地方本科院校轉(zhuǎn)型新形勢下《信號與系統(tǒng)》課程教學(xué)探討——以湖南科技學(xué)院為例

李玲香

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地方本科院校轉(zhuǎn)型新形勢下《信號與系統(tǒng)》課程教學(xué)探討——以湖南科技學(xué)院為例

李玲香

(湖南科技學(xué)院 通信工程系，湖南 永州 425199)

“信號與系統(tǒng)”課程在電子信息類專業(yè)各課程體系教學(xué)環(huán)節(jié)中起承上啟下的作用，其教學(xué)質(zhì)量關(guān)系到后續(xù)眾多專業(yè)課程的教學(xué)效果。文章分析了地方本科院校轉(zhuǎn)型新形勢下“信號與系統(tǒng)”教學(xué)中面臨的新問題及改革的必要性，結(jié)合本校通信工程專業(yè)學(xué)生特點(diǎn)，對該課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、實(shí)驗(yàn)教學(xué)以及考核方式等方面進(jìn)行了教學(xué)探索與總結(jié)，與同行交流學(xué)習(xí)，力求更好傳授這門課。

信號與系統(tǒng)；教學(xué)方法；教學(xué)改革

0　引　言

“信號與系統(tǒng)”課程“教與學(xué)”的難度一直是各高校電子信息類專業(yè)存在的普遍問題。當(dāng)今大學(xué)生對技能知識追捧，學(xué)習(xí)只為考試找工作，這種學(xué)習(xí)的功利性無形中進(jìn)一步增加了該課程“教”的難度。因此，與時(shí)俱進(jìn)進(jìn)行課程教學(xué)改革勢在必行。如何更好的傳授這門專業(yè)基礎(chǔ)課程。如何合理地引入與“信號與系統(tǒng)”相關(guān)的分析應(yīng)用實(shí)例，將基本概念和原理的數(shù)學(xué)概念、物理概念及其工程概念有機(jī)地結(jié)合起來，加深學(xué)生對理論知識的理解。如何調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，提高課堂教學(xué)效果。這些問題是近年來“信號與系統(tǒng)”授課教師進(jìn)行教學(xué)改革中亟待解決的問題。

1　地方本科院校轉(zhuǎn)型新形勢下的信號與系統(tǒng)教學(xué)面臨的新問題

（1）我國高等教育已經(jīng)進(jìn)入大眾化教育階段，大學(xué)生整體素質(zhì)下降，地方院校的學(xué)生素質(zhì)更是參差不齊。

“信號與系統(tǒng)”課程具有很強(qiáng)的數(shù)學(xué)性，涉及到許多應(yīng)用數(shù)學(xué)知識及公式推導(dǎo)，往往被學(xué)生誤當(dāng)作一門數(shù)學(xué)課對待，即使采用當(dāng)今主流“多媒體+講授”教學(xué)方法和手段，學(xué)生也是覺得學(xué)習(xí)過程枯燥乏味。筆者在多年的授課過程中發(fā)現(xiàn)：①大部分學(xué)生很難跟進(jìn)課堂教學(xué)進(jìn)度，甚至一些數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱的同學(xué)完全喪失了學(xué)好此門課的興趣和動力。②當(dāng)今的應(yīng)試教育導(dǎo)致相當(dāng)部分學(xué)生缺乏一些科學(xué)、有效的學(xué)習(xí)方法，邏輯思維能力差。③學(xué)習(xí)知識只是應(yīng)付考試，對基本原理和概念不求甚解，具體問題無法具體分析。因此在考試中表現(xiàn)記不牢公式，做題時(shí)張冠李戴。

（2）大學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度功利化，追捧技能知識。隨著社會商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來越多的人追求利潤的最大化，追求物質(zhì)享受。這種實(shí)利實(shí)惠的觀念，對當(dāng)前大學(xué)生人生觀的樹立產(chǎn)生了一些負(fù)面影響。學(xué)生在校學(xué)習(xí)期間，往往以實(shí)用為判斷知識價(jià)值的標(biāo)準(zhǔn)。因此，他們在學(xué)習(xí)動機(jī)、學(xué)習(xí)內(nèi)容的選擇上、學(xué)習(xí)時(shí)間的分配上呈功利化傾向，重視知識的實(shí)用性，忽視一些基礎(chǔ)原理知識的功用[1]。他們只對應(yīng)用性專業(yè)課感興趣，對一些基礎(chǔ)課逃課的現(xiàn)象比較普遍。考試只看重分?jǐn)?shù)的高低，忽視自身可持續(xù)性學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

2　轉(zhuǎn)型新形勢下“信號與系統(tǒng)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐

轉(zhuǎn)型新形勢下，高校課程的教學(xué)改革仍堅(jiān)持“重實(shí)踐，輕理論”的教學(xué)理念，即將進(jìn)一步加大實(shí)踐教學(xué)的課時(shí)，縮減基礎(chǔ)理論課程課時(shí)量。因此，在理論課時(shí)量大大壓縮情況下，應(yīng)以“應(yīng)用為主，夠用為度，學(xué)有所用，用有所學(xué)”的原則[2]合理組織教學(xué)內(nèi)容，適當(dāng)引入工程應(yīng)用，以致適應(yīng)新的課程要求，使“信號與系統(tǒng)”的教學(xué)更好地服務(wù)于學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。本文針對“信號與系統(tǒng)”教學(xué)面臨的新問題，結(jié)合本校學(xué)生的特點(diǎn)，以“通信工程”專業(yè)為例，對“信號與系統(tǒng)”課程教學(xué)改革進(jìn)行全方位的探索。

2.1基于課程群的教學(xué)內(nèi)容改革，體現(xiàn)專業(yè)性、突出應(yīng)用性

①“信號與系統(tǒng)”中的基本原理和結(jié)論都有一定的工程背景，因此教學(xué)內(nèi)容必須與實(shí)際工程、學(xué)生實(shí)際情況緊密相結(jié)合，突出“所有學(xué)用，用有所學(xué)”的特點(diǎn)。教學(xué)內(nèi)容既要兼顧知識傳授與能力培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，又要區(qū)別于高職教育，注重學(xué)生自身可持續(xù)性學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

②構(gòu)建了以“信號與系統(tǒng)”為中心，突出專業(yè)性和工程應(yīng)用能力的信號類課程群體系。信號類課程的教學(xué)內(nèi)容存在不可分割的內(nèi)在關(guān)系[3]，重新組織課程群中各門課程的教學(xué)內(nèi)容，刪除重復(fù)內(nèi)容。一是解決了理論課時(shí)量不足問題；二是克服了傳統(tǒng)單維教學(xué)模式以課本為本，課程之間界限分明，知識相對封閉，教學(xué)內(nèi)容缺乏連續(xù)性的弊端。三是有利于學(xué)生把前導(dǎo)和后續(xù)課程所學(xué)知識構(gòu)成知識鏈的有機(jī)整體，避免學(xué)生學(xué)此忘彼，促使學(xué)生的知識掌握更加深入，為構(gòu)成完整的專業(yè)知識體系奠定基礎(chǔ)。

2.2 教學(xué)方法和教學(xué)手段改革

（1）知識傳授與能力培養(yǎng)并重的教學(xué)方法改革。如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和提高教學(xué)質(zhì)量，許多教育同仁進(jìn)行了積極的探索[4]，提出了“概念法”，“案例法”、“對比法”，“問題驅(qū)動法”，“討論法”等方法。“信號與系統(tǒng)”是一門理論和工程性很強(qiáng)的課程，連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)并行研究，單一運(yùn)用某種教學(xué)方法，很難達(dá)到較好的教學(xué)效果，應(yīng)根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，采用不同的教學(xué)方法：①用“概念法”和“問題驅(qū)動法”展開教學(xué)內(nèi)容，即什么是信號？什么是系統(tǒng)？信號作用于系統(tǒng)產(chǎn)生什么響應(yīng)？②用“對比法”對連續(xù)和離散兩種系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)域和變換域分析，類比分析傅立葉變換、拉普拉斯變換及Z變換三大變換，達(dá)到觸類旁通，又突出區(qū)別，加深理解和公式識記；③“案例教學(xué)法”引入工程概念，能形象、生動、多樣地闡述和說明課程中抽象的概念和原理，如：沖擊信號、波形變換、頻譜、調(diào)制，抽樣定理，不失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)等概念和原理，加深理解，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；④用“討論法”結(jié)合MATLAB軟件，展開習(xí)題課、實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容，使學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生善于思考，獲取新知識的科學(xué)學(xué)習(xí)方法。

（2）將當(dāng)今主流的“多媒體+講授”教學(xué)手段與計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件有機(jī)地結(jié)合在一起。課堂上將多媒體教學(xué)與MATLAB圖形和動態(tài)演示結(jié)合起來，使得課堂教學(xué)更為直觀、生動、交互，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。一些基本概念和計(jì)算問題可通過圖形建模、數(shù)值計(jì)算使之具有可視化，能把數(shù)學(xué)概念、物理概念和工程概念統(tǒng)一起來，教學(xué)過程淡化數(shù)學(xué)推導(dǎo)，注重工程思想的灌輸，提高教學(xué)成果。

2.3 基于課程群階梯式的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)

我校“信號與系統(tǒng)”實(shí)驗(yàn)課主要以實(shí)驗(yàn)箱驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，類型單一。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行電路連線，通過示波器觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。因此，整個(gè)教學(xué)過程缺乏對學(xué)生工程能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。以信號類課程群建設(shè)為前提，實(shí)現(xiàn)信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、數(shù)字圖像處理和DSP技術(shù)及應(yīng)用四門課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)融合，形成設(shè)計(jì)分層次的、軟硬結(jié)合的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊和應(yīng)用教學(xué)模塊的階梯式實(shí)踐教學(xué)模式，如圖1所示。該模式有利于學(xué)生從理論學(xué)習(xí)上升到實(shí)踐應(yīng)用。

圖1.階梯式實(shí)踐教學(xué)模式

2.4 注重過程考核，實(shí)行多樣化的考試方式和科學(xué)化成績評價(jià)方法

作者在課程考試改革項(xiàng)目中，探索了理論與實(shí)踐分離考核的多階段、多元化考試模式[5]，并在本校2013級通信工程專業(yè)進(jìn)行初步實(shí)踐，學(xué)生及格率得到了明顯的改善。

（1）基于教學(xué)過程的階段考核

理論考核本著“以考促學(xué)”的原則，采取階段考試與期末考試相結(jié)合的模式。該模式避免了一考定勝負(fù)所帶來的應(yīng)試學(xué)習(xí)方法的弊病；有利于學(xué)生了解自己每階段的學(xué)習(xí)效果，將期末考試的壓力變成了平時(shí)學(xué)習(xí)的警鐘，促使其主動學(xué)習(xí)；有利于教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生所存在的問題，有針對性地調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，改善教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。

實(shí)驗(yàn)考核針對實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)抄襲現(xiàn)象普遍，必須加強(qiáng)平時(shí)實(shí)驗(yàn)考核，在每次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中，老師現(xiàn)場檢查調(diào)試結(jié)果；實(shí)驗(yàn)考試采取開卷、答辯形式。實(shí)驗(yàn)考核的改革使得學(xué)生在實(shí)驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)中認(rèn)真對待，學(xué)生分析問題和解決問題能力得到明顯的提高。

（2）合理、科學(xué)的成績評定方法

為了全面，客觀地反映學(xué)生在課程整個(gè)學(xué)習(xí)過程中的學(xué)習(xí)水平，學(xué)習(xí)態(tài)度，理論和實(shí)驗(yàn)總成績采用各階段考核累計(jì)分法，作者在文獻(xiàn)[5]中對課程考核成績最終評定進(jìn)行了詳細(xì)說明。

2.5積極引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀和幫助學(xué)生建立科學(xué)的學(xué)習(xí)方法

大學(xué)生是青年中知識層次較高、最具有潛力、最具創(chuàng)造性的群體，將成長為國家建設(shè)的中堅(jiān)力量。其身心健康直接影響到國家建設(shè)事業(yè)的成敗和民族的興衰。作為教學(xué)一線教師，如何培養(yǎng)既有現(xiàn)代知識又身心健康的大學(xué)生，任重道遠(yuǎn)。①加強(qiáng)自身師德修養(yǎng)，言傳身教影響學(xué)生。②以精湛的學(xué)術(shù)知識教育學(xué)生、鼓舞學(xué)生，幫助學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。③學(xué)校應(yīng)營造特定的校園文化和精神氛圍，建設(shè)優(yōu)良的校風(fēng)和學(xué)風(fēng)。

3　結(jié)束語

本文分析了當(dāng)前地方本科院校“信號與系統(tǒng)”課程教學(xué)面臨的新問題，圍繞應(yīng)用技術(shù)大學(xué)轉(zhuǎn)型教育改革舉措，以培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力要求為核心，筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對該課程在教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)方法上進(jìn)行了新的嘗試。實(shí)踐表明：這些教學(xué)改革有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也提高了獲取新知識和應(yīng)用新知識的能力及課程考核及格率。“信號與系統(tǒng)”作為電子信息類各專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，如何與時(shí)俱進(jìn)對課程教學(xué)改革，如何更好地傳授這門專業(yè)基礎(chǔ)課程，提高教學(xué)質(zhì)量，將成為教師一直努力的方向和課題。

[1]李婧,功利主義對當(dāng)代大學(xué)生價(jià)值觀的影響及教育對策[D],河北師范學(xué)大學(xué),2014.

[2]劉林平,改革高等數(shù)學(xué)課程突出應(yīng)用能力培養(yǎng)[J],交通職業(yè)教育,2012,(4):6-9.

[3]黃海波,湛柏明,王衛(wèi)華.電子信息類信號與通信課程群建設(shè)探討[J],科教導(dǎo)(上旬刊),2014,(05):64-65.

[4]趙立嶺.“概念法”在《信號與系統(tǒng)》教學(xué)中的應(yīng)用[J],榆林學(xué)院學(xué)報(bào),2012,(22):44-46.

[5]李玲香,邵金俠.“信號與系統(tǒng)”課程考試改革初探[J],中國校外教育(上旬刊),2015,(09):23+77.

（責(zé)任編校：宮彥軍）

2016－03－26

湖南省2014年度普通高校教學(xué)改革研究項(xiàng)目 (湘教通[2014]247號)；湖南科技學(xué)院校級優(yōu)質(zhì)課程（湘科院教字[2013]58號）；通信工程專業(yè)綜合改革。

李玲香（1976－），女，湖南郴州人，講師。研究方向?yàn)橐苿油ㄐ排c現(xiàn)代信號處理。

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1673-2219（2016）05-0202-03