基于OBE的《信號與系統》教學研究

王曉宇 高闖

摘? ?要：本文借鑒OBE的教育理念，針對本校電子信息工程專業的本科學生，對《信號與系統》這門專業基礎課進行改革與實踐，調整本課程的培養目標，完善其教學方法，改革考試模式，增加課程項目設計，旨在增強學生的實際操作水平。再根據課程達成度指標微調下一學期的授課內容、授課形式等，更有助于提高學生綜合應用能力。

關鍵詞：OBE? 信號與系統? 教學改革

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）06（a）-0212-02

1981年，Spady等人提出OBE（Outcome Based Education）理念，得到了美國工程教育認證協會的認可，這一理論被貫穿于工程教育認證標準的始終[1]。基于成果的教育OBE是一種新型的教育形式，它把教育系統中的一切都集中圍繞著學生在畢業時應取得的成果去組織、實施和評價[2]。學生在教育過程中的最終學習成果是學生“學會了什么”，“學會”不僅是在獲得的理論知識的同時，還要提升學生的綜合素質;對知識整體結構的把握和理解，多角度、多維度解決開放性問題的能力;通過完成較為復雜的任務，獲得創造性、創新性思維的能力[3]。

1? 存在的問題

《信號與系統》是電子信息類專業的基礎課程，課程仍然沿用傳統的“知識+實驗”的教學模式，學生普遍反映公式多、記憶難，理論性強，學習難度大。課堂上教學注重數學公式的計算或推導，而與實際應用聯系較少，導致學生學習的目的性不強，缺乏學習的主動性。實驗內容由教師設計，學生僅僅按照實驗步驟完成即可，這種以教師為中心的實踐教學抑制了學生的創新意識，也違背了以學生為中心的原則。在考核方面，傳統的考核采用同一張試卷，同一個評分標準，只注重對公式運算的考核，忽視對學生能力的考核。總之，傳統的教學方式根本無法滿足學生的全面發展，因此，在信號與系統課程中融入OBE理念來進行課程建設和課程教學的改革與實踐。

2? 課程改革與實踐

2.1 課程知識結構調整

根據我校的實際及電子信息類專業的培養計劃、畢業要求，并結合教學大綱，調整后的《信號與系統》理論課程為50學時，實踐課時14學時，對課程的知識結構體系進行分析和調整，適應學校轉型發展及多規格應用型人才培養模式的改革。具體如圖1所示。

2.2 豐富教學方法與教學手段

講授教學法是《信號與系統》課程的主要教學方式，所以課堂教學改革是整個課程改革的重點[4]，講授教學分為教師講授和課題小組講授。結合我校本課程所存在的問題，將OBE教育教學理念融入到傳統的教學中，例如通信專業注重強化信號與系統概念理論，弱化電路分析。課題小組講授教學法是教師準備一些課題，學生自由組合成若干課題小組，課題小組采用分工協作的合作的方式來完成選定課題，使每個學生都必須參與進來，通過講課、討論、報告等形式促使學生去發現、分析和解決問題，初步掌握執行方案的能力。

案例教學法的案例選擇應當遵循“貼近實際、生動有趣”的原則，貼近實際意味案例應盡量來源于工程實踐，案例所涵蓋的一些知識、解決問題的方法技巧，對于學生今后的實踐有著一定的指導和借鑒意義;生動形象的案例改變了枯燥的公式推導的課堂講授，依照案例選擇的遵循原則，注意收集貼近實際生活的相關案例素材，設計理想的案例;另外，教師要在課前備課充分，花費更多的精力進行思考設計，在課堂教學中巧妙地引入學生感興趣的案例，并引導學生積極參與討論。

針對傅里葉變換一章，從傅里葉級數，頻域分析，傅里葉變換的性質，采樣定理等方面，提出了8個案例，使學生建立起信號頻率、頻譜和頻域等概念，加深對傅里葉變換這個知識點實際應用的理解，同時也有助于進一步學習和理解線性系統的頻域分析方法等內容，更重要的是激發了學生對信號與系統這門課程的學習熱情和興趣。

以往的實驗教學全部是硬件實驗，為了結合這次教學改革，我們將實驗內容也稍作調整。為了使學生能夠熟練使用MATLAB軟件，我們增加了兩個MATLAB仿真實驗，常用信號分類與觀察和抽樣定理。常用信號分類與觀察是利用仿真軟件模擬連續函數和離散函數，讓學生直接通過圖片更好的觀察并區分這兩種信號。傅里葉級數的概念比較抽象，很難具體化，我們設計一個動態圖形，讓學生看清楚的看到如何把一個信號，分解成無數的正弦波信號，使學生能夠深刻的理解傅里葉級數的意義。

2.3 課程達成度評價

課程達成度評價是指課程針對畢業要求相應的指標點提出的教學目標的達成情況[5]。為了真正了解學生對本課程的理解程度和是否達到畢業要求指標，我們的考核方式更側重于實踐應用。考核分為期末考試成績，平時成績，實驗成績和案例大作業成績組成，分別按照50%、10%、20%、20%的比例組成。把四個成績結合起來，作為信號與系統課程的總成績，考試成績能夠更加全面公正的反映學生對這門課程的理解程度和實際動手能力。OBE注重通過實踐過程后學生應能達成的最終學習成果和真正擁有的能力，學生才是成果及能力的建構者，因此OBE強調在實踐過程中以學生為中心，教師通過示范、指導、評價等措施幫助學生達成成果。教師根據達成度結果，修改授課內容，調整授課計劃，針對相關知識點改變教學方式，注重學生對本課程內容的深入全面的學習，進一步達到畢業要求。

3? 結論

以OBE為指引的教育理念，在《信號與系統》的課程實現課程建設和課程教學等環節的改革，以達到該學習成果和指標，才能在真正意義上的把OBE的理念融入課程評價體系中，切實提高教學效果。

參考文獻

[1] 丁志中，竇建華，吳璽，“信號與系統”課程教學改革的嘗試與思考，電工電子課程報告論壇2005年

[2] 顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于“學習產出”（OBE）的工程教育模式——汕頭大學的實踐與探索[J].高等工程教育研究，2014（1）：27-37.

[3] 何繼愛，“信號與系統”課程教學改革與實踐 《高等理科教育》2007年

[4] 付虹，陳戈行，彭忠利.信號與系統課程教學方法改革與實踐[J].長春工業大學學報（高教研究版），2012（2）：87-88.

[5] 唐亮，林智慧，宮麗娜.OBE指導下的《信號與系統》課程教學改革研究[J].電腦知識與技術，2019.2（15）：