工程認(rèn)證背景下“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)方法的實(shí)踐研究

雷紅

摘 要：本文研究了工程認(rèn)證背景下“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)方法的實(shí)踐問題。對(duì)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐的必要性展開分析，結(jié)合工程認(rèn)證的要求和標(biāo)準(zhǔn)，探討了工程認(rèn)證背景下對(duì)于該課程教學(xué)方法的創(chuàng)新實(shí)踐的積極影響，并基于以上內(nèi)容提出了相應(yīng)的創(chuàng)新實(shí)踐策略：豐富課程教學(xué)內(nèi)容、利用網(wǎng)絡(luò)輔助課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方式創(chuàng)新等。本文還通過實(shí)例分析，具體展示了該方法的應(yīng)用和實(shí)踐成果。研究結(jié)果表明，創(chuàng)新實(shí)踐方法有助于提高“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和競(jìng)爭(zhēng)力，為培養(yǎng)順應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的工程人才做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：工程認(rèn)證背景下 信號(hào)與系統(tǒng) 教學(xué)方法 實(shí)踐研究

“信號(hào)與系統(tǒng)”是我國(guó)高校電子信息工程專業(yè)學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其中的理論內(nèi)容為后續(xù)“通信原理”“數(shù)字信號(hào)處理”等課程提供了重要的支撐。此外，該課程也能在一定程度上培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思維、分析問題和解決問題的能力。隨著工程教育的不斷發(fā)展，工程認(rèn)證逐漸成為衡量高校工程專業(yè)教育質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。未來社會(huì)發(fā)展離不開實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)的電子信息工程技術(shù)人才，如何在工程認(rèn)證背景下創(chuàng)新“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和競(jìng)爭(zhēng)力，已成為當(dāng)前亟待解決的問題。

為了貫徹培養(yǎng)實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的技術(shù)型人才的原則，本文針對(duì)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)方法的創(chuàng)新實(shí)踐展開深入研究，以推動(dòng)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合素質(zhì)，為培養(yǎng)順應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的工程人才做出貢獻(xiàn)。同時(shí)，也為其他工程學(xué)科的教學(xué)改革提供一定的借鑒和參考。

一、“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)方法創(chuàng)新實(shí)踐的必要性

“信號(hào)與系統(tǒng)”課程是工程學(xué)科中的核心課程之一，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思維、分析問題和解決問題的能力具有重要的作用。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)方法通常更重視理論知識(shí)的傳授，對(duì)于實(shí)踐能力培養(yǎng)的重視程度不夠，教學(xué)方式比較單一，師生之間的互動(dòng)性不足。考慮以上多方面的因素，為了更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)效果的提升，進(jìn)行“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)方法的創(chuàng)新實(shí)踐是必要的。

首先，創(chuàng)新實(shí)踐有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。在傳統(tǒng)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)注重知識(shí)傳授的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)。課程教學(xué)方法的創(chuàng)新實(shí)踐可以引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、積極思考、動(dòng)手實(shí)踐，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和競(jìng)爭(zhēng)力。

其次，創(chuàng)新實(shí)踐有助于提高教學(xué)質(zhì)量和效果。傳統(tǒng)的教學(xué)方法在傳授理論知識(shí)方面有著一定的優(yōu)勢(shì)，但在互動(dòng)性和實(shí)踐性等方面仍需優(yōu)化。課程教學(xué)方法的創(chuàng)新實(shí)踐可以更好地發(fā)揮學(xué)生的主體性和積極性，在提高教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)還能夠豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，進(jìn)而提升教學(xué)效果。

最后，創(chuàng)新實(shí)踐有助于推動(dòng)教育教學(xué)的改革和發(fā)展。隨著工程認(rèn)證的推廣和深入，工程教育需要不斷更新教學(xué)理念和方法，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)方法的創(chuàng)新實(shí)踐可以探索出更加符合工程認(rèn)證要求的教學(xué)模式和方法，推動(dòng)教育教學(xué)的改革和發(fā)展。

綜上所述，進(jìn)行“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)方法的創(chuàng)新實(shí)踐是必要的，不僅可以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和競(jìng)爭(zhēng)力，還可以提高教學(xué)質(zhì)量和效果，推動(dòng)教育教學(xué)的改革和發(fā)展。

二、工程認(rèn)證對(duì)該課程教學(xué)方法創(chuàng)新實(shí)踐的積極影響

工程認(rèn)證對(duì)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)方法的創(chuàng)新實(shí)踐產(chǎn)生了積極的影響。首先，工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)了以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，推動(dòng)了教學(xué)方法的改革，使教師更加注重學(xué)生的參與和體驗(yàn)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。其次，工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，使教師更加注重實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)模式，從而提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。此外，工程認(rèn)證還推動(dòng)了教學(xué)資源的更新和教學(xué)質(zhì)量的提升，為教學(xué)方法的創(chuàng)新實(shí)踐提供了更好的條件和保障。

在工程認(rèn)證背景下，“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)方法的創(chuàng)新實(shí)踐得到了鼓勵(lì)和支持。教師更加注重學(xué)生的主體性和積極性，采用多樣化的教學(xué)方式和手段，如案例分析、小組討論、互動(dòng)教學(xué)等，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和能力。同時(shí)，教師也更加注重實(shí)踐教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，通過設(shè)計(jì)并實(shí)施綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。這些創(chuàng)新實(shí)踐的方法不僅有助于提高“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的教學(xué)質(zhì)量，也有助于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和競(jìng)爭(zhēng)力，為他們未來的職業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。［1］

綜上所述，工程認(rèn)證對(duì)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)方法的創(chuàng)新實(shí)踐產(chǎn)生了積極的影響，推動(dòng)了教學(xué)理念的更新和教學(xué)方法的改革，提高了教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的綜合素質(zhì)。

三、工程認(rèn)證背景下“信號(hào)與系統(tǒng)”課程實(shí)踐方式

（一）豐富課程教學(xué)內(nèi)容

工程認(rèn)證背景下，我國(guó)高校“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)方法在進(jìn)行實(shí)踐時(shí)首先需要科學(xué)地安排教學(xué)內(nèi)容，只有注重課程內(nèi)容之間的銜接，才能順利完成教學(xué)方法的實(shí)踐。［2］一般來說，“信號(hào)與系統(tǒng)”課程中需要掌握的公式、定理較多，概念較為抽象，學(xué)生對(duì)于該課程的學(xué)習(xí)存在一定的難度，所以在進(jìn)行“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)方法的實(shí)踐時(shí)，需要合理規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，體現(xiàn)教學(xué)方法的多樣性，進(jìn)而加深學(xué)生對(duì)課程的理解與記憶。

首先，在“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)過程中，教師要重視理論知識(shí)的前驅(qū)與后繼關(guān)系，也就是每一課時(shí)的內(nèi)容都要整理出清晰的主線，為后面課時(shí)的內(nèi)容奠定基礎(chǔ)，讓學(xué)生更容易理解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。其次，在實(shí)際“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)過程中，教師要注重學(xué)生的思維訓(xùn)練，以本課時(shí)教學(xué)內(nèi)容為對(duì)象，不斷向?qū)W生拋出問題，讓學(xué)生通過自主解決問題來鍛煉思維能力。最后，在日常“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)內(nèi)容中貫穿工程實(shí)例，針對(duì)有難度的工程實(shí)例，教師可以安排學(xué)生分小組討論，讓學(xué)生積極提出自己的想法，鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，讓學(xué)生在解決實(shí)際工程問題時(shí)，提升自身創(chuàng)新意識(shí)與實(shí)踐能力。

“信號(hào)與系統(tǒng)”作為電子信息工程專業(yè)重要的基礎(chǔ)課，其理論知識(shí)點(diǎn)對(duì)于其他專業(yè)課程均有所幫助，所以本文通過上述幾點(diǎn)內(nèi)容對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行豐富，讓學(xué)生不只簡(jiǎn)單掌握抽象的知識(shí)點(diǎn)，更能培養(yǎng)解決實(shí)際工程問題的能力，在“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)方法實(shí)踐中，教學(xué)內(nèi)容可以為后續(xù)實(shí)踐奠定良好基礎(chǔ)，只有豐富的教學(xué)內(nèi)容，才能幫助學(xué)生加深對(duì)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的掌握，進(jìn)而提升自身解決工程問題和創(chuàng)新性思考的能力。

（二）利用網(wǎng)絡(luò)輔助課堂教學(xué)

“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)方法的實(shí)踐可以加深學(xué)生對(duì)所學(xué)理論內(nèi)容的理解，在工程認(rèn)證背景下，可以優(yōu)化實(shí)踐課程的設(shè)置，提升學(xué)生的實(shí)踐能力。

具體可以利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)來輔助課堂教學(xué)，實(shí)現(xiàn)不限時(shí)間與空間的“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)方法實(shí)踐活動(dòng)。［3］網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)可以促使“教”與“學(xué)”融為一體，教師可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)增進(jìn)師生之間的互動(dòng)交流。

首先，在課前階段，高校電子信息工程專業(yè)教師根據(jù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的后臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)掌握每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)水平及學(xué)習(xí)進(jìn)度，從而為學(xué)生制定個(gè)性化的教學(xué)計(jì)劃，并利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)向?qū)W生推送課前預(yù)習(xí)資料，幫助學(xué)生更好地消化“信號(hào)與系統(tǒng)”課堂教學(xué)內(nèi)容。其次在課中階段，教師通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)以直播的形式向?qū)W生傳授知識(shí)，并下達(dá)學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生跟著老師的思路完成課堂教學(xué)內(nèi)容，如果有部分知識(shí)并未深刻理解，可以在課后時(shí)間通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，反復(fù)查看錄播視頻，直至對(duì)所學(xué)內(nèi)容全部掌握。在課堂上教師可以布置實(shí)際工程項(xiàng)目的實(shí)踐研究，學(xué)生以小組討論的形式完成實(shí)踐研究，并通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)展示學(xué)習(xí)成果。最后在課后階段，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提出學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，教師對(duì)每位學(xué)生的問題給予解答，輔助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程。

因此，在“信號(hào)與系統(tǒng)”的課程實(shí)踐中，教師可以利用網(wǎng)絡(luò)來輔助課堂教學(xué)，從課前、課中及課后三個(gè)階段，全面跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而收獲更好的教學(xué)效果。

（三）創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方式

工程認(rèn)證背景下，“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)的主要目標(biāo)就是培養(yǎng)社會(huì)所需的創(chuàng)新型、實(shí)踐型人才，所以實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)方式至關(guān)重要。故在進(jìn)行實(shí)踐時(shí)，可以對(duì)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方式進(jìn)行創(chuàng)新。一般情況下，“信號(hào)與系統(tǒng)”實(shí)驗(yàn)課大多做驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，也就是讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)課對(duì)課堂上學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證，從而加深記憶，所以在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課教學(xué)時(shí)，可以采用實(shí)驗(yàn)箱與MATLAB軟件這兩種方式。

首先是實(shí)驗(yàn)箱，就是讓學(xué)生結(jié)合相關(guān)指導(dǎo)書，真實(shí)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如通過方波信號(hào)的分解實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生更深刻地體會(huì)到濾波器上波形的變化情況，這種實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方式更加直觀形象。其次是MATLAB軟件，利用該軟件可以進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過模擬的方式，加深對(duì)理論知識(shí)的理解，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式更加簡(jiǎn)單快捷。

高校在開設(shè)“信號(hào)與系統(tǒng)”實(shí)驗(yàn)課時(shí)，需要進(jìn)行靈活擴(kuò)展以及開發(fā)，根據(jù)實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容選擇不同的教學(xué)方式，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維奠定基礎(chǔ)。在“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)方法的實(shí)踐中，實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方式的創(chuàng)新可以明顯提升學(xué)生對(duì)這門課程的學(xué)習(xí)興趣，有助于培養(yǎng)出社會(huì)真正需要的工程人才。

四、實(shí)例分析

（一）實(shí)踐對(duì)象

本文研究的主要目的是改善我國(guó)高校“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)現(xiàn)狀，以促進(jìn)教育改革，將工程認(rèn)證理念作為“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)的指導(dǎo)思想，針對(duì)文中所提實(shí)踐方式進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)。在進(jìn)行“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)方法的實(shí)踐教學(xué)時(shí)，需要確定實(shí)踐對(duì)象為某高校。在高校開設(shè)的多個(gè)專業(yè)中，電子工程、通信工程、自動(dòng)化工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息工程、電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)以及測(cè)試計(jì)量技術(shù)與儀器等專業(yè)均有開設(shè)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程。本文以該高校開設(shè)“信號(hào)與系統(tǒng)”的所有專業(yè)學(xué)生作為本次教學(xué)的具體實(shí)踐對(duì)象，總計(jì)1500人。為了更有效地展示出該高校應(yīng)用本文所提實(shí)踐教學(xué)方式的效果，選取與該高校教學(xué)方針和學(xué)生水平相近的另一所學(xué)校相應(yīng)專業(yè)的所有學(xué)生作為對(duì)照，總計(jì)1600人。

（二）實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行“信號(hào)與系統(tǒng)”實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)這門課程進(jìn)行充分了解，這樣才能在最大程度上發(fā)揮出教學(xué)方法的教育優(yōu)勢(shì)。一是實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，在本次實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中選擇的兩所高校開設(shè)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程均已超過20年，均使用湯全武主編的教材，整個(gè)教材中共存在七大模塊的教學(xué)內(nèi)容，本文主要選用“連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析”這一課時(shí)作為實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容；二是教學(xué)目標(biāo)，經(jīng)過本課時(shí)的教學(xué)，讓兩所高校相應(yīng)專業(yè)的學(xué)生掌握信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析的基本原理等知識(shí)點(diǎn)，明確線性時(shí)不變系統(tǒng)的特性，進(jìn)而解決實(shí)際問題。在上述“信號(hào)與系統(tǒng)”實(shí)踐教學(xué)分析的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)了實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)流程，如圖1所示。

實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)流程設(shè)計(jì)是確保本次“信號(hào)與系統(tǒng)”課程實(shí)踐教學(xué)順利實(shí)施的關(guān)鍵，本文結(jié)合“連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析”課時(shí)的實(shí)際教學(xué)情況，設(shè)計(jì)如圖1所示的主要教學(xué)環(huán)節(jié)，且各環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容各不相同，從整體上實(shí)現(xiàn)“信號(hào)與系統(tǒng)”的教學(xué)目標(biāo)。

五、結(jié)語

工程認(rèn)證是國(guó)家教育改革大背景下的必然發(fā)展趨勢(shì)，而“信號(hào)與系統(tǒng)”作為我國(guó)高校電子信息工程專業(yè)教學(xué)中不可或缺的課程，為了使其在工程認(rèn)證背景下獲得更好的教學(xué)效果，本文結(jié)合相關(guān)經(jīng)驗(yàn)制定一系列“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)方法的實(shí)踐方式，并通過教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)證明了本文所提實(shí)踐方式的有效性，使高校電子信息工程專業(yè)學(xué)生對(duì)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程重難知識(shí)點(diǎn)精準(zhǔn)掌握，從而實(shí)現(xiàn)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)效益的最大化，對(duì)促進(jìn)我國(guó)教育改革有著一定的理論指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 羅靜，劉仁，施冬健，等.工程認(rèn)證背景下高分子材料與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革初探［J］.高分子通報(bào)，2021（5）：107-114.

［2］ 高哲，孫亞賽，周茜，等.在工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下的“食品營(yíng)養(yǎng)學(xué)”教學(xué)改革［J］.食品工業(yè)，2022（5）：256-258.

［3］ 郝雨薇，翟銘，孫志成，等.工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下線上教學(xué)方法改革和探索［J］.數(shù)字印刷，2022（4）：104-109，137.

基金項(xiàng)目：海南熱帶海洋學(xué)院2020年度校級(jí)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“信號(hào)與系統(tǒng)課程教學(xué)改革研究與實(shí)踐” （RHYktjg2020-19）。