“信號與系統”課程學習興趣培養策略研究

【摘要】學習興趣的培養在大學階段的專業課學習中起著重要作用。“信號與系統”課程的任課教師通過提高自身的業務能力具備較強的感染力，在課程教學之初精心設計緒論課，針對不同教學內容靈活選擇適當的教學方法，將理論知識與工程應用相結合，激發并保持學生對本門課程的興趣，從而有效地提高教學效果。

【關鍵詞】教師感染力 工程應用 工程素養

【中圖分類號】G642.4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）14-0050-02

培養學生的學習興趣是教師課堂教學的主要任務之一，只有當學生對學習充滿興趣的時候，他們才會對學習內容產生積極的情感，使得學習的堅持性越強，思考越深入，才會積極地從認知、情感和行為上心無雜念地將自身投入到學習任務之中，因而也能夠取得好的學習效果。

一、大學生學習興趣培養的重要性與必要性

作為電類專業大學生的重要的專業主干課程，“信號與系統”具有課程內容較多、課程理論性較強的特點，被認為是一門比較難教和難學的課程。該課程主要講授三大變換（傅里葉變換、拉普拉斯變換和Z變換），與其它工科類課程相比，其側重于從數學理論的角度分析工程中用到的信號和系統的特性等知識，使得課程比較抽象，有人甚至稱它是一門結合實際工程應用的數學課程。對于大學階段的學生來說，與研究生階段相比較，他們的自主學習能力正處于形成的過程中，很多學生同時也處于人生中比較迷茫的階段，對所學專業的迷茫以及對將來所從事工作的迷茫使得大學生缺乏學習的興趣，有的學生也知道本門課程很重要但由于教學內容的理論性太強，在聽課學習的過程中會無意識的跑神，這些都會影響課程的教學效果。為了提高教與學的效果，在“信號與系統”課程教學過程中，教師有必要采取一定的策略以激發和保持學生對課程本身的興趣。

二、“信號與系統”課程中培養學習興趣的策略

1.練好內功，增強教師自身感染力。“師者，所以傳道授業解惑也”，作為一門專業課，“信號與系統”任課教師時常會遇到學生提問與專業性相關的問題，諸如考不考研究生、考研時內容和學校的選擇，以及在漫長的備考過程中的疑慮和迷惑，對這些問題的回答不屬于教師課堂教學的一部分，但卻是學生實實在在遇到的，有些是只有專業老師才能夠給以針對性的解答的。因此要求教師不僅僅是具備扎實的專業知識，還應具備扎實的教育學與心理學的知識，唯有如此，才能熱心為學生解惑答疑。

2.上好緒論課，激發學生對課程的興趣。對每門課程的第一節課，學生常是懷著好奇心的，這種好奇包括對課程學習內容的好奇和對授課教師的好奇。通常在緒論課上主要介紹“信號與系統”學科的發展歷史與知識結構，在專業學習中的重要性，簡要介紹課程的教學進度與學習方法、推薦網絡教學資源和參考書等，而后便進入正常內容的教學。如此設計在內容上已經完成了緒論課的要求，但給學生留下的印象不夠深刻。為使學生更清楚地了解“信號與系統”課程在專業中的地位及應用，需要精心設計與專業內容相關的貼進學生生活的工程應用案例。具體做法是，首先播放學生常聽的歌曲，引起學生的疑惑與好奇。優美的流行歌曲與本門課有什么關系？告訴學生這是老師用Matlab處理的，它的采樣率為44.1KHz。而后播放采樣率降低一半后的歌曲，此時樂曲出現混濁而人的歌聲依然清晰，再次詢問學生感受；最后將采樣率再降低一半為11.025KHz，此時樂曲和人的歌聲均出現混濁。隨著采樣率的降低信號出現混迭，解釋這種現象的理論就是“信號與系統”課程中的抽樣定理。這樣的緒論課，良好的開端是成功的一半，充分利用學生對課程的好奇心，在緒論課上使其對“信號與系統”課程具有興奮感、愉悅感、趣味感，有助于樹立學好“信號與系統”課程的信心，在以后的課程中學生目標清晰，將會取得事半功倍的效果。

3.靈活采用教學方法，保持學生的學習興趣。對于“信號與系統”這種理論性較強、實踐性較少的課程，容易使學生覺得枯燥乏味，因此保持學生學習興趣的很好的方法就是針對不同內容，靈活采用多種教學方法。

（1）講清知識背景，注重學科發展教育。傅里葉變換在數學、科學和工程等領域都得到廣泛的應用，同時該理論自身也在不斷地完善和發展，從最初的連續到離散進而發展出快速傅里葉算法等，然而最初1807年傅里葉在他提交的論文中提出“任意函數都能展開成三角函數的無窮級數”的論斷時，卻因沒有給出完善的證明而遭到著名數學家拉格朗日的強烈反對，后來在1822年經過傅里葉的努力才最終發表。通過為學生講述傅里葉變換的提出與發展的曲折過程，既能引起學生對本章內容的重視和興趣，又使他們受到激勵。

（2）結合工程應用，強化理論知識的實用性價值。“信號與系統”課程中的數學公式只是分析問題與解決問題的工具，而工程問題得以解決的方式和學生工程素質的培養才是工科教育的最終目的。這就要求更加關心數學公式所包含的物理意義，從而在遇到具體的工程問題時知道用什么樣的理論加以解釋。在教學中適當地引入工程問題，在增強教學趣味性的同時，更重要的是能夠使學生了解所學理論知識的工程價值，進一步提高工程素養。

信號的傅里葉變換是從時域和頻域兩個不同的空間對信號加以表示，時域是以時間為橫軸描述信號的變化，它描述的是客觀世界的真實存在，是信號實際存在的狀態；頻域是以頻率為橫軸描述信號的變化，它是一種數學構造，是遵循特定規則的數學范疇。如何從時域和頻域理解信號對學生來說是難點。語音是人們日常交流常用到的信號，用matlab將其時域波形和傅里葉頻譜圖展示出來，學生看到的是截然不同的信號，但是播放它們的聲音，其實是同一段語音，這就是從時域和頻域來描述信號的不同方法。更進一步基于傅里葉變換對加噪的語音信號進行去噪處理，使學生感受加噪的信號與去噪后信號的差異，并講述語音去噪在軍事通信、助聽技術、語音識別、語音通信以及日常生活中的應用。生動的展示既增加了課程的趣味性，更使學生了解所學知識在工程中的實用性價值。

三、結語

學習興趣是學生進行專業課程學習的內在動力。任課教師通過提高個人素質，精深地掌握“信號與系統”課程的學科專業知識及工程應用，具備扎實的教書育人技能，針對不同的教學內容有效采取多種多樣的教學方法和教學技巧，有助于激發和保持學生對本門課程知識的興趣，終能取得令人滿意的教學效果。

參考文獻：

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[3]肖露，李力.淺論大學生學習興趣的激發與培養[J].中國電力教育.2012，（32）：123-124.

作者簡介：

崔曉，（1972-），女，河南孟州人，鄭州師范學院副教授，主要從事通信信號處理研究。