地方高校“信號與線性系統”課程教學方法改革研究

喬鬧生 郭杰榮 曹斌芳 黎小琴 肖康

摘 要：針對地方高校“信號與線性系統”課程教學具體情況，提出了該課程教學方法的相關改革。首先分析了該課程教學方法現狀；其次針對湖南文理學院長期以來在該課程教學方面的具體理論與實踐經驗，從比較法教學方面、傳統教學方法與多媒體教學方法相結合、運用真實案例為主線進行課程教學三個方面提出了該課程教學方法的具體改革研究內容及已經取得的成就。

關鍵詞：課程教學方法 信號與線性系統 實踐教學 理論教學

中圖分類號：TN91 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）01（a）-0148-02

1 問題的提出

國內外傳統的過多注重理論教學而忽視實踐教學與校企合作教學方法在目前的本科院校中仍然占據著統治地位，積累和學習前人留下的知識遺產成為了高校教學的全部內容[1-2]。不合理的教學方法和考核方式導致了學生的學習積極性下降。對于本科院校的電子、電氣、信息類專業很多學生來說，由于他們難以接受教師的重理論輕實踐的教學方法而對學習喪失了興趣，導致大學階段的基礎課和專業課無法聽懂，有的最后甚至放棄了學習，以至于難以畢業。所以，如何提高本科生課程的教學方法、培養學生實踐能力與自主創新能力、激發他們的學習動力是當前國內外高校課程教學改革的重要研究內容[3-4]。

作為應用轉型期的地方本科院校，“信號與線性系統”是我校電子、電氣、信息類專業一門非常重要的專業基礎課程，對該課程的教學方法一直處于探索狀態，尚沒有形成一套較完整的教學方法體系，集中以該課程主講教師為主的教學研究團隊對教學方法進行改革研究已勢在必行。

2 該課程教學方法需要改革方面分析及取得的成就

該課程教學方法的改革要注重理論和實踐相結合，也要注重產教融合、校企合作。在教學過程中既要有嚴密的理論體系，更要有生動的實驗與產學教結合。針對該校乃至我國其他地方本科院校的具體情況，結合該校電子、電氣、信息類專業長期以來針對該課程的本科生教學方面的具體理論與實踐經驗，該課程具體從以下幾個方面進行改革研究并取得了一些教學成就。

2.1 基于比較法教學方面

“信號與線性系統”課程各部分的內容是循序漸進、相輔相成的理論與實踐相互融合的關系。其內容體系離不開連續系統與離散系統兩大部分，先討論連續系統部分后討論離散系統部分，并按時域分析、頻域分析、狀態變量分析的次序進行章節劃分，強調連續系統與離散系統的共性，同時突出了他們各自的特點。

針對該課程具體情況，根據有關比較法教學的理論，在教學實際中充分利用了這些特點，把前面已學過的相關或相似的內容放在一起進行比較，讓學生通過比較分辨出兩者之間的異同，這樣既讓學生了解前面所學的內容，又使其更容易接受新的教學內容，加深其學習印象，收到了事半功倍的效果。例如：我們將傅里葉變換、拉普拉斯變換與Z變換三大變換的定義、意義、性質等進行比較，就可看出他們之間存在的關系，會發現這三大變換的定義、意義、性質等有很多的相似方面，只要找出了它們之間存在的關系，就可使學生進一步理解這三大變換的意義與實質。

2.2 傳統教學方法與多媒體教學方法相結合

傳統教學方法理論在高校教學中非常盛行，因而禁錮了教師的教學思想，束縛了學生的思維，課堂教學效果難以提高。由于“信號與線性系統”這門課程的特殊性，教學方法運用是否得當會直接影響該課程的教學效果。教學時應將傳統教學方法與多媒體教學方法相結合，而不少老師忽視了這一點，傳統的滿堂灌的教學方法在目前比較盛行，導致了學生對這門課程的厭惡與反感。由于傳統教學方法可以直接推導公式而進行理論分析，因而教學方法直觀簡單，教學效果直接；而多媒體教學具有信息量大、傳播速度快、直觀效果強的特點，因此，利用多媒體將圖形或flash動畫進行演示可達到事半功倍的效果。但單純利用某一種教學方法，都不會有好的教學效果。如單純用多媒體教學，會使得師生之間缺乏交流，反而不利于學生接受所學知識。

針對“信號與線性系統”課程的特點，采用傳統教學方法與多媒體教學方法相結合的方式來組織教學，結果取得了更好的教學效果。例如：對于信號的圖形及變換、系統的框圖及應用等知識，采用多媒體教學容易激發學生的學習興趣，加深其對信號及系統的認識；而對于有復雜公式推導的各個基本原理，用傳統的板書方式邊寫邊講，容易使學生接受與理解，加深對公式的印象。

2.3 淡化公式的數學推導、突出定理的物理意義、運用真實案例為主線進行課程教學

“信號與線性系統”課程中定理的推導是為了浮現出其后的物理意義，推導定理的最終目的是為了理解定理的物理意義，因此，如何正確處理公式的數學推導、定理的物理意義解釋與真實案例分析三者之間的關系至關重要，而目前一些課任教師難以較好地把握這一關系的教學處理方法，以至于使學生總認為該課程近似于抽象的數學與物理而缺乏應用性，感到該課程的課堂教學枯燥無味，因而容易喪失興趣。

在長期的教學實踐過程中，該校電子、電氣、信息類教學研究團隊對該課程進行了多方面研究，課任教師都感到該課程的核心內容是三大變換域分析方法的原理與應用，而連續時間信號與系統的頻域分析這部分內容是該課程的重點內容，其重中之重是傅里葉變換的原理與應用。在對該部分內容進行講解時，首先從周期信號的傅里葉級數展開引入非周期信號的傅里葉變換，對于傅里葉級數的分解可直接講述其定義，而無需詳細講述完備正交基及正分解的概念；其次，讓學生理解公式的物理意義和所得結果在信號處理中的實際意義，在理論的指導下，撰寫、選用學生感興趣的、能夠啟發學生解決問題的、足夠數量的真實案例進行講解，而不是一味追求數學的運算技巧。例題是作為輔助定理性質講解的工具，要讓學生真正理解基本原理中蘊含的數學與物理概念。例如在講解傅里葉變換的過程中，主要是讓學生理解傅里葉變換的含義，其推導過程可以淡化，并且運用真實案例進行輔助講解，我們使用實驗箱為主、以MATLAB程序為輔來演示具體信號的傅里葉變換，于是學生從演示過程中理解了傅里葉變換的基本含義。

3 結語

針對“信號與線性系統”課程具有較強理論性與抽象性的特點，結合轉型期的地方本科院校具體情況，以湖南文理學院為例，對該課程教學方法需要改革的比較法教學、傳統教學方法與多媒體教學方法相結合、運用真實案例為主線進行課程教學的三個方面內容進行了分析，對所取得的教學成就進行了總結。

參考文獻

[1] 蔡軍.“慕課”浪潮中實踐教學信息化的實現——以生為本的高校教學改革淺思[J].教育教學論壇，2015（49）：112-113.

[2] 洪林.國外應用型大學實踐教學與基地建設[J].實驗室研究與探索，2006，25（12）：1586-1588.

[3] 蔡則祥，劉海燕.實踐教學理論研究的幾個角度[J].中國大學教學，2007（3）：79-80.

[4] 許志強，李海東，何加亮.高校教學用全媒體交互式演播中心的設計與實現[J].電視技術，2015，39（23）：110-115.