郭彬+褚俊英

摘 要：信號(hào)與系統(tǒng)課程對(duì)于很多電子信息、電氣工程、自動(dòng)化等專業(yè)來(lái)說(shuō)都是一門較為基礎(chǔ)性的學(xué)科，它的理論性、實(shí)踐性以及系統(tǒng)性都很強(qiáng)，對(duì)于學(xué)生專業(yè)的學(xué)習(xí)起著非常重要的鋪墊作用，可以說(shuō)是數(shù)字信號(hào)處理、通信原理等課程學(xué)習(xí)的必修課程，其知識(shí)點(diǎn)多且比較復(fù)雜抽象，學(xué)生學(xué)習(xí)的難度非常大。獨(dú)立院校對(duì)于該門課程的教學(xué)很多都處于探索階段，在課程的教學(xué)中存在許多不足之處，為適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要，該課程的教學(xué)改革勢(shì)在必行。

關(guān)鍵詞：信號(hào)與系統(tǒng)課程；必修課程；教學(xué)改革

一、引言

信號(hào)與系統(tǒng)課程主要學(xué)習(xí)的是信號(hào)與系統(tǒng)有關(guān)方面的理論及其基本的分析方法，是工程類專業(yè)比較基礎(chǔ)的課程，是電氣信息類、自動(dòng)化類專業(yè)較為基礎(chǔ)的課程，該課程的學(xué)習(xí)主要以高等數(shù)學(xué)、電路分析等為理論基礎(chǔ)，在專業(yè)教學(xué)中有著承前啟后的作用，學(xué)生對(duì)該門課程知識(shí)的掌握程度直接影響著其分析解決專業(yè)課程問(wèn)題的能力，所以對(duì)該課程的改革十分有必要。獨(dú)立學(xué)院工程類專業(yè)的基本目標(biāo)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才，隨著招生規(guī)模的擴(kuò)大，所暴露出的教學(xué)問(wèn)題也就越來(lái)越多。眾多的獨(dú)立院校都開(kāi)始嘗試對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)課程教學(xué)進(jìn)行改革并且取得了一定的成果，顯著改善了教學(xué)的質(zhì)量，不過(guò)仍然存在較多的問(wèn)題。

二、當(dāng)前獨(dú)立學(xué)院信號(hào)與系統(tǒng)課程教學(xué)存在的問(wèn)題

信號(hào)與系統(tǒng)課程的知識(shí)點(diǎn)相對(duì)而言比較多，且相關(guān)的理論也比較抽象。而獨(dú)立院校學(xué)生的學(xué)習(xí)能力以及基礎(chǔ)相對(duì)要差，尤其是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，當(dāng)出現(xiàn)對(duì)數(shù)學(xué)能力要求較高的知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候，很多學(xué)生無(wú)法掌握。在課程教學(xué)的過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)，較多的學(xué)生對(duì)該門課程的學(xué)習(xí)感到非常吃力，有的甚至因此失去學(xué)習(xí)的興趣與信心，最主要的原因也是對(duì)高等數(shù)學(xué)等相關(guān)先修的課程知識(shí)沒(méi)有掌握好。當(dāng)前獨(dú)立院校信號(hào)與系統(tǒng)課程教學(xué)中存在的較為普遍的問(wèn)題主要有：

1.學(xué)時(shí)比較少

該課程對(duì)于很多工程類專業(yè)來(lái)說(shuō)是一門較為專業(yè)的基礎(chǔ)課，對(duì)于學(xué)生專業(yè)課的學(xué)習(xí)有著非常重要的作用。該課程涉及的知識(shí)點(diǎn)比較多且內(nèi)容比較難懂，但是很多獨(dú)立院校在安排學(xué)時(shí)方面卻相對(duì)比較少，導(dǎo)致很多學(xué)生學(xué)起來(lái)非常吃力，掌握起來(lái)難度非常大，有的甚至越學(xué)越?jīng)]興趣。

另外，該課程對(duì)數(shù)學(xué)運(yùn)算能力要求很高，學(xué)生必須要借助大量練習(xí)題掌握有關(guān)知識(shí)點(diǎn)，再加上知識(shí)的前后聯(lián)系非常緊密，學(xué)生必須要花費(fèi)很多時(shí)間進(jìn)行梳理與總結(jié)，只有這樣才能夠完全掌握課程前后內(nèi)容之間的聯(lián)系以及該課程知識(shí)點(diǎn)與別的專業(yè)課程之間的相關(guān)聯(lián)系。學(xué)校安排的學(xué)時(shí)較少，導(dǎo)致教師在上課過(guò)程中對(duì)知識(shí)點(diǎn)的講解相對(duì)較粗，教師為完成該門課程的講解，花在每個(gè)章節(jié)上的時(shí)間相對(duì)較少，學(xué)生由于理解能力有限，加上自學(xué)能力相對(duì)較弱，缺乏時(shí)間進(jìn)行復(fù)習(xí)，導(dǎo)致很多學(xué)生對(duì)該門課程知識(shí)的掌握非常有限。

2.教學(xué)模式比較單一

信號(hào)與系統(tǒng)是一門對(duì)數(shù)學(xué)能力要求很高的學(xué)科。該課程的知識(shí)大多要借助高等數(shù)學(xué)、復(fù)變函數(shù)以及線性代數(shù)等知識(shí)點(diǎn)來(lái)掌握，從某個(gè)方面來(lái)說(shuō)，該課程的教學(xué)實(shí)際上就是數(shù)學(xué)的變換與分析的過(guò)程，抽象程度非常高，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)比較差的學(xué)生理解起來(lái)非常困難。獨(dú)立院校的學(xué)生在高中階段的綜合能力與普通一二本的學(xué)生相比相對(duì)要差，他們學(xué)習(xí)起來(lái)相當(dāng)困難。加上數(shù)學(xué)教師與后繼課程的教師缺乏溝通與交流，他們?cè)诮虒W(xué)上各有側(cè)重點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程的時(shí)候，遇到一些比較難的涉及數(shù)學(xué)計(jì)算與推導(dǎo)的問(wèn)題往往非常吃力。再加上教師所采取的教學(xué)方式基本上還是高中的教學(xué)模式，以單向的知識(shí)傳輸為主，與學(xué)生之間的互動(dòng)比較少，對(duì)學(xué)生掌握的程度缺乏了解，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性比較差，課堂的氛圍比較沉悶，尤其是遇到比較難且比較抽象的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，很多學(xué)生都感到茫然，教師的整體教學(xué)效果比較差。

3.師資隊(duì)伍力量薄弱

信號(hào)與系統(tǒng)課程是電氣、電子信息工程、自動(dòng)化類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，對(duì)于很多獨(dú)立院校來(lái)說(shuō)，這幾類專業(yè)的師資隊(duì)伍都存在著數(shù)量不足、水平差、專業(yè)能力弱的現(xiàn)象。尤其是隨著招生數(shù)量的增加，學(xué)校整體的辦學(xué)規(guī)模在不斷擴(kuò)大，該課程教學(xué)隊(duì)伍的力量更加薄弱。在教師缺少的情況下，學(xué)校往往會(huì)安排相關(guān)專業(yè)的教師教授該門課程，無(wú)形中增加了很多專業(yè)課教師的教學(xué)任務(wù)，一些教師由于教研繁忙，教學(xué)準(zhǔn)備時(shí)間相對(duì)較少，教學(xué)質(zhì)量方面難以保證。此外，加上教學(xué)任務(wù)加重，很多教師對(duì)課程內(nèi)容的鉆研時(shí)間也相對(duì)減少，他們的業(yè)務(wù)水平可以說(shuō)停滯不前，無(wú)法滿足培養(yǎng)應(yīng)用型人才的基本要求。

4.課程之間缺乏有效的銜接

很多工程類專業(yè)的專業(yè)課教學(xué)都對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)課程有一定的依賴性。獨(dú)立院校由于師資力量的缺乏以及教學(xué)安排較為混亂，出現(xiàn)一些必須要學(xué)習(xí)的課程無(wú)法得到安排的現(xiàn)象，導(dǎo)致該課程與其他課程缺乏有效的銜接，教學(xué)上存在一定的跳躍性，從某種程度上來(lái)說(shuō)加大了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度。

5.缺乏基本的實(shí)驗(yàn)配套設(shè)施

獨(dú)立院校有部分是高職高專類院校升級(jí)而來(lái)，對(duì)于他們來(lái)說(shuō)，很多課程的教學(xué)都在探索期，相應(yīng)的硬件設(shè)施無(wú)法滿足教學(xué)的要求。對(duì)于信號(hào)與系統(tǒng)課程當(dāng)中的知識(shí)點(diǎn)，教師需要借助實(shí)驗(yàn)來(lái)完成理論知識(shí)的講解，同時(shí)學(xué)生的實(shí)際操作能力也必須要在實(shí)驗(yàn)中獲得，但是很多獨(dú)立院校并不具備完整的實(shí)驗(yàn)配套設(shè)施，學(xué)生能夠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)較少，這在某種程度上也限制了其對(duì)知識(shí)的理解。

三、獨(dú)立院校信號(hào)與系統(tǒng)課程教學(xué)改革策略探討

信號(hào)與系統(tǒng)是工程類專業(yè)一門較為核心的課程，獨(dú)立院校應(yīng)該結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，不斷推進(jìn)課程教學(xué)的改革，以適應(yīng)學(xué)生的思維特點(diǎn)。具體而言，可以采取的策略主要有：

1.注意激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

興趣是最好的老師，可以引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地鉆研有關(guān)問(wèn)題，變被動(dòng)為主動(dòng)。獨(dú)立院校工程類專業(yè)的學(xué)生對(duì)于該門課程的學(xué)習(xí)積極性普遍不高，且缺乏學(xué)習(xí)自信心。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)該要有意識(shí)地改變傳統(tǒng)的以理論講解為主的單一的教學(xué)模式，利用不同的實(shí)驗(yàn)來(lái)提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，教師可以借助一定的練習(xí)題講解幫助學(xué)生加深對(duì)有關(guān)知識(shí)點(diǎn)的印象，提升其聯(lián)系其他學(xué)科知識(shí)點(diǎn)的能力，要幫助學(xué)生克服畏懼的心理，使學(xué)生能夠積極地面對(duì)各種知識(shí)難點(diǎn)的學(xué)習(xí)。

2.合理安排教學(xué)內(nèi)容

信號(hào)與系統(tǒng)課程與數(shù)字信號(hào)處理課程存在著一定的知識(shí)點(diǎn)交叉的現(xiàn)象。學(xué)校一般會(huì)將信號(hào)與系統(tǒng)課程安排在前面，但是在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)當(dāng)開(kāi)始教授數(shù)字信號(hào)處理課程知識(shí)的時(shí)候，學(xué)生已經(jīng)忘記了很多信號(hào)與系統(tǒng)中的知識(shí)點(diǎn)，教師必須要對(duì)存在關(guān)聯(lián)的或者是存在交叉的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行重新講解，學(xué)生才能夠跟上教師的教學(xué)步驟，但這樣造成了課時(shí)的浪費(fèi)。此外，數(shù)字信號(hào)處理課程當(dāng)中也涉及很多數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)，包括證明和公式，基礎(chǔ)相對(duì)差的學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)難度也非常大。因此在教學(xué)的過(guò)程中，教師應(yīng)該要有意識(shí)地整合這兩門課程的知識(shí)內(nèi)容，使學(xué)生形成比較清晰的學(xué)習(xí)脈絡(luò)，提升其橫向聯(lián)系相關(guān)課程知識(shí)點(diǎn)的能力。

3.教學(xué)手段多樣化

教學(xué)模式單一化多是因?yàn)榻虒W(xué)缺乏豐富的教學(xué)手段作為支撐。現(xiàn)代多媒體技術(shù)的發(fā)展從某種程度上來(lái)說(shuō)，大大豐富了信號(hào)與系統(tǒng)課程的教學(xué)手段。信號(hào)與系統(tǒng)課程涉及的公式非常多，又與數(shù)學(xué)存在較為緊密的聯(lián)系，很多學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)信心。借助多媒體教學(xué)手段，教師可以有意識(shí)地淡化數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)，使學(xué)生改變傳統(tǒng)的“信號(hào)與系統(tǒng)學(xué)習(xí)就是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的觀念”，使課程更加突出工程專業(yè)特點(diǎn)。例如在講解“傅里葉變換的時(shí)移特性”時(shí)，除了要推導(dǎo)相關(guān)的表達(dá)式時(shí)，更應(yīng)該將講解的重點(diǎn)放在“時(shí)域時(shí)移影響信號(hào)頻譜的相位特性”上，使學(xué)生加深認(rèn)識(shí)傅里葉變換性質(zhì)的物理意義以及調(diào)制與解調(diào)的本質(zhì)。此外，還可以借助實(shí)物演示、各種立體化視頻、Matlab軟件等，將抽象的知識(shí)具體化，以加深學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的印象。

4.加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)

信號(hào)與系統(tǒng)課程是一門實(shí)踐性以及應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，因此除了要注重理論知識(shí)的講解外，還必須要突出實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)到的理論及時(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，以提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，教師應(yīng)該突出與理論知識(shí)的結(jié)合。在講解理論知識(shí)的過(guò)程中，可以借助于Matlab仿真軟件將各種工程應(yīng)用實(shí)例直接展示給學(xué)生，讓學(xué)生利用該軟件完成各種實(shí)例的操作，例如畫信號(hào)的波形、求系統(tǒng)的階躍響應(yīng)、信號(hào)的運(yùn)算以及沖激響應(yīng)等，使學(xué)生能夠加深對(duì)各種信號(hào)特征的理解。對(duì)于專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的不足，則可以利用Multisim等電路仿真軟件進(jìn)行仿真，觀察電路的波形和現(xiàn)象，加強(qiáng)理論和實(shí)際的聯(lián)系。

四、結(jié)語(yǔ)

高校教育的目的在于除了使學(xué)生掌握知識(shí)外，更重要的是要讓學(xué)生具備一定的自主學(xué)習(xí)探索能力，使學(xué)生能夠獨(dú)立地解決問(wèn)題。獨(dú)立院校的學(xué)生有自身的特點(diǎn)，他們的綜合知識(shí)水平比普通本科院校的學(xué)生相對(duì)較差，尤其是數(shù)學(xué)方面能力，信號(hào)與系統(tǒng)課程對(duì)于學(xué)生專業(yè)課的學(xué)習(xí)有著非常重要的意義，所以對(duì)該門課程教學(xué)的改革必須要能夠適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)思維以及學(xué)習(xí)能力，以促進(jìn)教學(xué)效果的提高，為學(xué)生專業(yè)課的學(xué)習(xí)提供重要保證。

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作者簡(jiǎn)介：郭彬（1981— ），男，碩士，研究生2010年畢業(yè)于河北工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院儀器與科學(xué)專業(yè)，講師，從事自動(dòng)控制方向研究及自動(dòng)化教學(xué)；褚俊英（1983— ），女，碩士，從事中央空調(diào)自動(dòng)控制方向研究及自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)。