應用型人才培養目標下《信號與系統》課程改革

李娥

隨著經濟社會不斷發展，科技不斷進步，各行各業的改進與提升都需要大量具有扎實的專業理論知識以及能解決各種實際問題的應用型人才。國家也致力于培養一批創新能力強、實踐能力突出的各類高素質應用型工程技術人才。結合國家的人才培養目標以及學校建設高水平應用型大學的定位，本科課程必然成為培養應用型人才的一個良好陣地，本文圍繞這一問題，對本科課程中比較重要的一門專業核心課程信號與系統這門本科課程進行了一系列探索。

一、電子信息工程專業信號與系統課程簡介

信號與系統課程是電子信息工程專業的核心課程，本門課程對學生專業知識結構的養成起到了很重要的作用。國內外很多知名高校都開設了本門課程，并出版了一系列的優質教材。國內各類理工科高校對信號與系統這門課程也相當重視，很多高校將本門課程設為相關專業的研究生入學考試課程。一些知名高校的信號與系統課程還被選定為國際級精品課程。由此可見，信號與系統這門課程在本科教學中的地位舉足輕重。

信號與系統課程是一門承上啟下的課程，它的先修課程是高等數學、線性代數、復變函數以及電路分析基礎，根據所在專業的不同，它的后續課程有數字信號處理、通信原理、數字圖像處理、自動控制原理等。本門課程的學習效果將直接影響學生后續專業課的學習，也會影響后續培養高水平、應用型人才培養目標的實現，所以，如何更好地進行信號與系統課程的教學，提高教學質量，使學生更好地接受本門課程的知識內容，是個值得探究的問題。

二、電子信息工程專業信號與系統教學現狀與不足

信號與系統課程具有一系列特點：理論性強、應用性廣、概念晦澀、公式繁雜且不好推導。截止到目前，很多高校信號與系統課程都是采用教師講授的方式來授課，本校的教學手段也是教師講，學生聽，教學模式比較單一，學生只是被動地接收知識，不愿參與學習過程，往往課堂氣氛比較沉悶，學生的學習積極性不高。同時，由于本門課程用到大量的數學知識來處理各種電路問題，就導致更加不好理解，這一系列的因素就會加重課堂的沉悶氣氛，從而導致教學效果不好。該課程的上機實驗學時緊張且以驗證性為主，學生往往知其然不知其所以然，課后對實際問題的分析能力和處理能力并沒有得到有效的提高，對后續的科研及就業工作幫助并不理想。作為本課程的任課教師，必須立足于專業應用型人才的培養，探索出更加高效的教育教學方法，使得學生更加積極主動高效地進行學習，從而達到更好的教學效果。

三、電子信息工程專業信號與系統教學反思

1.教學內容方面加強理論與實際的結合。信號與系統課程是學生接觸比較早的一門理論與實踐相結合的課程。課程的教學內容多、理論性強、公式復雜，導致課程的入門難度較大，學生在學習過程中容易產生畏難情緒。為了適應專業應用型人才培養的需要，在教學內容方面嘗試將理論與實踐結合起來，將啟發式、趣味式、直觀化、探索性貫穿于整個教學過程，激發學生學習興趣、樹立學習信心，夯實學生的理論基礎，培養學生分析問題和解決問題的能力。

理論學習奠定基礎。信號與系統課程涉及到大量的數學公式，傳統的教學中偏重了公式的推導，而學生學習的側重點也往往偏向于習題的計算。改革后將重點強調知識點的物理意義以及工程應用價值。在知識點的講授過程中穿插趣味性的工程實例來提高學生的學習熱情。

仿真實驗鞏固理論。本課程理論的抽象性較強，MATLAB仿真能夠將抽象的理論可視化，使學生深入的理解信號、系統相關模型的物理意義。之前課程理論授課和仿真演示是分開進行的，通常四次理論課配備一次上機仿真，這種設置造成了所學理論不能及時驗證，無法趁熱打鐵;由于上機時間有限，只能驗證基礎理論，無法將工程案例的演示引入教學之中;學生對上機的重視程度也不夠。改革后將MATLAB仿真驗證引入到日常課堂教學中，教師在課前將驗證程序編寫好，理論授課的同時進行仿真演示，加深學生對知識點的理解，驗證的程序放在網絡教學平臺上，學生可以隨時下載、驗證、修改，學生也可將改進的內容做基礎驗證。同時，可以引入工程案例，比如雷達信號的分析、聲吶信號分析、語音信號處理，案例的驅動方式，學生會覺得更具有挑戰性，更接近于實際應用的場景，學生也更愿意去探索、去學習，能夠學以致用才是提高學生學習興趣的關鍵。

自主學習進一步提升。為使學生真正的深入學習，將所學知識化為己有，課程還設置了主題研討課。將本課程的重點、難點問題劃分為幾大知識模塊，如采樣定理之應用、卷積之美、傅里葉變換之強大等。學生分組任選研討主題，然后通過在網絡上查閱資料或在圖書館查閱文獻等途徑，對認領的知識點進行學習、總結和研討，最后進行匯報演講。在資料的查閱和整理的過程中，學生既深入學習了知識，還鍛煉了自主學習的能力。在分工合作的過程中培養了學生的團隊協作意識，最后的匯報演講實現了資源的共享，提高了全體同學的學習效率。

2.教學方法上做到優勢互補。教學方法的改革是教學改革的核心。改革的宗旨是實現教學過程由以教師為中心向以學生為主體、教師為主導的轉變;課堂氛圍由單項知識灌輸向師生互動的轉變;教學成果由知識的簡單傳授向理論與實踐相結合的轉變。

把講臺留給學生。傳統的授課環節，教學過程是單向的知識灌輸模式，師生互動匱乏、課堂氣氛沉悶，這樣就會導致學生聽課疲勞，注意力不集中，不求甚解。改革后，我們可采用放開講臺的教學方法。每堂課的前三分鐘，由學生上講臺做課前導入，概括講解與本次課內容相關的前續知識點。上課中，視知識點的難易適時地選擇由教師或學生交替講授，而在每堂課的最后三分鐘，同樣由學生上臺做課程的總結，提煉本次課的重點、難點，這樣就會迫使學生課后復習、課前預習、課上集中注意力。同時學生上講臺的講解過程，邏輯能力和表達能力都會得到鍛煉。對于本課程的相關知識點，鼓勵學生在網上查閱資料，尋找比較趣味、容易理解的講授方法，然后由同學向老師申請講臺，在合適時間會安排學生上臺以創新的方式去代替老師講解，凡是主動申請講解的都會在平時成績上給予一定的傾斜，對于講解效果好的會將講解方案推薦到教學平臺上與其它專業同學共享。在學生的講解過程中，老師做必要的解釋與知識點的補充。

通過問題導入學習。旨在培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。改革后在教學過程中引入了問題引導的教學方法。教師以問題為教學主題的切入點，引導和鼓勵學生思考并回答問題，整個教學活動都圍繞著問題的形式進行展開，不斷地發現問題、分析問題、解決問題，從而激發學生強烈的求知欲、自覺思考、主動探索。這種教學方法能夠充分地實現師生互動，使學生參與到教學活動中來。

通過實戰鞏固知識。理論與實踐相結合是專業應用型人才培養的基本原則，將所學的理論知識應用于實際的工程項目中，才能達到學以致用的目的。改革后的上機課不再只做基本理論的演示，而是將各類科技競賽中的合適題目作為項目引入到上機課中。由于這些題目都是綜合性的項目，考慮到上機時間有限，教師需要先將項目題目、項目要求等在網絡平臺公布，學生自主學習，上機時間只做項目指導、項目驗收、項目總結。項目驅動的教學方法不但有助于學生工程實踐能力的培養，還可為學生日后參加各種大賽奠定基礎。

通過改革教育教學方法，將教師為主的課堂逐步轉變為以學生為主的課堂，激發學生的學習自主性和學習積極性。注重理論與實際相結合，培養學生解決實際問題的能力。放開講臺，讓學生有更多施展的空間。通過以上幾種途徑，希望在以后的信號與系統教學過程當中，師生可以更融洽地進行教與學，實現教學效果和學習效果的雙贏。

四、結語

針對本校信號與系統課程的教學現狀，結合學校建設高水平、應用型大學的定位目標以及培養一批具有扎實專業技術知識的高水平、應用型人才的培養目標，本文探索了信號與系統課程的教育教學方法的改進措施，致力于將學生的被動學習變為主動，提高學生的學習積極性，采取教學手段與方法的改革，轉變傳統授課當中重理論輕實踐的教學模式，引導學生進行探索性、創新性學習，為學生后續專業課的學習打下良好的基礎，增強學生理論與實踐相結合的能力，以及動手操作能力，為學生以后的發展奠定良好的基礎。另外，也為本校本門課程的教學模式提供了更好的參考模式，以求提高學校本門課程整體的教學質量，為學校建設高水平、應用型大學的目標作出貢獻。

（作者單位：山東管理學院（智能工程學院））