數(shù)字視音頻技術課程教學改革探索

“數(shù)字視音頻技術”課程是一門專業(yè)性較強的課程。這是一門應用于數(shù)字技術、多媒體通信、網絡流媒體和其他應用的基礎課程。它包括“數(shù)字路”、“數(shù)字處理器”和“通信原理”等基礎課程。學生通過該課程的學習,可以掌握數(shù)字視音頻信號的產生和編解碼的基本原理。當今,數(shù)字化已經在電子信息領域成為現(xiàn)實。由于信息的數(shù)字化,使得原來界限分明的專業(yè)領域(如廣播電視、家用電器、計算機、通信等)的界限越來越模糊,無論是技術層面,還是業(yè)務層面,都出現(xiàn)了交叉和融合的發(fā)展趨勢。作為電子信息數(shù)字化核心內容的數(shù)字視音頻技術,正是這種交叉與融合的技術基礎。學生對掌握視音頻編解碼技術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)都開設了相關課程。因此,研究“數(shù)字視音頻技術”課程的教學改革有著重要的現(xiàn)實意義。一、數(shù)字視聽技術的發(fā)展數(shù)字電視二、“數(shù)字視聽技術”課程的教育內容的改革隨著新技術、新電路和新芯片的不斷出現(xiàn),“數(shù)字視音頻技術”課程原有的教學內容體系也要進行改革。1.數(shù)字視頻編解碼技術(1)電視基礎知識部分。基礎內容包括:電視原理概述和電視技術的發(fā)展趨勢,色度學基礎、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用;H.26X、MPEG-X、AVS等國際數(shù)字視頻編碼標準的各自特點及各自適用的場合;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用;MUSICAM、AC-3、MPEG-X、AVS等國際數(shù)字音頻編碼標準的各自特點及各自適用的場合;數(shù)字音頻解碼器的基本原理;音頻編解碼實現(xiàn)的各種方式和主流芯片。(4)數(shù)字視音頻編解碼技術實現(xiàn)和應用。主要內容包括:數(shù)字視音頻編解碼技術在DSP、FPGA、多核處理器上的實現(xiàn);數(shù)字視音頻編解碼技術在數(shù)字電視、DVD激光視頻、多媒體通信場合、個人消費類電子產品上的應用等。2.實驗1:立完成實驗為保證課時的連續(xù)一致性,“數(shù)字視音頻技術”課程實驗由理論課的教師指導,并且與傳統(tǒng)驗證性實驗不同,主要以設計性實驗為主。學生每兩人分一組,按步驟自主獨立完成實驗。實驗教學安排了10個學時的實驗,內容的設置由淺入深、由易到難,注重對學生實踐動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實驗內容分別是:數(shù)字視頻信源編碼實驗、數(shù)字視頻信源解碼實驗和多路復用編碼實驗。例如,在“視頻編碼實驗”中,我們要求學生在網上開源的MPEG-2標準的編解碼代碼TM5的基礎上,利用C語言編程實現(xiàn)視頻信源編碼,并熟練掌握編解碼的調試方法。最終要求學生上交詳細設計的流程圖、測試環(huán)境以及測試結果等。學生通過該實驗進一步加深了理論教學中視頻編碼原理的理解。三、提高學習興趣的技術由于該門課程不僅涉及基礎理論,還涉及實際應用以及最新的技術,如何提高學生的學習興趣以及培養(yǎng)學生的自主學習能力是關鍵。為取得好的教學效果,激發(fā)學生的主觀能動性,對教學方法與手段進行了創(chuàng)新,主要有以下幾點。1.學習成本課的準備教師在課程的開始,要從學生最感興趣的內容引入,使學生一開始就被這門課吸引住,并告訴學生學習本門課程應具備的基礎知識和技能,好讓學生課后復習相關內容,做好學習新課的準備。在引入新知識時,應向學生提供一個直觀生動的情景,以激發(fā)學生對新知識的學習興趣。2.數(shù)字音視頻技術的特點課件中包含圖片、動畫、視頻等,可以給學生更直觀的認識。收集有關數(shù)字音視頻技術的資料,使得學生能在有限的時間內獲取更多更先進的技術知識;教師還要密切注意國內外音視頻技術的發(fā)展動向,不斷更新教學知識和內容,在擴大了知識面的同時還能提高學生的學習積極性。3.知識的過程性在理論教學過程中,教師的直接教授和啟發(fā)式提問相結合,引導學生經歷“提出問題—學習研究—解決問題”構建自己知識的過程。例如:在介紹幾種視頻編碼標準時,就圍繞“H.26X、MPEG-X等幾種國際數(shù)字視頻編碼標準特點及使用場合”這個問題,讓學生帶著問題去看書學習,逐步對視頻編碼標準有一個整體的概念。教師在適當?shù)臅r候,進行總結歸納關鍵知識點,以此改善教學效果。又比如在學習多種音頻解碼方式中,教師主要引導學生進行自我探究式學習。4.提高了學生對研究的能力對部分學有余力的學生,引導學生選擇自己感興趣的課題,進行查閱文獻并撰寫研究報告,培養(yǎng)了學生獨立進行研究的能力即文獻查閱以及總結撰寫的能力,為以后從事研究工作打下了良好的基礎。5.以學生為中心的實驗教學模式在實驗教學方法中,轉變實驗輔導為實驗引導,轉變面向實驗結果為面向實驗過程,轉變單一實驗模式為多元實驗模式,形成以學生為中心的實驗教學模式。對學生實驗過程中出現(xiàn)的問題,從基本概念、設計思路及實現(xiàn)方法上加以引導,主要培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力。四、教學內容不斷創(chuàng)新作為一門綜合