東北林業(yè)大學(xué) 劉淑玉 趙永輝 嚴(yán) 旭

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大類(lèi)招生背景下電類(lèi)方向《信號(hào)與系統(tǒng)》課程改革的探索

東北林業(yè)大學(xué) 劉淑玉 趙永輝 嚴(yán) 旭

本文闡述在大類(lèi)招生背景下，電類(lèi)專業(yè)信號(hào)與系統(tǒng)課程的建設(shè)背景、課程體系建設(shè)的教學(xué)改革，以期提高學(xué)生信號(hào)分析與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐動(dòng)手能力，增強(qiáng)學(xué)生用算法或數(shù)學(xué)思維解決和理解物理現(xiàn)象的能力。

電類(lèi) 信號(hào)與系統(tǒng) 體系改革 方法改革

一、課程建設(shè)背景的變化

電類(lèi)方向課程的學(xué)習(xí)中，《信號(hào)與系統(tǒng)》課程需要學(xué)生有扎實(shí)的數(shù)學(xué)和電路基礎(chǔ)，能運(yùn)用數(shù)學(xué)手段解決電路問(wèn)題。學(xué)生要從概念和原理上理解《信號(hào)與系統(tǒng)》，能以數(shù)學(xué)手段描述和分析實(shí)際的物理系統(tǒng)。

二、體系結(jié)構(gòu)的改革

從電類(lèi)培養(yǎng)計(jì)劃來(lái)看，《信號(hào)與系統(tǒng)》課程需要學(xué)生掌握復(fù)變和電路的方法，以此為學(xué)生后續(xù)的數(shù)字信號(hào)處理打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、自動(dòng)控制理論的發(fā)展越來(lái)越快，對(duì)數(shù)字信號(hào)處理的要求越來(lái)越全面。兩種信號(hào)、兩類(lèi)系統(tǒng)、三大變換貫穿于《信號(hào)與系統(tǒng)》教學(xué)內(nèi)容的始末。兩種信號(hào)是連續(xù)時(shí)間信號(hào)和離散時(shí)間信號(hào)，兩類(lèi)系統(tǒng)是連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)和離散時(shí)間系統(tǒng)。兩種系統(tǒng)的處理方法可以從時(shí)域上進(jìn)行，也可以從變換域上進(jìn)行。無(wú)論是培養(yǎng)方案的制定，還是教學(xué)內(nèi)容的安排，《信號(hào)與系統(tǒng)》的教學(xué)都要符合電類(lèi)方向?qū)W生發(fā)展的要求，符合培養(yǎng)學(xué)生綜合計(jì)算、分析電路、設(shè)計(jì)電路等能力的要求。

三、教學(xué)方法的改革

針對(duì)傳統(tǒng)板書(shū)教學(xué)對(duì)教學(xué)的多樣性進(jìn)行相應(yīng)改革。

1.教學(xué)課件的引入

《信號(hào)與系統(tǒng)》課程的概念較抽象，教師教學(xué)要注意提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師教學(xué)仍可以采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，在課堂上講解典型案例。教師可以將課件上傳至數(shù)字教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生在課前和課后自主學(xué)習(xí)查看。教師可以通過(guò)教學(xué)平臺(tái)統(tǒng)計(jì)教學(xué)難易點(diǎn)，有針對(duì)性地教學(xué)。教師也可以在平臺(tái)上安排作業(yè)、小測(cè)試和師生討論等內(nèi)容。

2.循序漸進(jìn)，逐步提高

課程內(nèi)容的安排要由淺到深，由易到難。學(xué)生可以通過(guò)高數(shù)中由齊次解和特解的方式求解微分方程，也可以由雙零法求解，可以嘗試由沖激函數(shù)匹配法和算子符號(hào)法求解微分方程。教師要結(jié)合當(dāng)前的通信模式，逐步提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。學(xué)生學(xué)習(xí)由易到難，在潛移默化中接受理論和方法。

3.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)

教師可以將實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)由原來(lái)的8學(xué)時(shí)增加到14學(xué)時(shí)，要求學(xué)生分析硬件電路結(jié)構(gòu)，使學(xué)生根據(jù)具體參數(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的電路，能利用軟件實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單算法。

四、教學(xué)內(nèi)容的改革

教師要結(jié)合理論加應(yīng)用的原則，采取難易結(jié)合、因材施教的原則改革教學(xué)內(nèi)容。

1.參考書(shū)的選擇

針對(duì)后續(xù)課程的整體要求，教師可以選擇鄭君里第三版的《信號(hào)與系統(tǒng)》作為教材。該教材側(cè)重理論講解，各章后面引入知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際中的應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性。教師也可以選擇陳生潭的《信號(hào)與系統(tǒng)》作為輔助教材，該教材對(duì)基礎(chǔ)理論的介紹和一些公式的推導(dǎo)更為詳細(xì)，適合學(xué)生自學(xué)。

2.圖形仿真軟件的引入

教師教學(xué)可以結(jié)合matlab軟件，調(diào)用相應(yīng)的命令進(jìn)行仿真比較，使學(xué)生觀察時(shí)域和頻域的變化，對(duì)比學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)興趣。

3.教學(xué)內(nèi)容的增加

隨著流媒體技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)信號(hào)的分析已經(jīng)不局限于單一的信號(hào)。人們要同時(shí)分析多個(gè)輸出信號(hào)的狀況。所以，實(shí)際教學(xué)中教師要增加狀態(tài)變量法的教學(xué)。

五、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)生將課堂上學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)將數(shù)學(xué)概念與物理現(xiàn)象結(jié)合，能提高學(xué)生動(dòng)手和分析問(wèn)題的能力，提高學(xué)生自主解決問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考題大多是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的延伸與綜合。這一教學(xué)過(guò)程的成績(jī)判定不再?gòu)?qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，而是關(guān)注實(shí)驗(yàn)的過(guò)程性，側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。電路板設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)硬件電路的理解和分析。學(xué)生可以利用matlab軟件對(duì)算法和設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真操作。結(jié)合培養(yǎng)方案，學(xué)生應(yīng)用和延伸2學(xué)期的C語(yǔ)言知識(shí)。

六、考試方法的改革

整個(gè)教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的均衡性和多樣性。兩次期中考試和一次期末考試能平衡學(xué)生對(duì)各部分知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)和掌握，驗(yàn)證教師的授課方式。平時(shí)成績(jī)由實(shí)驗(yàn)和作業(yè)的完成情況組成，使教師及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程性。

《信號(hào)與系統(tǒng)》是電類(lèi)方向?qū)W生的學(xué)科基礎(chǔ)課。教師只有不斷更新教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，才能增加學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課程概念的理解和對(duì)知識(shí)的延續(xù)性。教師對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)中的工程和科研能力地培養(yǎng)，還需要進(jìn)一步研究和探索。

［1］劉蓉暉，楊爾濱.“信號(hào)與系統(tǒng)”課程改革的實(shí)踐和研究［J］.課程教材改革，2013

［2］唐 斌，莫 磊.面向航空電子行業(yè)的《信號(hào)與系統(tǒng)》課程改革［J］.成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015

［3］金 勇，胡振濤.《信號(hào)與系統(tǒng)》課程教學(xué)改革探討［J］.開(kāi)封大學(xué)學(xué)報(bào)，2014

［4］孫妮娜.現(xiàn)代學(xué)徒制背景下高職《信號(hào)與系統(tǒng)》課程改革的探索［J］.無(wú)線互聯(lián)科技，2015

［5］李文娟.應(yīng)用型大學(xué)信號(hào)與系統(tǒng)課程改革探討［J］.求知導(dǎo)刊，2015

（本文系基金項(xiàng)目：東北林業(yè)大學(xué)重點(diǎn)建設(shè)課程）

ISSN2095-6711/Z01-2016-09-0048

劉淑玉（1979—），女，漢族，東北林業(yè)大學(xué)，講師，在讀博士，研究方向：信號(hào)處理與通信技術(shù)