《信號與線性系統》課程產學研相結合教學方法探討①

喬鬧生 郭杰榮 黎小琴 鄧萍萍 曹斌芳 蔡劍華

摘 要：為了尋求校企合作的理論與實踐相結合的教學模式，對本科院校電子信息類專業的《信號與線性系統》課程進行了概要分析；對該課程的研究現狀進行了簡要綜述；以湖南文理學院為例，以校企合作教學模式為主要研究內容，從重視理論教學與實驗、實踐教學相結合以及改革課程考核方式兩方面具體內容著手進行了較為深入的產學研相結合教學方法研究，并給出了明確的研究內容；然后以系統研究方案的實施方案對該課程產學研相結合的理論與實踐教學方法進行了探索，并指出該研究方案在湖南文理學院已經形成了一套新的教學方法理論體系。

關鍵詞：教學方法 理論教學 實踐教學 信號與線性系統課程

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）12（c）-0224-02

《信號與線性系統》是本科生電子信息類專業的一門重要的專業基礎課和必修課，也是信息工程類、自動控制類等學科專業的碩士研究生入學主考科目。

《信號與線性系統》課程的教學是電子信息類專業在切實保證教學質量、培養學生的創新意識和能力、發揮學生的主觀能動性等方面有著特別重要的意義。探討該課程的理論與實踐相結合教學方法對學生的學習興趣提高、學習積極性培養、主觀能動性發揮等有著極其重要的意義。

因此，為使學生在掌握正確學習方法的基礎上能夠更好地學好該課程，切實強化教學手段與提高教學質量，在強化概念公式與理論推導的基礎上，注重理論與工程融合、基礎教學與實驗教學結合、探索新的教學方法、尋求校企合作的理論與實踐相結合的教學模式已迫在眉睫。

1 研究現狀

由于《信號與線性系統》課程在本科生電子信息類專業的重要性，國內外不少教育教學工作者對該課程的教學方法改革進行了研究和探索，取得了一些研究成果[1-4]。例如：李敏對《信號與線性系統》課程從整合教學內容、改進教學方法與手段、改革實驗教學和課程考核方式等方面進行全面探索[1]。李明等人根據自己多年教學實際，探討了教學內容、教學手段、理論與實際相結合并加強實踐教學等方面的教學改革方法[2]。謝啟等人針對《信號與線性系統分析》課程的特點圍繞優化教學內容、改革教學方法與教學手段、建設網絡課程、加強實踐教學環節等方面進行了課程教學改革探索與實踐[3]。張貴祥等人從實驗軟硬件建設的兩個方面詳細闡述了信號與線性系統課程實驗的設計與建設，從而讓學生在“信號與系統”課程中既學習到扎實的基礎理論知識，同時又與現代工程技術的發展緊密結合[4]。

但由于該課程的理論性與應用性極強，加之理論與實踐又難以較好結合的特殊情況，對該課程理論與實踐相結合教學方法的研究一直還處于探索狀態，尚沒有形成一套較為完整的針對電子信息類學生實際情況的理論與實踐相結合的教學方法體系。

2 研究內容

《信號與線性系統》的主要特點是內容繁多、理論性強、抽象、數學公式推導多，因此很容易使得學生產生枯燥乏味、畏懼甚至厭惡的感覺，從而影響學生學習的積極性與創造性。為了加強該課程教學的實效，提高學生的主觀能動性，以注重產學研教融合、校企合作為主導的理論和實踐相結合的《信號與線性系統》課程教學方法的改革是探討該課程改革的主要內容，嚴密的理論體系與生動的實驗及產學研實踐結合是該課程教學過程中最需要具備的因素。在教學過程中一定要緊扣理論知識，并引入與工程實踐相關的教學內容，讓學生充分了解理論知識后面巨大的工程應用背景，從而大大提高學生的學習興趣與應用轉換能力。為此，在以下幾個方面進行該課程的教學改革探討尤為重要。

2.1 重視理論教學與實驗、實踐教學相結合

《信號與線性系統》課程理論性較強，為了不挫傷學生的學習興趣與積極性，必須重視實驗教學環節、實訓實習環節及產教融合與校企合作教學環節，讓學生自己去體驗“應用所學知識解決實際問題”的樂趣。

實踐教學還不是單純的實驗教學，很多實驗只是驗證一些基本理論與定理，而很難將抽象的理論在通信、自動控制、電子工程等領域得到實際應用，因此單純的實驗尚不能更好地將理論與實踐結合起來。如抽樣定理的驗證可以采用MATLAB語言編程實現，但若采用硬件電路設備的信號輸出的變換來實現則顯得更加具有可操作性與實踐性，至少可以使學生的動手能力得到加強。

有關理論教學與實踐教學相結合的教學方法理論體系表明，實踐教學與校企合作教學不是理論教學的輔助與簡單補充，而是理論教學的延升，是創新素質教育的重要環節，加強實踐教學與校企合作教學以及加強實踐教學與理論教學的結合以重視實踐環節對學生動手能力的培養，是該課程教學需要完成的一項重要任務。實踐教學可以結合軟件編程與硬件設備來進行，軟件編程主要是利用MATLAB編程工具來實現，硬件設備教學包括波形分析、圖像的分解與合成、采樣、調制、濾波等的硬件實現。在實踐中一定要強調學生的實際動手能力，要讓學生在實際動手中進一步理解其理論的基本物理意義。

校企合作教學涉及到學校與企業之間的深層次的產、教、學之間的合作關系，如何聘請企業專家擔任教學老師，如何讓學生深入到企業中去參與實踐都是需要研究的深層次教學方法問題。

以湖南文理學院為例，我校在該課程的改革中加大了實驗教學、實踐教學與校企合作教學的深度與力度，使理論教學與實驗、實踐教學很好地結合起來了，突出了該課程產學研相結合的理論與實踐教學方法與體系。在實驗教學中，既重視軟件編程對信號與系統的分析，又重視硬件設備對信號與系統實現的進一步驗證；在實踐教學與校企合作教學方面，非常重視在實踐環節中對學生動手能力的培養，在考查課程《系統建模與設計》中，要求學生在校企合作的基礎上，結合產學研教學實際情況，根據企業的實際要求，利用《信號與線性系統》課程中的具體內容，采用軟件與硬件獨立設計出1～2個與信號及系統有關的真實案例。

2.2 改革課程考核方式

《信號與線性系統》傳統的以閉卷考試為主的考核方式導致了很多學生只注重理論的應試，而忽視了實踐與理論的結合，更脫離了產學結合與校企合作，從而出現了重視理論課輕視實驗課的不良現象。而這樣的考核方式容易導致學生的理論與實踐脫節，同時也違背了應用型人才培養的基本要求。所以，學生的期末成績部分應加大實驗成績的比例，實驗的預習、操作、實驗結果與實驗報告以及企業實訓實習成績宜作為學生期末成績的一個重要組成部分。只有這樣，學生才會將理論與實踐結合起來，才會將自己培養成為有較強理論知識的應用型創新人才。

加強實習基地建設，加大實踐教學投入，改善實踐教學條件，充分調動該專業類教師開展理論與實踐相結合的課程教學的積極性，著力推進課程教學方法的改革，提高該專業類學生的創新實踐能力，將實習、實踐結合到該課程的考核中，從而加強了該課程的理論與產學研相結合的實踐性。

以湖南文理學院為例，針對我校的實際情況，首先加強了實驗在該課程中的分量，將學生的實驗操作、實驗結果與實驗報告作為學生期末成績重要一部分，并適當降低期末考試試卷分在期末成績中的分量；然后將與企業實訓實習掛鉤的部分作為一門獨立的考查課程《系統建模與設計》來開設。這樣，使得《信號與線性系統》課程的考核方式向著實踐的方面邁進了一大步。

3 研究與實施方案

對《信號與線性系統》課程產學研相結合的理論與實踐教學方法進行探討的實施方案是系統研究方案：依據《信號與線性系統》課程具體特點進行整體的、系統的規劃設計，分階段、分內容、多層次、多角度、全方位地進行綜合研究與實施。研究與實施思路遵循理論研究— 實踐探索— 理論總結的順序進行，既有前期經驗又有新的研究與實施思路，實施方案切實可行。該研究與實施方案是在對《信號與線性系統》課程前階段的教學成果進行全面總結的基礎上，進一步對教學中理論與產學研相結合的教學方法進行改革而進行的。湖南文理學院是一所地方本科院校，研究與實施方案結合了我校學生具體情況，初步探索總結出了適合我校電子、電氣、信息類專業的有關《信號與線性系統》課程一系列的教學改革方法，已經形成了一套新的教學方法理論體系。

4 結語

因《信號與線性系統》課程特殊的專業基礎課特征及其承上啟下作用，加之該課程具有較強的理論性、邏輯性、抽象性與基礎性，似乎與實踐及實訓沒有瓜葛，因而傳統的教學方法很難在該課程中發揮作用。為了調動學生的學習積極性與創造性，培養學生嚴肅認真的科學作風和理論聯系實際的工程觀點，以湖南文理學院為例，從重視理論教學與實驗、實踐教學相結合以及改革課程考核方式兩方面具體內探索了產學研相結合教學方法校企合作教學模式。

參考文獻

[1] 李敏.信號與線性系統教學模式與方法改革[J].科教導刊， 2014（3）：58-59.

[2] 李明.《信號與線性系統分析》課程教學改革的探索與實踐[J].河南機電高等專科學校學報，2012，20（6）：105-107.

[3] 謝啟，陳飛，朱培逸.“信號與系統分析”課程教學改革探索與實踐[J].中國電力教育，2014（2）：100-102.

[4] 張貴祥，陸毅，羅印升，等.信號與線性系統課程實驗的設計與建設江[J].蘇理工學院學院，2014，20（2）：118-123，125.