談談《信號分析與處理》課程教學的一點體會與認識

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）05-0217-01

《信號分析與處理》是物探學科——勘查技術與工程、地球物理學兩個本科專業的專業基礎課。課程很多知識點是高等數學、大學物理等基礎課的延伸，還與電路分析、電子技術等電子類課程緊密相關，同時還是學習專業課（地球物理資料數字處理、解釋和儀器）的基礎。課程覆蓋專業面較廣、受眾多，勘查技術與工程、地球物理學、數學與應用數學、信息與計算科學、應用物理學等多個專業都開設此課程，每年會有400多名學生學習該課程，教學地位十分重要。多年來，課程教研小組在師資隊伍建設、教學基本功培養、教學方法研究、教書育人和學生實踐和創新能力培養等方面，開展了卓有成效的工作，取得了較好的教學效果。

一、發揮整體優勢，加強師資隊伍建設

1.根據課程特點，配備高學歷的師資力量

《信號分析與處理》課要求有很強的數理基礎，同時還要求有很好的工程和專業領域知識。所以說，并不是隨便一個教師就能承擔此課程的。為此，地球物理系將優質師資力量配備到此課程的教研小組中。目前，承擔本課程的教師，有教授5名，且均具有博士學位。俗話說：“巧婦難為無米之炊”，有了優良的師資，也就有了好“米”，奠定了搞好本課程教學與研究的前提。

2.取長補短，建立相互聽課制度

每位教師一般都有自己的講課特點，也或多或少存在某些不足。相互聽課，能吸收彼此的長處，包括講課風格、講課內容、板書、談吐等等；同時，更重要的是找出不足與差距，既有聽課者本人的，也有被聽課的教師的。因為該課程的教學小組人較多，不同風格的都有，這樣相互聽課，收益很大。

3.發揮教學經驗豐富教師的示范作用

榜樣的力量是無窮的。教學中，我們發揮老教師、學科帶頭人的作用，如王永剛教授、印興耀教授等，在年輕教師第一次上課時，總要示范幾堂課，起到了傳、幫、帶的作用。在老教師退休、中年教師少的情況下，教學經驗、年齡相對較大的教師發揮這方面的作用，有力地促進了課程整體質量的提高。

二、注重備課——教學基本功的培養

1.廣泛閱讀多種參考教材

本教研小組每位教師都嚴格要求自己。在講課前，都要閱讀多種參考教材，有的還要精讀。如：《Signals and Systems》原版英文，Oppenheim著；《信號與系統分析基礎》，姜建國編，清華版；《信號數字處理的數學原理》程乾生編，石油版；《信號分析與處理》，陳行祿編，北航版；《信號分析與處理》，褚秦祥編，地大版；《地震勘探信號分析》，董敏煜編，石大版；《信號分析與處理》，芮坤生編，高教版；《信號與系統分析》，王里生編，國防科大版。另外，我們還彼此參考小組其他教師的備課稿。通過備課，使我們明確了課程的主要內容、不同的敘述方法，對課程知識有了豐厚的積淀。

2.抓住點點滴滴時間，熟練教案的內容

備課初稿準備好后，在上課前，我們還要進一步熟悉內容，基本內容能做到脫稿。如張軍華老師在上該課程時，一般上課前一天要備一至二次課。在上課的那一天一早起來坐在床頭要備一次課，考慮一下上課前應回顧前一次課的什么內容，注意上機的什么問題，作業批改有什么問題，特別是帶傾向性的問題，上課書寫章節的條理等等。這樣多次備課后，課程內容就熟多了，也容易找出課程的重點、難點、注意的問題。

三、注重教學方法的研究，開展“比較法”教學

比較法的特點是對相關的內容進行比較，找著異同點和共同點，同時比較它們的應用條件、所用公式和結果，以便學生加深印象，更好、更快地掌握教學內容，提高課堂教學的效率，起到事半功倍的作用。《信號分析與處理》總課時64學時，除去上機的12學時，實際講課只有52學時，而講課的內容很多。如何用有限的學時，較完善、系統地講透課程內容，這對授課方法提出了較高的要求。

針對這一實際問題，我們在教學中較好地應用了比較法教學，重新調整授課順序，合理安排、組合教學內容。把連續信號和離散信號比較起來講，把時域分析與頻域分析對照起來講。同時比較拉氏變換、Z變換、傅氏變換的公式、分析域；比較微分方程和差分方程的適用條件，比較連續卷積、離散卷積、圓周卷積的關系及卷積與相關的關系，模擬濾波器和數字濾波器的區別聯系等等；對不同的分析方法盡可能地列舉相同的習題，以便理解和結果比較。通過比較教學，使我們順利、圓滿地完成了教學內容的講授。

四、培養學生專業意識，鼓勵學生個性發展

《信號分析與處理》是一門專業基礎課，課程安排在第5學期，與《地球物理數字處理》等后繼專業課緊密相關。這時學生已經學完基礎課，他們一方面很想了解專業，另一方面對專業還知之甚少。我們的教師結合課程內容，適時地介紹專業情況，既提高了學習本門課程的積極性，又為學生學習專業必修課、有針對地選修限選課，提供了幫助。

老師們還結合本專業教育部“卓越工程師教育培養計劃”和國家大學生創新實踐計劃，因材施教，鼓勵優秀學生脫穎而出，學生的動手能力和獨立工作的能力得到很大提高。

五、做好教書育人和立德育人工作

1.熟悉學生、了解學生，是做好教書育人工作的基礎

良好的師生關系，能促進教學質量的提高。通過批改作業、上機、課堂點名等基本教學環節，老師們掌握了一部分同學的學習情況。老師們還通過開通博客等新媒體進行網上答疑，通過開展文體活動等，與學生打成一片，在輕松、愉快的氣氛中及時了解到學生對課程的要求、建議，作業布置和上機完成情況等等。

2.結合課程內容，開展立德育人

傅氏變換是信號分析中一個重要變換，傅里葉其人更是勵志教育的一個榜樣：傅里葉在學術上做出了舉世觸目的偉大成就，但誰能想到傅里葉9歲就成為孤兒、是靠教會接濟長大的，我們的同學現在都有很好的生活、學習條件，沒有理由不好好學。因果系統是指當前輸出與當前輸入和過去輸入有關的系統，所謂“成功來自汗水、付出”，“天道酬勤”，在信號分析里，這是鐵定的真理！在講到時不變特性時，我們會聯系到學生談戀愛的問題，告誡學生，愛情要經得起考驗，要負責任；等等。信號分析與處理，雖然講述的好多是自然科學的理論，實際上許多在也社會科學中也有很深刻的內涵。

通過《信號分析與處理》課程教學與其他課程建設，學生的綜合素質得到很大提高。本專業學生曲璐萍、朱雄飛在2013年美國大學生數學建模競賽中獲得一等獎，尹正、楊雪霖同學獲2013年首屆全國大學生勘探地球物理大賽一等獎，梁上林同學的文章《勵志人生，風雨兼程》獲國家“國家資助 助我成長”高校類優秀征文一等獎。由于畢業生質量高，本科生多年來一直保持95%以上的就業率，質量得到用人單位的認可和廣泛好評。

作者簡介:

第一作者：張軍華，男，1965年4月生，教授，博士生導師，學院黨委委員。曾在《中國高教研究》、《高等工程教育研究》、《石油教育》等雜志上發表論文多篇。

其他作者：孫成禹，教授、博士生導師，學院教學副院長）。杜啟振，教授、博士生導師，學校學科處處長）。張廣智，教授、系教學副主任。張繁昌，教授。

備注：署名5位作者均多年承擔《信號分析與處理》課教學與研究工作。