“信號與系統”課程教學研究性學習的探索

張維維 李敏 姜明新 劉燕

【摘要】“信號與系統”課程是電子信息工程與電氣信息類專業的一門非常重要的專業基礎課。針對目前“信號與系統”課程特點，從優化課堂教學模式、豐富實驗教學項目、開展多種形式課外研究性學習活動、緊密聯系工作室課題方面展開研究性學習，旨在提高學生的學習興趣，加深學生對知識的理解，提高教師教學質量。

【關鍵詞】信號與系統 研究性學習 探索與實踐

【Abstract】Signals and Systems is an extremely important specialized basic course for the electronic engineering and electric engineering specialties. Research study in curriculum of signals and systems is explored and practiced according to this course？蒺s characters through optimizing classroom teaching mode， enriching experiments？蒺 content， developing various varieties of extracurricular research study activities， closely relating to workshop topics. The students？蒺 intersets are stimulated， understanding of theorectical knowledge is deepened， and the teachers？蒺 teaching quality is greatly improved.

【Key words】 Signals and Systems Research study Exploration and practice

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2013）06-0231-01

引言

當今社會科學技術日新月異，信息革命席卷全球，這對以培養創新精神與實踐能力為重點的人才觀提出了前所未有的挑戰。國家教育部“關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見”中明確提出：要積極推動研究性教學，提高大學生的創新能力。全面推進素質教育，是我國教育事業的一場深刻變革，是教育思想和人才培養模式的重大進步。作為一所高等院校的教師，改變陳舊的教育教學觀念，轉變學生死記硬背的學習方式勢在必行[1]。

“信號與系統”課程是電子信息工程與電氣信息類專業的一門非常重要的專業基礎課，也是眾多高校的考研課。該課程是以“高等數學”、“電路理論”、“復變函數”等課程為基礎的，同時也是后續“隨機信號分析”、“數字信號處理”、“通信原理”、“數字圖像處理”、“數字語音處理”等課程的基礎，該課程起到了承上啟下的作用，地位十分重要[2]。其任務在于研究信號與系統理論的基本概念和基本方法。初步認識如何建立信號與系統的數學模型，經適當的數學分析求解，對所求的結果給以物理解釋、賦予物理意義。由于本學科內容的迅速更新與發展，它所涉及的概念和方法將十分廣泛，而且還在不斷擴充。該課程不僅具有很強的理論性，而且具有很強的實用性。研究性學習主要是以學生的自主性、探究性學習為基礎， 通過親身實踐獲取直接經驗， 提高綜合運用知識解決實際問題的能力。本文介紹了在“信號與系統”課程中開展研究性學習的探索與實踐。

1.優化課堂教學模式

改變傳統的“以教師為中心”的教育理念，把“以教師為中心”與“以學生為中心”的教育理念相結合，發揮學生的主觀能動性與教師的課堂主導作用?！耙詫W生為中心”的觀念源于美國兒童心理學家和教育家杜威的“以兒童為中心”的觀念，近年來得到了廣泛關注，也是近期的改革潮流[3]。然而這種觀念并不適合于“信號與系統”課程，原因在于：一、我們的學生課堂較大，一般由90-95人組成；二、本課程具有理論性強、數學推導多的特點，如果一味以學生為中心無法完成緊張的教學任務。因此采取“以教師為中心”與“以學生為中心”相結合的理念。教師既要控制學生的學習活動，又要努力增強學生的主體意識和學習能力。

2.豐富實驗項目

理論課程與實驗課程各有側重， 理論課程提高學生的理論基礎，實驗課程可以將理論付諸實踐用以解決實際問題，兩者相輔相成。因此如何將實驗教學與理論教學合理地結合起來成為信號與系統實驗改革的重要目標之一?！靶盘柵c系統”提供了豐富的實驗項目，既有固化在實驗報告冊中的固定實驗項目，又有根據老師的科研項目新增的部分“精品實驗”項目。學生可以根據自己興趣愛好選做實驗指導書中的項目，也可以參與“精品實驗”項目。通過解決實際的問題，加深對理論知識的理解，并提高編寫程序解決實際問題的能力。典型實例如“信號的合成與分解”實驗項目。“信號與系統”課程使學生接觸到了“頻譜”的概念，很多同學不理解，到底什么是“譜”，甚至懷疑時域的一個復雜信號是否可以分解為很多個特定頻率，特定幅度，特定相位的正弦信號。通過“信號的合成與分解”實驗將信號通過各個中心頻率為各次諧波分量的帶通濾波器輸出后，觀察到各次諧波分量波形，驗證了傅里葉級數的正確性，加深了學生對傅里葉級數的理解。

鼓勵學生參與“精品實驗項目”。普通實驗項目一般是對某知識點的驗證，只能完成系統中的某一個環節，而精品實驗項目綜合幾個知識點，通過精品實驗項目可以完成具體的完整任務，鼓勵學生參與精品實驗項目，將幾個知識點融會貫通，并撰寫英文實驗報告與科技論文。精品實驗項目提高了學生解決系統問題的能力，提高了學生撰寫科技論文能力與撰寫英文實驗報告能力。

3.積極開展多種形式課外研究性學習活動

除了有效利用課堂與實驗課程時間之外，本課程還開展了形式多樣的課外活動，組織同學就某些特定課題討論、分析、總結，并邀請國外專家學術交流。通過針對某一課題的討論，將知識進一步升華，充分消化吸收知識。

在“信號與系統”課程教學期間，邀請國外知名學者來我校進行學術交流。通過這次學術交流，學生真正認識到“信號與系統”與實際科研項目的緊密聯系及其重要性。很多同學表現出了極大的興趣，報告會后還與主講人就某些學術問題展開了深入的探討，提高了學生的學習興趣，由“要我學”轉變為“我要學”。

4.緊密聯系工作室課題

通過創新工作室，給學生提供參與課外實踐，給學生提供工作室資源，參與工作室課題，緊密聯系工程實際。每個學生可獨立完成實驗項目，而工作室課題需要幾個同學合作完成一項大任務，既要完成自己的工作分工還要與其他同學合作溝通，完成整個課題。工作室課題以培養學生的探究性學習能力、實踐能力、創新能力、創新精神和協作能力。

結語

從“信號與系統”課程自身特點出發，以提高教學質量為目的，以學生為主體，以教師為主導，從理論教學、實驗教學、課外研究與交流、工作室課題方面開展研究性學習的探索與實踐，改變傳統的課堂一站式教學模式，開展立體式全方位教學模式，豐富教學手段與教學內容。將理論知識與工程實際緊密聯系，將教學與科研有機結合，提高了學生的學習興趣，加深學生對理論知識的理解，提高了學生解決系統問題的能力，讓學生真正有所收益。

參考文獻：

[1]陳玲瓏.研究性學習的探索與實踐.福建醫科大學學報（社會科學版）.2006，vol.7（2）：71-73.

[2]劉永祥，吳京，黎湘.面向國際一流大學的信號與系統課程教學模式研究.高等教育研究學報.2011，vol.34（2）：77-79.

[3]凌藝春，黃飛，翟紅云.“以學生為中心”的行為引導授課模式的實踐.教育與職業.2011（15）：98-99.

作者簡介：

張維維（1981-），女，漢，遼寧大連人，講師，碩士，主要從事信號與信息處理方面的教學與科研工作。