“信號與系統”小班討論課教學改革的探索與實踐

胡紅平　康志偉　彭微

摘要：小班討論課作為對大班授課的一種補充，在教學中起到越來越重要的作用。“信號與系統”是信息類專業的核心課程，理論性強，有一定難度。運用大班授課與小班討論進行組合教學，有利于學生的自主學習及其對理論與應用的融會貫通。本文針對“信號與系統”小班討論課存在的問題進行了探討，結合小班討論課程教學實踐，從教學內容與教學方式方面提出了能激發學習興趣、促進知識掌握以及創新能力提高的有效方法。

關鍵詞：信號與系統；小班討論；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）31-0139-02

一、引言

目前，“大班授課、小班討論”教學模式在國內高校逐漸興起，已成為提高教學實效性的重要途徑。大班授課一般是面向本科專業的幾個小班同時進行課堂知識講授，小班討論則面向單個小班進行專題探討，將課堂講授與專題探討相結合能更加靈活有效地促進學生自主學習和思考，學會分析問題和解決問題，從而使學生具備堅實的專業理論和應用創新能力。“信號與系統”作為信息類專業的一門核心課程，在相關專業的課程體系中占有十分重要的地位。該課程主要研究信號和線性系統的基礎理論和基本分析方法，涉及較多的數學原理和系統理論，由于授課學時有限，該課程以往主要采用大班教學方式，通過大班授課講授書本內容，通過習題加深和增強學生對知識的理解，通過實驗驗證相關原理與方法，通過考試評價學生掌握知識的水平，這種傳統的教學方法在長期的教學過程中已經定型，對人才培養起到了積極的作用。

二、教學方式的改革

在教學方式上，小班討論課主要采取“學生主體，老師主導”的教學模式，為學生提供了一個很好的展示自我、發表意見的機會與平臺。在“學生主體，老師主導”課堂模式中，教師主導作用和學生主體地位是一致的，它們之間是相輔相成的關系，學生是作為學習這個過程的主體，教師則是對學生學習起到一個引導和輔助作用，通過采用這種小班討論課模式，增強了教師與學生之間的互動，同時也提高了學生的自主學習與交流能力。小班討論課的教學方式改革如下：

1.布置任務，分組完成。每次小班討論課之前，由老師布置任務，一般在大班授課內容的基礎上提出相應的討論題，將這些討論題分配到每一個小組。各小組成員進行分工協作，結合自己所學的知識，查閱相關資料，分析問題，思考解決方案，然后在小組內進行討論，共同研究，協同解決問題。這種合作機制充分調動了每個同學的學習興趣，提高了分析問題和解決問題的能力。

2.上臺展示，交流學習。小班討論課堂上，由各個小組選一至兩名成員上臺對本組討論結果進行陳述，并展示相關研究成果，在該小組陳述與展示過程中，其他組均可以向該組同學提問，并進行交流探討。

3.總結觀點，鞏固知識。在每個小組的問題都討論完之后，先選擇幾名同學對本次小班討論課的內容進行簡單的歸納，最后由老師進行總結，老師針對學生們在討論中遇到的無法解決的問題，分析原因，解答疑惑。同時，突出講解討論題涉及該門課程的重點知識，進一步加深同學們對課程內容的理解，從而鞏固大班講授課所學理論知識，并通過實例展現相關應用。

三、教學內容的改革

“信號與系統”作為信息類專業的基礎課程，涉及的理論知識多，數學推導與分析較復雜，受學時限制，大班授課內容通常局限為書本內容，難以對其進行擴展延伸，通過增加小班討論課，從教學內容上進行改革，可形成了一套完整課程體系。小班討論課的教學內容改革如下：

1.知識鞏固，扎實基礎。小班討論課是對大班授課的一種補充，在大班授課時，受課時的限制，老師側重于基本概念、基本理論、基本方法的講解，“信號與系統”涵蓋了時域與變換域的概念、理論、方法，內容非常多，學生們在大班授課課堂上常常難以理解透徹，只有依靠課后思考才能逐步清晰明了。針對這種情況，結合具體授課內容，老師列出一系列討論題，作為大班課程后的小班討論題目，有重點有目標地引導學生思考問題，使他們通過閱讀文獻、查找資料、研究方案、互相交流、自主學習極大地發揮自身的主觀能動性，以實現對知識的透徹理解。

2.知識拓展，激發興趣。小班討論的內容廣泛，拓展了書本知識，激發了學習興趣。在學習了三大變換原理以后，可將討論的話題拓展到很多應用領域，如語音信號采用和頻譜分析、電子音樂合成、信號的調制與解調、濾波器設計、信號混響效果設計等一些實例，旨在將所學理論知識拓展到實際應用中，以加深學生對信號與系統時域與頻域分析以及信號處理方法的深入理解。通過小班討論課引導同學們一起進行討論交流，掌握一些有關科研知識，培養學生的科研興趣，不斷開拓視野，從而體會到該課程知識的重要性與實用性。

3.知識融合，鼓勵創新。“信號與系統”這門信息類核心課程，其內容是很多學科方向學習和研究的基礎，與許多課程是緊密聯系的。該課程依托于高等數學、復變函數與積分變換以及電路分析基礎等課程知識進行展開，通過建立時域與頻域分析的思想，構建對信號進行加工處理的系統模型，分析系統的性能指標，以實現最優信號處理系統模型。這些知識可以運用到很多領域，具有普適性。

四、小班討論課改革實踐

我校開設小班討論課已經有6年多時間了，頭幾年小班討論課正處于實踐探索期，在教學方式與內容方面仍有不少問題，就信號與系統這門理論性較強的課程來說，最主要問題出現在課程組織、內容規劃、創新思維等方面，導致小班討論課有點流于形式，實際成效沒有體現出來。近三年以來，我們著重對小班討論課程進行了重新規劃和改革，在上述的教學方式與教學內容方面進行了改進，并在小班討論課堂進行實施，教學氛圍隨之發生了明顯的轉變，變被動學習為主動學習，變少數參與為全體參與，變沉默寡言為積極交流，變思維局限為開拓創新，形成了良好的研討氣氛，達到了良好的教學效果。

在湖南大學信息科學與工程學院通信工程專業“信號與系統”2013級、2014級、2015級三個年級小班討論課教學改革實踐過程中，我們明顯感覺學生的學習積極性有了顯著提高，小班討論已經成為他們非常喜歡的一門課程。由于與課程相關的討論題目形式多樣，不論是理論還是應用方面的話題都能吸引學生的興趣，激發他們積極思考與創新思維，使得他們對課程知識能深入理解與透徹掌握，并能靈活運用，具備扎實的專業基礎和應用創新的能力。

五、結語

“信號與系統”是信息類專業的核心基礎課程，對該課程在大班授課之外輔之以小班討論課構成了較完整的課程體系，是一種良好的組合教學形式。對小班討論的教學方式與教學內容的改革能適應新時期教學發展和人才培養的需要，已形成良好的相互學習、合作研究、共同探討的氛圍。我校“信號與系統”小班討論課程的教學改革實踐表明，合理的組織形式、精選的討論內容、豐富的應用領域、多元的解決思路都是激活學生興趣、提高學生自主學習和積極創新能力的有效途徑，可達到良好的教學效果。

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