“信號與系統”教學改革探討與實踐

摘要：“信號與系統”是通信工程專業、電子信息工程專業和物聯網專業的重要技術基礎必修課，是一門理論性、實踐性都很強的課程，而且又是后續專業課程講授內容中不可缺少的必要基礎。結合多年的教學經驗，針對目前該課程的教學現狀和存在的問題，從教學內容、教學方法和教學手段幾個方面介紹了教學改革中的思路，實踐表明，該改革對本課程教學質量和教學效果的提高是有益的。

關鍵詞：信號與系統；課程建設；教學改革

作者簡介：褚麗莉（1970-），女，遼寧錦州人，遼寧工業大學電子與信息工程學院，教授；蔡希彪（1972-），男，遼寧盤錦人，遼寧工業大學電子與信息工程學院，副教授。（遼寧 錦州 121001）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）29-0056-02

“信號與系統”課程是工科院校電子信息類本科學生的一門重要的學科技術基礎必修課，其課程特點是先連續后離散，以數學做為主要分析工具，該課程是“數字信號處理”、“通信原理”等課程的重要理論基礎，同時也是許多高校考研的專業課，也是信息的獲取、處理、傳輸、存儲等方面的重要性課程的重要理論基礎。[1]

一、課程建設的發展歷程

2010年“信號與系統”建成為校級精品課。它是通信工程專業、電子信息工程專業和物聯網專業的重要技術基礎必修課。遼寧工業大學（以下簡稱“我校”）“信號與系統”課程的發展歷史，主要經歷了三個發展階段：

第一階段：初創階段（1985～1998）。1985年起我校在應用電子技術等專業的本科學生中開設“信號與系統”課程，確定了本課程的教材、教學大綱和教學方案，教學方式以理論教學為主。

第二階段：課程體系逐漸完善階段（1999～2005）。1999年，組建“信號與系統”課題組。“信號與系統”在理論教學方面已經取得了較大的進步，通過改革教學方法和教學內容，統一教學內容，統一出題，統一批卷，集體備課，并推行了多媒體教學，這些工作有力地促進了教學水平和授課質量的提高。

第三階段：精品課程建設階段（2006～現在）。2006年以來，組建“信號與系統”教學團隊，全面采用電子信息化教學手段，改革教學方法和內容，加強和完善實踐環節，2010年“信號與系統”建成為遼寧工業大學校級精品課。

二、本課程的建設目標

課程建設以提高教學質量為核心目標，以教學內容、教學方法和手段的改革為重點內容，加強理論與實際的聯系，注重實踐教學，著重提高學生綜合應用能力，爭取用五年左右的時間把本課程建設成為“理論教學內容設計科學合理，實踐教學內容豐富創新，建設和使用有特色的高水平教材及豐富的輔助教學材料，多樣化教學方法和現代教育技術手段相結合”的高水平、高質量的課程。

三、教學改革的內容

“信號與系統”的課程內容很多，但是學時有限，這就要求教師首先合理解決教學內容多與教學時間少之間的矛盾。其次，“信號與系統”課程用到大量的高等數學、工程數學及電路的基礎知識，這就需要解決部分學生前期課程基礎薄弱與課程教學需求之間的矛盾。[1，2]

1.教學內容進一步優化，教材建設取得可喜成績

現在有7名教師主講3個專業的“信號與系統”。做到了統一教材、統一授課、統一考試、統一管理，并建立了試題庫，完善了教學大綱，理順了教學內容，解決了與前續和后續課程內容的銜接。幾名主講教師利用業余時間修訂、完善了多媒體課件的制作。新建的“信號與系統”網站已經完成。由于“信號與系統”是考研課程，每年課程組都會組織有經驗的教師對參與各學校考研的同學進行各種形式的輔導，效果明顯。近幾年都有學生考取北京郵電大學、西安電子科技大學、重慶郵電大學、東北大學、國防科技大學等重點高校的碩士研究生，說明我校“信號與系統”的教學達到了省內同類課程的較高水平。注重教材建設和教學研究，依托本課程，近幾年完成教研論文7篇，編寫實驗教材1本，完成多媒體課件一套，建設完成“信號與系統”網站，并于2011年成功獲批校級精品課。

該門課程在長期的教學改革中，對課程教學內容進行了多次優化，緊扣工程應用，既保證理論內容的完整和嚴密性，又不拘泥于煩瑣和枯燥的理論推導，針對授課學生的特點，通過對信號與系統的分析，向學生傳授有關知識，符合學生的認知和學習規律。

理論教學：結合我校實際對課程內容進行整合，在教學內容上作相應調整，去除了原來教材和教學內容中的不符合當前發展的內容，同時也加上了很多新的知識點。同時，加大了這門課程前后之間的銜接研究（例如前面的高等數學、后面的通信原理、數字信號處理等課程），使其與其它課程融合為一個有機的整體，取得了較好的效果。

實驗教學：分為課前預習、課上實驗、課后報告與總結三部分。實驗部分全部在實驗室授課。由實驗室提供相關必備的實驗條件，指導教師講解原理、基本方法，提出實驗要求；以學生分組的組織形式進行，實驗小組組長負責制，由指導教師現場指導完成。按照實驗室的規模與設備數量，每次實驗學生人數不超過一個班型。

“信號與系統”是一門理論性較強的課程。為了加強學生對課程相關內容的理解，開設了MATLAB仿真課程，并采用機房授課；這些實踐性教學環境的增設，其目的不僅在于鞏固課堂所學知識，培養學生分析、設計信號與系統的基本技能，掌握實驗和排除bug 的方法；更重要的是通過實驗培養學生理論聯系實際的能力，使學生能根據實驗結果，利用所學理論，通過分析找出內在聯系，提高分析問題和解決問題的能力，樹立工程實踐意識和嚴謹的科學作風，并為后續課程的教學與實驗打下了堅實的實踐基礎。

2.試題庫、習題庫建設取得新進展

課題組按學校期末考試的有關規定編寫了《信號與系統試題庫》以實現教考分離，計劃每年新增試題5套。

3.進一步充實和完善網絡資源

建立基于網絡平臺的學習輔導資料庫、學習參考資料庫、案例庫、專題文獻資料庫、教案庫、教學參考資料庫、教師教學指導手冊等，并構建網上學習討論、教學討論平臺。實現了網絡互動教學模式的形成，建設智能化的、動態式的、完整的新型教學模式，為學生學習、教師教學提供高效的網絡平臺。

4.加強了實踐教學環節，培養學生實踐能力、創新能力

課程組高度重視教學實踐環節，結合課程內容引導與鼓勵學生參與社會實踐和實證性科研活動，培養學生實踐能力及創新能力。充分利用校外專業實習實訓基地，創造條件，幫助學生多接觸社會生產實踐，縮短就業的社會適應周期，增強社會綜合適應能力。課程組教師積極組織、指導學生參與科技活動，如擔任“挑戰杯”、“電子設計競賽”等實踐活動的指導教師，指導、批閱學生的實踐報告。指導的學生在“挑戰杯”、“電子設計競賽”等活動中獲得了較好成績，同時起到了“以賽促學”的效果，并把“信號與系統”的學習延伸到課堂之外。

長期的教學實踐證明，本課程的教學內容安排合理，與前后各門課程的聯系緊密，在電子信息類專業本科生的教學體系上起到了非常重要的作用，取得了優良的成果。

5.習題課改革

在“信號與系統”的教學過程中，一項重點內容就是例題習題的講解，筆者收集了大量的例題習題，經過整理之后用于教學。將這些習題分層次整理，針對大部分同學講解基本類型的習題和例題，而對于學有余力或考研的同學，講解難度相對大些的習題和其他院校的考研題。[3]

6.教學手段的改革

在課程教學中適應現代化教學的要求，重新制作了教學課件，但是考慮到“信號與系統”課程特點，需要大量的公式推導，因此采用了多媒體加板書的教學方式。例如典型例題，一定用板書邊書寫邊分析；重要定理的推導和物理意義的解釋，采用板書的形式效果更佳。新編寫的教學課件，通過多媒體教學代替原來大量的板書，這樣既可節省時間，使教師集中精力傳授教學內容，又可通過生動形象的演示加強學生對教學內容的理解，更能夠吸引學生的注意力，激發學生的學習興趣，提高教學效果。板書和多媒體課件有機結合，優勢互補。[4]

四、結論

課題組多年來重視教學，用先進的教學理念來指導本課程的建設。不斷地開展優化教學內容與知識體系的改革，不斷強化本課程作為專業基礎課的地位。學生對“信號與系統”課程基本理論的掌握和理解逐年增強，學生對“信號與系統”課程的重視程度逐年增加，學生的成績逐年提高。[1，5]

從2010～2012年，課題組進行了一些企業走訪，我校畢業生對“信號與系統”課程的教學效果、與生產實際的結合程度以及對其后續的學習、工作等方面的幫助和知識儲備給予充分的肯定。

參考文獻：

[1]闞江明，燕飛，張軍國.《信號與系統》課程教學改革與實踐[J].中國現代教育裝備，2008，（9）.

[2]朱煜.信號與系統課程建設的實踐探索[J].化工高等教育，2007，（3）.

[3]張法全，王國富.提高信號與系統課程教學效果的方法探索[J].桂林航天工業高等專科學校學報，2011，（2）.

[4]劉翠響，王寶珠，吳煥麗.信號與系統精品課程建設的探索與實踐[J].河北工業大學成人教育學院學報，2006，（3）.

[5]任力穎，盧孟夏，楊萍.應用性本科“信號與系統”課程改革探索[J].北京聯合大學學報（自然科學版），2010，（1）.

（責任編輯：王意琴）