信號類課程的教學實踐設計

趙聞博　許錄平　孫景榮

摘 要：本文著眼于設計和改進信號類課程的教學方法，以學生為本，立足于學生現有的知識儲備，并以其職業發展為導向，將教學的重點，從傳授大量的已知的知識點，轉移到啟發學生主動思考，自由探索未知領域，從而獲得自學的樂趣。通過教學實踐設計，夯實專業基礎，力求將更多有創造力的、能自我學習、自我激發的人才，輸送到相關領域。

關鍵詞：信號類課程 教學實踐 以學生為本

信號類課程主要涵蓋電路分析基礎、數電模電、信號與系統、通信原理、數字信號處理等一系列工科基礎和電子信息類專業課程，在電子類人才本科培養目標方案、及課程體系中的重要性和地位舉足輕重。

一、當前信號類課程面臨的困境

從學習者的角度出發，信號類課程具有內容多、對數學功底要求高、先修課多、入門慢的特點。作為工科基礎課程，以大班上課為主，而學生的數學功底、對先修課掌握的程度、學習興趣、接受能力都參差不齊。一百多人一起上課，教師很難了解每一個學生的學習情況，不易做到因材施教。內容緊湊，課程過半時，部分同學完全跟不上內容而消極應付，能跟上節奏者，也有如對著高壓水龍頭喝水，無法消化。

從教師的角度出發，信號類課程內容多、難度大、授課進度快。由于大學教育開課門類普遍增多，導致了基礎課課時收到一定壓縮，而需要詳細講述的知識點并沒有減少。在客觀條件的限制下，代課教師疲于追趕大綱和教學進度，因為要覆蓋所有的知識點，每節課向學生單向灌輸，即使課堂中有練習題的環節，實際也沒有時間讓學生思考，無法激發學習興趣和熱情。

我曾作為一名助教，在2015年春季、秋季兩學期分別助教過信號與系統、電路分析基礎兩門課程，全程跟隨旁聽主講老師的授課，并負責日常答疑、作業批改和參與了期中期末考試的改卷工作。站在教師的角度，能夠理解教學課時量的緊張，內容的繁多，學生理解能力和學習積極性參差不齊，在有限的課時中，必須把握教學進度，保證大部分同學對知識理解到位，以按時完成教學工作。有時難以對所有學生，特別是落下進度的同學一一照顧。

二、以學生為本的課程實踐設計

面對這樣的情況，作為教師應當從自身找原因，想方設法增加學生、以及促使學生之間互動，激發學生學習的興趣。本項目以學生為主體，立足于學生現有的知識儲備、牢牢把握本專業的人才培養方案的指導思想，以學生的職業發展為導向，設計和改進信號類課程的教學方法。本項目的出發點是，寓繁雜枯燥的知識點于靈活生動的教學形式，改變學生被動接受知識，和等待教師提供幫助的現狀，試圖激發學生主動思考，和自己解決問題的激情，并從獲得樂趣。以學生為本，將教學的重點，從如何傳授大量的已知的知識點，轉移到怎樣啟發學生主動探索未知領域，從而獲得自學的樂趣，并在良性循環中自我肯定。

以學生為本的課程設計有以下優點：

（1）變單向灌輸為雙向、多向互動。

（2）充分利用網絡論壇和各種開放資源進行討論。將零散時間靈活機動的利用，解決兩校區答疑難的問題。

（3）重視重要知識的深度學習，而不是所有知識點的覆蓋率。

（4）在固定教材的基礎上，推薦國內外經典教材，不同書目相輔相成，互為補充。

（5）推薦免費軟件和網絡虛擬實驗室，布置MATLAB仿真作業，定期進行簡短展示，鼓勵學生動手練習，并互相督促進步。

三、課程設計的內容和具體實現辦法

本項目的內容和具體實現方法如下：

（1）變單向灌輸為雙向互動。引入國外教學上采用的分學習小組定期討論、對學習中的問題及時探討、解決、及記錄。其中將布置一個綜合性的大作業，以小組為單位提交書面報告，并做PPT在課堂上對全班作簡短講解、展示。

（2）利用網絡論壇解決兩校區答疑難的問題。利用課程網站、開放式學習論壇、或為本授課班級建立微信學習論壇。在論壇中可以隨時提出問題，所有同學可以予以解答回復，一起探討鉆研。教師及時查看論壇，對簡短問題及時答疑解惑，對疑難問題準備后，與學生約定時間課下當面探討，通過利用零散時間、化零為整，對學生疑問以及課程學習狀況及時了解。

（3）重視重點知識的深度學習，而不是所有知識點的覆蓋率。對簡單的知識點介紹、以涉及的高中物理、大學高等數學中的知識，讓學生課下自己學習即可。只挑選重要的公式推導，其余的公式給學生相應書目索引，自己課下練習推導。課堂主要講清楚知識點的邏輯遞推關系和經典例題，鼓勵學生用自己的方法結題，鼓勵學生積極發言。讓學生明白掌握了這個知識點，對后續章節，乃至后續課程學習、處理日后工作中的技術問題有什么作用。

（4）推薦國內外經典教材，和相關參考書目。將一些電子版、影印版的經典書，推薦給學生，作為學習時的參考。不同書目的編寫邏輯、陳述均不同，有疑惑的地方可以互相對照獲得答案。鼓勵學生自己去圖書館，和網上搜尋資料解決學習中的問題。學校圖書館中有一部分國外課程教學視頻，譬如奧本海姆的信號與系統教學錄像，提示學生對照視頻，對疑惑的概念，知識點自己梳理和思考。

（5）布置MATLAB仿真作業，鼓勵學生動手練習，定期對部分學生的MATLAB結果進行檢查并簡短展示，特別是展示學生的原創解法和模擬效果圖，鼓勵大家互相督促，共同進步。推薦一些免費的軟件，和網絡上開放的信號類課程的虛擬實驗室。鼓勵學生動手參與體驗，激發學生學習的興趣。

四、結語

信號類課程對數學基礎要求高、入門慢、內容多而抽象、課時進度快。該實踐教學設計從學生的角度出發，以學生為主體，利用各種平臺加強師生交流，以現代化多媒體、網上精品課程、與傳統板書教授、嚴謹推導結合的形式，督促學生自學簡單內容，留出課堂時間對重點深度講解，并啟發學生思考問題，自己將知識條理化，從學習、思考、討論、解決問題的過程中獲得樂趣。

作者簡介

趙聞博，西安電子科技大學空間科學與技術學院教師，講師。