應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)下《信號(hào)與系統(tǒng)》課程改革

李娥

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)不斷發(fā)展，科技不斷進(jìn)步，各行各業(yè)的改進(jìn)與提升都需要大量具有扎實(shí)的專業(yè)理論知識(shí)以及能解決各種實(shí)際問(wèn)題的應(yīng)用型人才。國(guó)家也致力于培養(yǎng)一批創(chuàng)新能力強(qiáng)、實(shí)踐能力突出的各類高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才。結(jié)合國(guó)家的人才培養(yǎng)目標(biāo)以及學(xué)校建設(shè)高水平應(yīng)用型大學(xué)的定位，本科課程必然成為培養(yǎng)應(yīng)用型人才的一個(gè)良好陣地，本文圍繞這一問(wèn)題，對(duì)本科課程中比較重要的一門專業(yè)核心課程信號(hào)與系統(tǒng)這門本科課程進(jìn)行了一系列探索。

一、電子信息工程專業(yè)信號(hào)與系統(tǒng)課程簡(jiǎn)介

信號(hào)與系統(tǒng)課程是電子信息工程專業(yè)的核心課程，本門課程對(duì)學(xué)生專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)的養(yǎng)成起到了很重要的作用。國(guó)內(nèi)外很多知名高校都開(kāi)設(shè)了本門課程，并出版了一系列的優(yōu)質(zhì)教材。國(guó)內(nèi)各類理工科高校對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)這門課程也相當(dāng)重視，很多高校將本門課程設(shè)為相關(guān)專業(yè)的研究生入學(xué)考試課程。一些知名高校的信號(hào)與系統(tǒng)課程還被選定為國(guó)際級(jí)精品課程。由此可見(jiàn)，信號(hào)與系統(tǒng)這門課程在本科教學(xué)中的地位舉足輕重。

信號(hào)與系統(tǒng)課程是一門承上啟下的課程，它的先修課程是高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、復(fù)變函數(shù)以及電路分析基礎(chǔ)，根據(jù)所在專業(yè)的不同，它的后續(xù)課程有數(shù)字信號(hào)處理、通信原理、數(shù)字圖像處理、自動(dòng)控制原理等。本門課程的學(xué)習(xí)效果將直接影響學(xué)生后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)，也會(huì)影響后續(xù)培養(yǎng)高水平、應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，所以，如何更好地進(jìn)行信號(hào)與系統(tǒng)課程的教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生更好地接受本門課程的知識(shí)內(nèi)容，是個(gè)值得探究的問(wèn)題。

二、電子信息工程專業(yè)信號(hào)與系統(tǒng)教學(xué)現(xiàn)狀與不足

信號(hào)與系統(tǒng)課程具有一系列特點(diǎn)：理論性強(qiáng)、應(yīng)用性廣、概念晦澀、公式繁雜且不好推導(dǎo)。截止到目前，很多高校信號(hào)與系統(tǒng)課程都是采用教師講授的方式來(lái)授課，本校的教學(xué)手段也是教師講，學(xué)生聽(tīng)，教學(xué)模式比較單一，學(xué)生只是被動(dòng)地接收知識(shí)，不愿參與學(xué)習(xí)過(guò)程，往往課堂氣氛比較沉悶，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高。同時(shí)，由于本門課程用到大量的數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)處理各種電路問(wèn)題，就導(dǎo)致更加不好理解，這一系列的因素就會(huì)加重課堂的沉悶氣氛，從而導(dǎo)致教學(xué)效果不好。該課程的上機(jī)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)緊張且以驗(yàn)證性為主，學(xué)生往往知其然不知其所以然，課后對(duì)實(shí)際問(wèn)題的分析能力和處理能力并沒(méi)有得到有效的提高，對(duì)后續(xù)的科研及就業(yè)工作幫助并不理想。作為本課程的任課教師，必須立足于專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，探索出更加高效的教育教學(xué)方法，使得學(xué)生更加積極主動(dòng)高效地進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而達(dá)到更好的教學(xué)效果。

三、電子信息工程專業(yè)信號(hào)與系統(tǒng)教學(xué)反思

1.教學(xué)內(nèi)容方面加強(qiáng)理論與實(shí)際的結(jié)合。信號(hào)與系統(tǒng)課程是學(xué)生接觸比較早的一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程。課程的教學(xué)內(nèi)容多、理論性強(qiáng)、公式復(fù)雜，導(dǎo)致課程的入門難度較大，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中容易產(chǎn)生畏難情緒。為了適應(yīng)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要，在教學(xué)內(nèi)容方面嘗試將理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，將啟發(fā)式、趣味式、直觀化、探索性貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、樹(shù)立學(xué)習(xí)信心，夯實(shí)學(xué)生的理論基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

理論學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。信號(hào)與系統(tǒng)課程涉及到大量的數(shù)學(xué)公式，傳統(tǒng)的教學(xué)中偏重了公式的推導(dǎo)，而學(xué)生學(xué)習(xí)的側(cè)重點(diǎn)也往往偏向于習(xí)題的計(jì)算。改革后將重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)的物理意義以及工程應(yīng)用價(jià)值。在知識(shí)點(diǎn)的講授過(guò)程中穿插趣味性的工程實(shí)例來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

仿真實(shí)驗(yàn)鞏固理論。本課程理論的抽象性較強(qiáng)，MATLAB仿真能夠?qū)⒊橄蟮睦碚摽梢暬箤W(xué)生深入的理解信號(hào)、系統(tǒng)相關(guān)模型的物理意義。之前課程理論授課和仿真演示是分開(kāi)進(jìn)行的，通常四次理論課配備一次上機(jī)仿真，這種設(shè)置造成了所學(xué)理論不能及時(shí)驗(yàn)證，無(wú)法趁熱打鐵;由于上機(jī)時(shí)間有限，只能驗(yàn)證基礎(chǔ)理論，無(wú)法將工程案例的演示引入教學(xué)之中;學(xué)生對(duì)上機(jī)的重視程度也不夠。改革后將MATLAB仿真驗(yàn)證引入到日常課堂教學(xué)中，教師在課前將驗(yàn)證程序編寫好，理論授課的同時(shí)進(jìn)行仿真演示，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，驗(yàn)證的程序放在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上，學(xué)生可以隨時(shí)下載、驗(yàn)證、修改，學(xué)生也可將改進(jìn)的內(nèi)容做基礎(chǔ)驗(yàn)證。同時(shí)，可以引入工程案例，比如雷達(dá)信號(hào)的分析、聲吶信號(hào)分析、語(yǔ)音信號(hào)處理，案例的驅(qū)動(dòng)方式，學(xué)生會(huì)覺(jué)得更具有挑戰(zhàn)性，更接近于實(shí)際應(yīng)用的場(chǎng)景，學(xué)生也更愿意去探索、去學(xué)習(xí)，能夠?qū)W以致用才是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的關(guān)鍵。

自主學(xué)習(xí)進(jìn)一步提升。為使學(xué)生真正的深入學(xué)習(xí)，將所學(xué)知識(shí)化為己有，課程還設(shè)置了主題研討課。將本課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題劃分為幾大知識(shí)模塊，如采樣定理之應(yīng)用、卷積之美、傅里葉變換之強(qiáng)大等。學(xué)生分組任選研討主題，然后通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)上查閱資料或在圖書館查閱文獻(xiàn)等途徑，對(duì)認(rèn)領(lǐng)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)、總結(jié)和研討，最后進(jìn)行匯報(bào)演講。在資料的查閱和整理的過(guò)程中，學(xué)生既深入學(xué)習(xí)了知識(shí)，還鍛煉了自主學(xué)習(xí)的能力。在分工合作的過(guò)程中培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，最后的匯報(bào)演講實(shí)現(xiàn)了資源的共享，提高了全體同學(xué)的學(xué)習(xí)效率。

2.教學(xué)方法上做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。教學(xué)方法的改革是教學(xué)改革的核心。改革的宗旨是實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程由以教師為中心向以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的轉(zhuǎn)變;課堂氛圍由單項(xiàng)知識(shí)灌輸向師生互動(dòng)的轉(zhuǎn)變;教學(xué)成果由知識(shí)的簡(jiǎn)單傳授向理論與實(shí)踐相結(jié)合的轉(zhuǎn)變。

把講臺(tái)留給學(xué)生。傳統(tǒng)的授課環(huán)節(jié)，教學(xué)過(guò)程是單向的知識(shí)灌輸模式，師生互動(dòng)匱乏、課堂氣氛沉悶，這樣就會(huì)導(dǎo)致學(xué)生聽(tīng)課疲勞，注意力不集中，不求甚解。改革后，我們可采用放開(kāi)講臺(tái)的教學(xué)方法。每堂課的前三分鐘，由學(xué)生上講臺(tái)做課前導(dǎo)入，概括講解與本次課內(nèi)容相關(guān)的前續(xù)知識(shí)點(diǎn)。上課中，視知識(shí)點(diǎn)的難易適時(shí)地選擇由教師或?qū)W生交替講授，而在每堂課的最后三分鐘，同樣由學(xué)生上臺(tái)做課程的總結(jié)，提煉本次課的重點(diǎn)、難點(diǎn)，這樣就會(huì)迫使學(xué)生課后復(fù)習(xí)、課前預(yù)習(xí)、課上集中注意力。同時(shí)學(xué)生上講臺(tái)的講解過(guò)程，邏輯能力和表達(dá)能力都會(huì)得到鍛煉。對(duì)于本課程的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生在網(wǎng)上查閱資料，尋找比較趣味、容易理解的講授方法，然后由同學(xué)向老師申請(qǐng)講臺(tái)，在合適時(shí)間會(huì)安排學(xué)生上臺(tái)以創(chuàng)新的方式去代替老師講解，凡是主動(dòng)申請(qǐng)講解的都會(huì)在平時(shí)成績(jī)上給予一定的傾斜，對(duì)于講解效果好的會(huì)將講解方案推薦到教學(xué)平臺(tái)上與其它專業(yè)同學(xué)共享。在學(xué)生的講解過(guò)程中，老師做必要的解釋與知識(shí)點(diǎn)的補(bǔ)充。

通過(guò)問(wèn)題導(dǎo)入學(xué)習(xí)。旨在培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。改革后在教學(xué)過(guò)程中引入了問(wèn)題引導(dǎo)的教學(xué)方法。教師以問(wèn)題為教學(xué)主題的切入點(diǎn)，引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生思考并回答問(wèn)題，整個(gè)教學(xué)活動(dòng)都圍繞著問(wèn)題的形式進(jìn)行展開(kāi)，不斷地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，從而激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲、自覺(jué)思考、主動(dòng)探索。這種教學(xué)方法能夠充分地實(shí)現(xiàn)師生互動(dòng)，使學(xué)生參與到教學(xué)活動(dòng)中來(lái)。

通過(guò)實(shí)戰(zhàn)鞏固知識(shí)。理論與實(shí)踐相結(jié)合是專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的基本原則，將所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的工程項(xiàng)目中，才能達(dá)到學(xué)以致用的目的。改革后的上機(jī)課不再只做基本理論的演示，而是將各類科技競(jìng)賽中的合適題目作為項(xiàng)目引入到上機(jī)課中。由于這些題目都是綜合性的項(xiàng)目，考慮到上機(jī)時(shí)間有限，教師需要先將項(xiàng)目題目、項(xiàng)目要求等在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)公布，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，上機(jī)時(shí)間只做項(xiàng)目指導(dǎo)、項(xiàng)目驗(yàn)收、項(xiàng)目總結(jié)。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法不但有助于學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，還可為學(xué)生日后參加各種大賽奠定基礎(chǔ)。

通過(guò)改革教育教學(xué)方法，將教師為主的課堂逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主的課堂，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和學(xué)習(xí)積極性。注重理論與實(shí)際相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。放開(kāi)講臺(tái)，讓學(xué)生有更多施展的空間。通過(guò)以上幾種途徑，希望在以后的信號(hào)與系統(tǒng)教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，師生可以更融洽地進(jìn)行教與學(xué)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效果的雙贏。

四、結(jié)語(yǔ)

針對(duì)本校信號(hào)與系統(tǒng)課程的教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合學(xué)校建設(shè)高水平、應(yīng)用型大學(xué)的定位目標(biāo)以及培養(yǎng)一批具有扎實(shí)專業(yè)技術(shù)知識(shí)的高水平、應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，本文探索了信號(hào)與系統(tǒng)課程的教育教學(xué)方法的改進(jìn)措施，致力于將學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，采取教學(xué)手段與方法的改革，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)授課當(dāng)中重理論輕實(shí)踐的教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探索性、創(chuàng)新性學(xué)習(xí)，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)，增強(qiáng)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力，以及動(dòng)手操作能力，為學(xué)生以后的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。另外，也為本校本門課程的教學(xué)模式提供了更好的參考模式，以求提高學(xué)校本門課程整體的教學(xué)質(zhì)量，為學(xué)校建設(shè)高水平、應(yīng)用型大學(xué)的目標(biāo)作出貢獻(xiàn)。

（作者單位：山東管理學(xué)院（智能工程學(xué)院））