)行了創(chuàng)新,主要有以下幾點(diǎn)。1.學(xué)習(xí)成本課的準(zhǔn)備教師在課程的開始,要從學(xué)生最感興趣的內(nèi)容引入,使學(xué)生一開始就被這門課吸引住,并告訴學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程應(yīng)具備的基礎(chǔ)知識和技能,好讓學(xué)生課后復(fù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容,做好學(xué)習(xí)新課的準(zhǔn)備。在引入新知識時(shí),應(yīng)向?qū)W生提供一個(gè)直觀生動(dòng)的情景,以激發(fā)學(xué)生對新知識的學(xué)習(xí)興趣。2.數(shù)字音視頻技術(shù)的特點(diǎn)課件中包含圖片、動(dòng)畫、視頻等,可以給學(xué)生更直觀的認(rèn)識。收集有關(guān)數(shù)字音視頻技術(shù)的資料,使得學(xué)生能在有限的時(shí)間內(nèi)獲取更多更先進(jìn)的技術(shù)知識;教師還要密切注意國內(nèi)外音視頻技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向,不斷更新教學(xué)知識和內(nèi)容,在擴(kuò)大了知識面的同時(shí)還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。3.知識的過程性在理論教學(xué)過程中,教師的直接教授和啟發(fā)式提問相結(jié)合,引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷“提出問題—學(xué)習(xí)研究—解決問題”構(gòu)建自己知識的過程。例如:在介紹幾種視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)時(shí),就圍繞“H.26X、MPEG-X等幾種國際數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)及使用場合”這個(gè)問題,讓學(xué)生帶著問題去看書學(xué)習(xí),逐步對視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)有一個(gè)整體的概念。教師在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候,進(jìn)行總結(jié)歸納關(guān)鍵知識點(diǎn),以此改善教學(xué)效果。又比如在學(xué)習(xí)多種音頻解碼方式中,教師主要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我探究式學(xué)習(xí)。4.提高了學(xué)生對研究的能力對部分學(xué)有余力的學(xué)生,引導(dǎo)學(xué)生選擇自己感興趣的課題,進(jìn)行查閱文獻(xiàn)并撰寫研究報(bào)告,培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行研究的能力即文獻(xiàn)查閱以及總結(jié)撰寫的能力,為以后從事研究工作打下了良好的基礎(chǔ)。5.以學(xué)生為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法中,轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)輔導(dǎo)為實(shí)驗(yàn)引導(dǎo),轉(zhuǎn)變面向?qū)嶒?yàn)結(jié)果為面向?qū)嶒?yàn)過程,轉(zhuǎn)變單一實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綖槎嘣獙?shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?形成以學(xué)生為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。對學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題,從基本概念、設(shè)計(jì)思路及實(shí)現(xiàn)方法上加以引導(dǎo),主要培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。四、教學(xué)內(nèi)容不斷創(chuàng)新作為一門綜合