白娜

【摘要】信號與系統(tǒng)在現(xiàn)代自然科學領域占有重要地位，然而其內容復雜在教學過程中容易引起學生強烈的厭學情緒，有必要對傳統(tǒng)的教學方式加以改革。本論文從不同方面闡述應用型本科《信號與系統(tǒng)》課堂教學方法的探索與研究，希望為研究信號與系統(tǒng)課堂教學方法改革的專家和學者提供理論參考依據(jù)。

【關鍵詞】應用型本科;信號與系統(tǒng);教學方法改革

“信號與系統(tǒng)”課程是絕大多數(shù)工科類專業(yè)特別是電子信息類專業(yè)本科生的一門重要的專業(yè)基礎課程。該課程以高等數(shù)學、電路分析、線性代數(shù)、復變函數(shù)等課程為基礎，同時是后續(xù)數(shù)字信號處理、通信原理、數(shù)字圖像處理等專業(yè)課程的先修課程，在培養(yǎng)環(huán)節(jié)中起到承上啟下的作用，其教學效果直接關系到后續(xù)課程的教學效果。

1、信號與系統(tǒng)課程教學面臨的問題

由于“信號與系統(tǒng)”課程本身的特點及教學方式和方法的單一，該課程一直處于“難教難學”的狀態(tài)。該課程對高等數(shù)學和電路知識有一定的要求，包括微分差分方程的求解、積分變換與求解、基本電路分析、復變函數(shù)等，理論性較強，貫穿著大量的數(shù)學公式和符號，許多概念比較抽象難理解，學生需要掌握一定的數(shù)學和電路基礎知識才能充分理解和掌握，對基礎知識掌握不夠扎實的學生來說，學習起來比較吃力。加上現(xiàn)有教學內容涉及實際應用案例較少，使得課程比較枯燥，許多學生隨著課程的進展逐漸失去了學習信心。傳統(tǒng)的教學方法均是以教師課堂講授為主，加上教學時間有限，主要采用單向灌輸式的教學方法，教師與學生之間缺少互動，不能充分調動學生的學習積極性與主動性，學生沒有真正參與到教學活動中來，從而影響了教學質量和效果。

2、《信號與系統(tǒng)》課程現(xiàn)狀分析

2.1內容抽象難以理解。信號與系統(tǒng)包含眾多重要復雜的公式、定理和性質，瑣碎而且難于理解，如傅立葉變換等，由于抽象復雜，學生容易產生厭學心理，失去興趣的學生在后續(xù)的學習中因缺乏動力而不愿在本課程上傾注精力，進一步影響學習。

2.2涉及數(shù)學原理較多。該課程除了涉及基本的高數(shù)知識，還涉及矩陣、隨機等復雜、煩瑣的數(shù)學知識，一些數(shù)學能力較為欠缺的學生很難在課堂上跟上老師的思路，對于信號與系統(tǒng)的學習興趣進一步下降。

2.3理論與實踐缺乏連接。信號與系統(tǒng)理論和實踐連接較少，在本科階段很少有比較適用的實驗，與實際脫軌的弊端使學生在學習時缺乏感知，很難形成系統(tǒng)學習的動力。學習的最好老師是興趣，實驗環(huán)節(jié)是學生由課堂轉向興趣的轉折點，但現(xiàn)實實驗環(huán)節(jié)過于偏重理論驗證而忽略創(chuàng)新性的培養(yǎng)。

2.4內容浩瀚繁雜，難以形成系統(tǒng)理論。信號與系統(tǒng)的先修和基礎課程包括高等數(shù)學以及電路分析基礎、高頻電子線路、大學物理等內容，數(shù)學、電路等多學科交叉，學生學習時往往無法分清該課程的具體使用領域，無法對該學科形成整體印象。

3、《信號與系統(tǒng)》課程教學改革

3.1教學手段的改革

傳統(tǒng)教學是在黑板上梳理知識點，書寫一些繁雜公式的推理，但由于課時限制，繁雜的公式推理耗費了大量時間，導致課程內容還沒講解完就已經下課了。學生對知識點的理解及應用不夠深，造成知識化與認識化相分離。隨著科技的發(fā)展，目前大多數(shù)老師都采用多媒體進行教學，將教學內容清晰明了地展現(xiàn)在多媒體屏幕上，減少教學過程中過于煩瑣和復雜的板書書寫時間，提高課堂時間利用率。通過多媒體進行知識點的擴充和相關應用搜索，使學生不僅對相關知識點有所了解，還對相關應用產生興趣，提高學生對該課程的學習積極性。同時，學生的接受能力比較弱，無法全部接收課堂內容，長此以往，產生厭倦的心理，致使學生學習成績下降。

3.2教學方法的改革。我校針對信號與系統(tǒng)這一課程在教學方法上進行改革，傳統(tǒng)的教學方法是講授法，即教師運用各種教學手段進行教學，學生聽講。但這種教學方式很容易造成學生因為內容枯燥無味而玩手機、睡覺等，降低課堂效率。我校采用多種教學方法相結合，即講授法、討論法以及實驗法三位一體進行教學。

3.3信號與系統(tǒng)理論性比較強，但應用范圍廣泛，與實際密切聯(lián)系。教師在教學過程中必須增加與實際聯(lián)系的環(huán)節(jié)，使學生對本門課程產生較為系統(tǒng)性的理解。針對理論與實踐脫節(jié)這一問題，教師應該多給學生安排難度適宜的創(chuàng)造性活動，引導學生在實際應用中獨立分析和解決問題，培養(yǎng)學生自主意識和創(chuàng)新意識。利用一些信號處理軟件輔助教學，在實驗環(huán)節(jié)增加軟件的學習和使用，如 Matlab、LabVIEW 等。通過這些軟件的學習和使用，學生了解“課本”背后的知識，對信號與系統(tǒng)這門課程的原理有更深層次的認識。我們設計諸如多正弦信號疊加成矩形波等諸多實驗，讓學生真正理解信號變換的目的。實驗設計通過設置難度梯度提高學生參與實驗的積極性，先易后難，漸次深入，學生在課堂上學習理論的同時，在實驗中養(yǎng)成獨立分析、解決問題的能力。設計實驗采取驗證為輔，設計為主的原則，達到深化啟發(fā)學生思維的效果。

參考文獻：

[1]王俊祥，趙怡，傅莉.信號與系統(tǒng)課程教學改革的思考與探索[J].學園，2018（20）.

[2]韓連福，王海霞，付長鳳，呂秀麗，牟海維，韓建，姜繼玉.信號與系統(tǒng)課程教學改革與實踐探索[J].當代教育實踐與教學研究，2019（02）.

[3]王華華.“3+2”模式下“信號與系統(tǒng)”及相關課程教改探索[J].南寧師范大學學報（自然科學版），2019（03）.

[4]高雅，陳群.信號與系統(tǒng)課程教學方法改革探討[J].電子質量，2013（07）.

[5]趙萬明，蔣林，邱存勇.基于卓越工程師培養(yǎng)的信號與系統(tǒng)教學改革與實踐[J].科教導刊（上旬刊），2017（12）.

[6]李燦蘋，張培珍，張瑩.“信號與系統(tǒng)”課程教學改革與探索[J].中國電力教育，2018（01）.

[7]付長鳳，侯昱東，韓連福，呂秀麗，牟海維，韓建，姜繼玉.信號與系統(tǒng)課程存在的問題及改進方法探索[J].當代教育實踐與教學研究，2018（10）.

注：中國管理科學研究院教育創(chuàng)新研究所十三五科研規(guī)劃課題《教育教學理論與實踐探究》總課題組子課題：基于應用型本科信號與系統(tǒng)教學改革研究，課題編號： EDU-86-20210115005;哈爾濱石油學院校級教育教學改革項目：SPOC背景下《信號與系統(tǒng)》課程教學改革與研究，項目編號：hsyjg201909。