高職“信號與系統”課程教學改革初探

孟海斌

高職“信號與系統”課程教學改革初探

孟海斌

針對目前高職院校“信號與系統”課程教學存在的主要問題，結合課程特點及教學實踐與體會，從教學內容、教學方法、教學方式和手段等幾方面入手，探索了該課程的教學改革。

高職；信號與系統；教學現狀；教學改革

“信號與系統”課程是一門實用性較強，涉及面較廣的專業基礎平臺課程，是電子信息、通信工程及自動控制等專業本科學生的必修課程，也是其研究生入學考試的必考課程之一。該課程與本科生的許多專業課，如“通信原理”、“數字信號處理”、“數字圖像處理”等聯系比較緊密，還涉及到許多數學知識的運用。因此，“信號與系統”的課程地位具有不可替代性，其教學質量的提高，對于電子信息類專業人才的培養至關重要。本文根據高職該課程教學中存在的問題，從教學內容、教學方法、教學方式和手段等幾方面進行了研究和探索。

一、“信號與系統”課程教學存在的問題

（一）課時少、內容多的問題

根據教學大綱安排，該課程課時目前大幅減少，由原來的72學時縮減到現在的48學時，但教學中需交代的內容較多，這樣，就出現了課程內容多、教學時數少的矛盾。如何協調兩者的關系并保證良好的教學效果，是教學中必須解決的關鍵問題。

（二）課程之間內容重疊的問題

“信號與系統”課程和“復變函數和積分變換”、“電路分析基礎”以及“數字信號處理”等課程在內容上有部分重疊，這幾門課程中都有關于拉氏變換的內容。那么，如何對重疊部分進行處理，構建合理的課程體系，是需要解決的第二個問題。

（三）數學運算復雜費時的問題

該課程內容的特點是應用的數學工具多、公式多、數學演繹復雜，課程教學一直以來沿用“黑板+粉筆”的傳統教學方式，課程中大量分析結果缺乏可視化的直觀表現，這在一定程度上影響和制約了教學效果，也難以激發學生的學習興趣。[1]另外，學生將大量的精力和時間用于進行繁雜的手工數學運算，而未能真正理解所得結果在信號處理中的實際意義，導致逐漸形成“信號與系統”課程就是做數學推演這樣的片面認識。因此，迫切需要對該課程進行教學方法和教學手段的改革，以重新確立“信號與系統”課程真正的本質和內涵。

（四）實驗課尚未真正發揮作用的問題

“信號與系統”實驗課的內容大多是使學生驗證和理解課堂教學內容，到實驗室只是熟悉了解常用儀器儀表的使用。學生一般按照實驗步驟去操作，并把實驗結果記錄下來，但對實驗的分析和數據的處理普遍不到位，甚至有的同學連實驗目的也搞不清楚。這種單一層次的實驗內容結構，對經常接觸大量現代信息和媒體的大學生來說，已不能滿足需要。學生從物理實驗到電路實驗走過來，對這樣的實驗內容感到厭倦和沒有興趣，無法調動學習的積極性，也無法挖掘自身的潛能，實驗效果很不理想。

二、“信號與系統”課程教學改革與實踐

（一）優化教學內容

對教學內容應做到歸納總結，對比講解；優化內容，重點突出。“信號與系統”課程的內容可以概括為“兩種系統，三大變換”。兩種系統是指連續時間系統和離散時間系統；三大變換是指傅里葉變換、拉普拉斯變換和Z變換。教師授課的時候，應注意它們之間的關聯性和對比性，突出其異同點。例如傅里葉變換和拉氏變換的很多性質都相同或相似，通過對比使學生能更快、更深入地掌握相關內容，同時，也有助于解決課時少、內容多的問題。

本課程各章節的內容是循序漸進、相輔相成的，相互之間有著非常密切的聯系。如傅里葉變換在變換域分析中是一條主線，通過它可以將各個變換聯系起來，成為一個有機的整體，因此，教師在講解的時候應注意這種主線內容。拉氏變換在其它課程中均有介紹，講解中可適當減少其占用的課時；離散信號與系統的內容與后續課程“數字信號處理”也有重疊部分，可以根據需要適當安排課時，從而有效解決課程內容重疊的問題。

（二）改進教學方法

教學中應簡化理論推導，注重物理意義。“信號與系統”課程公式很多，尤其講授傅里葉變換、Z變換以及它們的性質時，許多都是公式推導和計算。這時，一要注意將公式的來源和物理意義講清楚，層層推進，打好基礎；二要注意很多推導是類似的，教師只需詳細推導典型的公式，類似的推導可以讓學生在課后自學。要突出物理概念和工程概念，淡化數學運算技巧，做到理論聯系實際，才是學好“信號與系統”課程的根本方法。[2]

（三）改變教學方式

要注重多媒體教學與傳統板書相結合。傳統的板書教學形式使信息表現單一化、平面化，學生易產生單調乏味的感覺。多媒體教學方式更加形象、生動，能在相同時間內傳授更多的知識信息，能很好處理課時少、內容多的矛盾，并解決學生陷入理論而忽視實際物理意義的問題。但多媒體教學也存在一些不足，如：信息滯留時間短，不利于聯想記憶；信息量過大，學生跟不上等。因此，筆者認為采用兩者結合的方法比較好。對于課程中一些較抽象的內容，如卷積積分、抽樣定理等，可利用Flash軟件制作成動畫來演示，使過程一目了然，給學生以直觀的認識。這樣，不僅使學生對所學知識加深了印象，而且激發了其興趣，教師隨后再用板書進行相關推導與例題的講解，會取得較好的教學效果。

（四）改革教學手段

1.加強實踐教學環節。由于課程理論性很強，對于一些抽象概念，除借助課堂上多媒體教學外，我們還開設了實驗課。實驗課內容要力求與理論課內容密切聯系，在可能的條件下，應當由教師提出一些實驗要求，讓學生來設計實驗，組織實驗的實施，分析實驗中出現的現象及數據，使實驗真正成為設計型、綜合型實驗，而不是以往那種單純的按步驟操作。只有調動學生的積極性、創造性，才能真正發揮實驗課在教學中的巨大作用。

2.網站資源的建立和利用。要充分利用現代網絡的工具，隨時隨地進行溝通。要明確建設網站的主要目的是為了教師更好地傳授知識，學生更好地學習知識，而不要把網站做成一個應付檢查、內容單薄的空殼。通過網絡平臺，教師能及時了解學生反饋的信息，及時調整教學進度，組織網上答疑；對于部分難以理解的知識點，可以通過Matlab軟件制作仿真演示平臺，使學生通過課后反復觀看演示，達到理解知識點的目的。此外，還可以提供一些試題和習題解答等。[3]

總之，任何教學改革的目標都是改善教學效果，提高教學質量。但教學改革不可能一步到位，需要在實踐中逐步修正，逐步完善。教學有法，教無定法，貴在得法。今后，我們還應在充分調動學生的積極性和主動性，培養學生獨立學習的能力和方法等方面不斷探索和改進，以進一步提高教學質量。

[1]李香林.信號與系統課程教學改革的探討[J].高教論壇,2005（6） ：159-161.

[2]陳懷琛.MATLAB及其在理工課程中的應用指南[M].西安：西安電子科技大學出版社，2000.

[3]管致中，夏恭恪，盂橋.信號與線性系統（下冊）[M].北京：高等教育出版社，2004.

G712

A

1674-7747（2013）09-0016-02

孟海斌，男，沈陽職業技術學院計算機學院講師，主要研究方向為計算機網絡類通訊、信號與系統。

[責任編輯 盛 艷]