工程教育專業認證背景下信號與系統課程特點與課堂教學策略研究①

陳敏聰，秦艷霞，梁瑞宇，田麗鴻

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?在介紹工程教育和工程教育專業認證相關背景下，以電子信息科學技術專業為例，針對信號與系統課程的特點，提出了課堂教學策略。以實際課堂教學內容為出發點，舉例討論了如何將知識點結合實際應用以達到工程教育專業認證要求的方法。根據課堂實踐教學，取得了較好的效果。

[關 ? ?鍵 ? 詞] ?工程教育認證;復雜工程問題;信號與系統

[中圖分類號] ?G642 ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2018）27-0071-01

工程教育是我國高等教育的重要組成部分。我國的工程教育水平伴隨著中國高等教育的快速發展有了很大的提高。在工程教育高速發展過程中也暴露出一些問題，比較突出的有工程教育與工業界脫節，工程設計和實踐教育嚴重不足，工程教育培養質量缺少第三方專業評價體系等。

工程教育專業認證是近年來國內高等工程教育面臨的一項重要工作，其目的是通過國家或國際專門行業協會、專業學會以及相關領域教育專家和企業專家對高等工程教育的各專業進行專門性認證，為相關工程技術人才進入工業界從業提供預備教育質量保障。工程教育專業認證強調對“復雜工程問題”的研究。工程教育專業認證貫徹以學生為中心的認證理念。教師作為教學目標的制定者、教學內容的設計者，不能只從頂層設計出發，更重要的是要獲得學生的反饋，根據學生反饋的內容不斷調整頂層設計，更好地落實工程教育專業認證的理念。專業認證強調工程教育的基本質量要求，屬于合格評價，由于社會對工程專業人才的需求多樣化，因此，專業應多樣化發展，從而培養多層次、多樣化的工程技術人才。

一、信號與系統課程特點

信號與系統是電子信息科學與技術專業本科生繼電路分析基礎課程之后重要的專業基礎課。本課程主要分析確定信號的時域和頻域特性，討論線性時不變連續時間系統和離散時間系統的基本分析方法。通過豐富的實例分析，向學生介紹工程應用中的重要概念、理論和方法。該課程為后續數字信號處理、通信原理等專業必修課奠定基礎。在工程認證背景下，如何將信號與系統的知識點講解與學生工程實踐能力相結合是必須解決的問題。按照工程專業認證的要求，需要以學生為本，通過學生反饋的學習成果來制定教學方案。

二、信號與系統課堂教學策略

教師在課堂上不僅要清楚講解知識點，更要挖掘知識點與實際應用的聯系，解決學生為什么要學的問題。那么知識點如何理論聯系實際？在介紹傅里葉變換的內容時，首先介紹為什么要進行傅里葉變換的概念、傅里葉級數與傅里葉變換的關系以及他們之間的過渡等。傅里葉變換從頻域對信號進行分析，解決了時域分析不能解決的問題。這里有一個關鍵的問題必須提出，就是為什么傅里葉采用正弦波進行展開。很多學生在學習過程中，甚至教師在授課過程中往往容易忽略這個問題，很多教材也花費大量篇幅介紹為什么可以用正弦波進行傅里葉展開。而為何要采用正弦波展開，這個問題其實在開始介紹傅里葉概念的時候沒法給學生一個很好的詮釋，因為答案是正弦波信號具有保持性，即正弦波信號通過一個線性非時變系統后的輸出頻率不變，只是幅度和相位的改變。但是如果這么介紹，很多學生會不知所云，因為信號通過系統后的輸出這部分內容在傅里葉變換之后。顯然這個問題是非常必要的。

例如介紹cost傅里葉變換公式。如果僅從數學的意義上介紹公式，則學生的接受度不高。這里我們可以同時提出調制與解調的概念。雖然調制與解調的概念完整提出應該在后續的通信原理課程里，但是這里提出，使得學生對cost的傅里葉變換有一個立體的概念，而不是僅從數學意義上理解。下圖是信號調制與接收端同步解調過程示意圖。

上圖中，cos50t即載波信號，對其進行傅里葉變化后可以與輸入信號的頻域形式進行乘積，最后反變換求出輸出信號。在介紹cost的傅里葉變化公式時，結合上圖的調制解調過程進行講解，不僅讓學生掌握該公式，更讓學生理解了該公式的應用，使得課堂教學脫離數學推導的模式。

三、結論

本文介紹了工程教育中工程專業認證的相關概念及其特點，分析了信號與系統課程的特點，結合應用型本科院校學生的特點，通過選取實際教學傅里葉變換內容進行講解，討論如何采用知識點和實際應用相結合的課堂教學策略，以滿足工程教育專業認證的要求。對改善課堂教學質量，提升學生實踐應用能力有重要的意義。

參考文獻：

[1]王倩.基于IEET工程認證的《電力電子技術》教學改革的研究與探索[J].科技資訊，2016（12）：91-92.

[2]李穎，張勝楠.基于解決復雜工程問題的人才培養研究[J].教育教學論壇，2018（22）：3-4.