獨立學院《信號與系統》教學方法改革研究

陸 音 周 波 解培中

（南京郵電大學通達學院 江蘇 南京 210003）

0 引言

南京郵電大學通達學院現有在校生8300余人，設有22個以通信信息類專業為主干，理、工、文、管等相綜合的優勢專業及專業方向。《信號與系統》課程是通達學院通信工程、信息工程、網絡工程、廣播電視工程、微電子學、光電信息工程、光信息科學與技術、自動化等專業重要的專業基礎課和主干課程，每年有一千多名學生學習64學時的《信號與系統》課程和48學時的《信號與系統B》課程。《信號與系統》課程的教學質量直接影響獨立學院人才培養的質量，也會對后續課程的學習產生影響。根據獨立學院學生的現狀和特點，從提高應用型人才培養質量的角度出發，改革《信號與系統》課程的教學方法，是課程教學小組的教學改革研究內容。

2 學生現狀調查與分析

我們設計了《信號與系統》課程問卷調查表，共11項問題，包含單選題和多選題，內容涉及先修課程、課堂教學、課外學習、問題答疑、教師評價等方面。我們抽取通信工程、廣播電視工程兩個專業160名二年級學生進行了問卷調查，收回有效問卷138份。

經過統計，在調查問卷中60%的人對《信號與系統》課程的第一印象是“抽象”，16%的人是“害怕”。在問到對數學、物理、外語等先修基礎課程的看法時，48%的人“興趣一般”，23%的人“很有興趣”，25%的人“不感興趣”。在問到感覺難度較大的基礎/專業基礎課程時，89%的人選擇《模擬電子線路》，58%的人選擇《電路分析基礎》，46%的人選擇《信號與系統》。在問到比較感興趣的基礎/專業基礎課程時，38%的人選擇《高等數學》，37%的人選擇《數字電路》，32%的人選擇《大學物理》。65%的人對某些基礎課程難度較大的認識來源于“自學和學習后的體會”。在教師講授《信號與系統》課程時，68%的人希望“增加習題課和隨堂練習，考試前進行知識回顧和全面復習”，45%的人希望“多介紹與實際應用相關的背景知識，推導不必過細”。在被問到在《信號與系統》學習中課內外所花時間的比例時，60%的人表示“課外花費時間較少”。在被問到哪種教學方式有助于更好掌握專業知識時，46%的人認為“教師應該安排更充實的課堂內容，細細講授”，42%的人認為“教師提供參考資料和習題集，學生自學后答疑輔導”。在被問到課外學習中遇到問題如何解決時，50%的人表示“與同學討論，一起解決”，34%的人表示“自己找資料，獨立解決”。

經過分析，我們認為：很多獨立學院的學生在大一學習《高等數學》課程時，由于不能較快適應大學的學習環境，掌握適當的學習方法，導致《高等數學》沒有學好，基本概念不太清楚，基本理論和方法掌握不好，數學分析和應用能力較差。而《高等數學》是電子信息類專業的重要基礎課程，對后續課程影響較大。《信號與系統》課程涉及較多的數學知識、數學公式，定理較多，推導和證明較多，數學應用較多，數學基礎不好的同學往往感到學習吃力、公式物理意義不明、難以記憶，不少學生對此課程有怕學、厭學情緒，存在學不懂、理不清的困惑。

3 面向應用型人才培養的課程改革思路與舉措

根據對問卷調查表的結果分析，我們制定了課程改革思路：以提高學生應用能力為目標，圍繞教學大綱，適當調整教學內容與授課計劃，積極研究現代教育理論，在教學中采用啟發式教學法，以多種方式加強師生互動，注重知識點的融會貫通，培養學生分析問題、解決問題的能力。我們據此在教學中采取了相應的措施，取得了不錯的效果。

3.1 調整教學內容，激發學習興趣

《信號與系統》課程的理論涉及范圍廣泛，內容十分豐富。有些知識點的理論性較強，抽象且不易理解，處理不好會變成數學課。有些內容相對陳舊，沒有體現學科發展的最新內容，不能激發起學生的學習興趣[1]。因此，圍繞教學大綱，我們對教學內容適當進行了增刪，相應地對授課計劃進行了微調，對現有課件進行了修訂。

在緒論部分我們增加了1學時的內容，從通信技術的發展歷史講起，向學生介紹電報、電話的發明，無線通信、衛星通信、光纖通信的發展，著重介紹了物聯網、云計算及第四代、第五代移動通信等通信新技術的發展和應用前景，告訴學生這些技術都要用到《信號與系統》課程的理論，激發起同學們的學習興趣。

在介紹傅里葉變換的應用時，我們增加了對認知無線電、軟件無線電、壓縮感知、頻譜聚合等新技術的介紹，讓同學們了解學科發展的前沿動態，為后續課程的學習做好鋪墊。

3.2 改革教學方法，注重能力培養

在教學中，我們采用啟發式教學法，以學生為中心，教師發揮組織者、指導者的作用，以多種方式加強師生互動，重視對學生自主學習、自主探究能力的培養，進行學研并重的教學探索[2]。

在教學中，我們注意設計一些課堂問題進行提問，并請同學們展開討論，鞏固對知識點的理解。例如，在進行單邊拉普拉斯變換性質講解時，提問在運用時移性時為何t0必須大于0？在運用比例性時為何a必須大于0？在用拉普拉斯變換求解零輸入響應時為何要注明t≥0？其實這些問題在書上均有現成答案，但是很多同學往往忽視對問題的理解，只知道機械地記憶和生搬硬套，造成對知識點理解不全面透徹，在實際運用時出現問題。通過討論，類似這樣的問題同學們都能做到知其所以然。

在教學中，我們注意發揮學生的主觀能動性，給同學們三、五分鐘的時間，請他們走上講臺就某個話題進行交流和討論，目的是引導學生從中學的“要我學”轉變到大學的“我要學”，發揮學生的學習積極性和主動性，從“學會”轉變到“會學”。我們設計的話題范圍很廣，內容緊密圍繞課程教學。例如，結合課程中出現的傅里葉、拉普拉斯、希爾伯特、歐拉、奈奎斯特等科學家，請同學們查找資料，介紹他們的生平和主要貢獻；結合課程中出現的白色頻譜、數字角頻率等概念，請同學們形象地做出解釋；結合課程中出現的周期信號頻譜特點，請同學們通過仿真，討論矩形脈沖周期T和脈寬τ改變對頻譜的影響。同學們對這種形式的交流積極性很高，課后認真學習理論知識、上網查找資料并準備答案、精心設計演講提綱并制作PPT，在能力培養上得到了鍛煉。

3.3 強化物理意義，淡化數學推導

很多同學在學習信號課程時把相當一部分精力放在數學概念和推導的理解上，由于部分同學先修課程《高等數學》基礎打得不牢，往往看不懂、弄不清數學模型和數學公式。因此，在課堂教學中我們把重點放在數學推導背后的物理意義的理解上，同時強調學生要能靈活應用結論性的公式、方法解決工程實際問題。我們注意淡化數學推導，但并不淡忘數學知識。在講解分部積分、變上限積分、微分方程求解等內容時，通過簡明扼要回顧高等數學相關知識，幫助學生提高應用已學數學知識解決問題的能力。

結束語

獨立學院的學生有其自身特點，需要因材施教，提高培養質量。通過近年來對《信號與系統》課程的改革，學生普遍反映學習興趣、學習成績和應用能力得到了提高，我們的教學改革達到了良好的效果。

［1］周波，陸音.新形勢下“信號與系統”課程的改革與建設[J].科技信息,2009,31:4－46.

［2］陸音，解培中.“信號與系統”課內外一體教學模式研究[J].科技信息,2011,33:8,34.