摘要:研究性學習是研究性課程教學中的一種重要的教學手段。本文在分析“信號與系統(tǒng)”課程教學實際情況的基礎上，提出從培養(yǎng)學生持續(xù)地研究動力、增強學生繼續(xù)研究的技能、提供研究資料以及培養(yǎng)學生管理自己研究活動的能力等幾個方面，對研究性學習思想在“信號與系統(tǒng)”課程教學中進行了應用。

關鍵詞:信號與系統(tǒng);研究性學習;實踐

“信號與系統(tǒng)”課程是電子信息類專業(yè)的一門重要學科基礎課，其內(nèi)容涉及信號和系統(tǒng)的總體概念與時域及三大變換域分析方法[1-2]，具有理論性強和應用性突出的特點，是“數(shù)字信號處理”、“通信原理”等后續(xù)專業(yè)課程的重要理論基礎，也是學生從事相關領域工程技術研究的必備知識。如何在有限的時間內(nèi)將基本知識傳授給學生，提高學生的學習興趣，充分發(fā)揮學生學習的主觀能動性是值得認真研究的問題。最近十年，研究性學習成為大學改革的一個核心內(nèi)容，本文主要探討研究性學習在“信號與系統(tǒng)”課程中的應用。

1研究性學習理論

長久以來人們傳統(tǒng)的價值取向就注重整體、均衡和權威，拒絕差異、懷疑和創(chuàng)新，體現(xiàn)在傳統(tǒng)的教學模式中多采用“接受性學習”即注重傳授知識，輕獨立思考和研究能力的培養(yǎng)。教師用自己的思想代替學生的思想，以自己的思維同化學生的思維，從而導致部分學生在接受多年教育之后仍然缺乏探究問題的意識與能力[3]。學生的學習幾乎都是在“聽課—筆記—記憶—考試”中度過，在這種教學方式中，教師主導學生的學習，在一定程度上會抹殺學生的學習熱情和學習興趣。

近年來，隨著現(xiàn)代教育思想的發(fā)展，研究性學習受到人們的重視。研究性學習是一種基于建構主義理論的具有非預設性特征的教學方式，其主張學習者在教師的指導下，從自然、社會和生活中選擇并確定研究課題，以類似科學研究的方式，主動地獲取知識、應用知識、解決問題[4-5]?！把芯啃詫W習”是與“接受性學習”相對的一個概念，就人的發(fā)展而言，“研究性學習”與“接受性學習”都是必要的。強調(diào)“研究性學習”的重要性不是因為“接受性學習”不好，而是我們過去過多地倚重“接受性學習”。 研究性學習認為，教學是一個完整的人的成長與形成過程，是學生個體生命潛能多方位得以彰顯、豐富的過程;教學與真實生活是融為一體的，教學本身就是師生活生生的現(xiàn)實生活[4]。

2“信號與系統(tǒng)課程”的研究性學習實踐

研究性學習給學生帶來了學習樂趣、動力，也帶來了智力上的挑戰(zhàn)。它需要更多的資源，突破條件的限制，從教師角度來看需要幫助學生解決以下幾個問題。

2.1注重培養(yǎng)持續(xù)的研究動機

“信號與系統(tǒng)”是電氣信息類本科專業(yè)的一門重要學科基礎課程，主要培養(yǎng)學生用信號、系統(tǒng)的觀念和方法思考問題、分析問題和解決問題。該課程具有概念多、公式推導多、論述嚴謹、覆蓋面廣、篇幅大、信息多的特點。學生在學習本課程之前已經(jīng)學過高等數(shù)學、線性代數(shù)、復變函數(shù)、電路等先修課程。由于部分學生在學習這些先修課程時曾經(jīng)遇到過困難，因此在學習本課程時自然會本能地產(chǎn)生畏難情緒。高動機是研究性學習開展的基本條件，針對這種情況，在課程之初教師就需要從信號與系統(tǒng)的工程背景出發(fā)，引出問題，確定適當?shù)膶W習目標引導學生更深入地理解[6]。教師可采用以問題為基礎的學習模式，強調(diào)設計學習和解決問題;可提出課程的綜合目標，并對各章節(jié)提出分層次目標;明確鼓勵學生要相信自己，樹立克服困難的信心;課堂教學中嘗試公開討論，相互啟發(fā)。學生在學習的初期一般都能保持較高的興趣，但是隨著學習過程中遇到的困難越來越多，學習興趣會逐漸降低。針對“信號與系統(tǒng)”課程的教學中概念多、公式推導多的特點，在學時的安排上，為了在有限的時間內(nèi)完成教學任務，我們采用多媒體與傳統(tǒng)板書相結合的教學手段。多媒體教學手段可以節(jié)省板書時間，符號、公式的編排也更清晰，更重要的是可以采用聲音、圖像、動畫等多種形式的信息載體。授課過程中，教師引導，學生提出問題，層層推進，使學生在學習知識時不再是被動接受，而是變?yōu)橹鲃訁⑴c。教師注意向?qū)W生提供多元的自我評價與修正機會[6-7]，學生在學習中感受到經(jīng)過探索獲得新知識這一過程的喜悅。采用問題學習法，教師對數(shù)學上的證明推導主要是提供方法和思路，具體過程由學生自己完成。在這一過程中，學生作為學習主體，教師起指導的作用。

實驗環(huán)節(jié)是“信號與系統(tǒng)”課程教學的重要組成部分，對學生深入理解課程概念，提高動手能力有很重要的作用?！靶盘柵c系統(tǒng)”課程實驗提供演示型、基礎型(驗證型)、提高型、綜合型(開放型)實驗;采用硬件實驗、軟件實驗和基于Web的網(wǎng)絡實驗，建立了多層次、立體化的實驗教學體系，從不同的角度、全方位地提高學生的綜合水平，如表1所示。

實驗環(huán)節(jié)為學生設置了與課程內(nèi)容相關的實驗目標，教師可以根據(jù)教學要求提供多個主題供學生選擇;學生也可圍繞目標自定題目，充分發(fā)揮主動性。通過建立開放式的學習環(huán)境，學生可以獲得持續(xù)的探究動機。學生在教師的指導下學習撰寫實驗申請報告、制定實驗計劃、實施實驗研究到取得實驗結果，研究的過程構成了學習的過程。在此過程中教師需要注意的問題是[8]，實際的學習過程往往比教師所期望的時間更多，為了使學生有效地工作，教師需要在維持秩序與學生自由支配之間維持平衡，在教師指導與學生探究之間拿捏平衡。

2.2增強學生持續(xù)研究的技能

研究性學習反映了學習的規(guī)律性，也符合學習者的心理需求。研究性學習本質(zhì)上是一種學習方式，學生繼續(xù)探究的技能需要教師給予指導。在理論教學過程中，可以通過教師引出問題，學生思考為主導的方式，教師在不斷修正的過程中注重向?qū)W生展示探究的思路和技能，可以根據(jù)學生實際情況分層次開設研討課、學生研究周、圖書館導航、學習技能課、學術沙龍等多種形式的活動，為學生提供輔助的探究技能。

在實驗環(huán)節(jié)的自主學習階段，由學生圍繞主題展開學習活動。教師不是直接告訴學生應當如何去解決問題，而是向?qū)W生提供解決問題可以采用的方法，例如收集資料的科學方法，分析資料獲取有用信息的方法。學生通過討論，選擇感興趣的題目，實驗采取自由組合的方式，2或3人一組，學生自己分工承擔部分任務，共同建立模型，擬定實驗方案，制定實驗步驟。學生通過書面報告或現(xiàn)場討論的形式向教師提交本組實驗原理與步驟，教師組織學生共同討論，優(yōu)化實驗方案，最后進入實驗室進行實驗。在實驗過程中如果發(fā)現(xiàn)問題，由學生為主體給出解決措施，并對實驗結果進行分析，給出相應的結論。在此過程中學生始終主動地獲取知識、應用知識、解決問題，教師需要注意對學生提供學習支持，在學習過程中對學生給予恰當反饋。

2.3提供研究的背景資料

在提出研究問題，發(fā)展研究計劃，收集、分析資料的每個環(huán)節(jié)都需要相應的內(nèi)容知識作為基礎。如果學生缺乏基礎知識，就不能完成有意義的研究活動，也就沒有機會去拓展和運用知識。另外，由于缺乏基礎知識而使探究不能層層深入，學生感受不到挑戰(zhàn)和收獲之后的快樂，最終也會使學生逐漸失去學習動機[9]。在課堂教學和實驗教學環(huán)節(jié)，教師通過與學生及時的互動發(fā)現(xiàn)問題，并且及時引導，幫助學生越過研究性學習過程中的障礙。一門科目的教學，并不是希望學生成為該科目的一個小型圖書館，而是要他們參與獲得知識的過程，學習的是一種過程，而不是結果[10]。由于教師和學生在課堂上的交流是有限的，研究性學習為了完善完整的學習過程，可開設“信號與系統(tǒng)”課程的網(wǎng)絡教學，如圖1所示。我們通過設計相應的功能模塊和開辟專門的交流區(qū)域，為學生之間、學生和教師之間、教師與教師之間創(chuàng)設出合作、交流、探討、研究的網(wǎng)絡學習環(huán)境。

網(wǎng)絡課程提供教學大綱、課程學習、實驗教學、課件下載、視頻課堂、作業(yè)習題、單元測試、考研相關、在線答疑、教學互動等環(huán)節(jié)，提供了種類繁多、數(shù)量龐大的知識信息。其中，既有面向教學需要的課程教學內(nèi)容，又有擴大學生知識面的各種學習資源。學生可以根據(jù)自己的能力、水平、愛好，選擇所需要的知識內(nèi)容。教師將網(wǎng)絡課程作為課程教學的重要補充，比如為了對課程即將用到的數(shù)學理論有所回顧，掃清學生學習新內(nèi)容的障礙，教師在講述前可以針對重要章節(jié)內(nèi)容提示學生需要用到的先修基礎知識;對因理論課程時間限制而無法充分展示給學生的工程應用，可以由學生自行從網(wǎng)站上獲取;提供國內(nèi)外重點高?！靶盘柵c系統(tǒng)”課程的精華;提供基于Web的網(wǎng)絡實驗;提供在線答疑和教學互動欄目，為學生和教師提供一個交流、協(xié)作的平臺等。

2.4培養(yǎng)學生管理自己研究活動的能力

研究性學習過程改變了傳統(tǒng)的教師講解、學生學習的固有模式，通過改變組織結構以提高學生參與的程度和引發(fā)主體性[6]。學生缺乏社交技能，特別是小組中的合作能力是影響研究性學習的一個重要因素?？紤]到學生的能力、特點和個性，我們在理論教學和實驗中任命小組長負責學習、討論和分工，小組成員進行自主管理和相互約束、監(jiān)督，充分利用優(yōu)秀學生的榜樣作用帶動全體同學。在此期間，學生之間、學生和教師之間可以相互討論，提出自己的觀點和想法。比如，在開放實驗的總結匯報上，相互之間可以提出問題，進行不同實驗小組之間的競爭和比賽，教師總結點評。與傳統(tǒng)教學活動模式相比，研究性學習為學生提供了相對復雜的管理機會和響應的自我管理習慣和能力，這對學生也提出了更高的要求。在此過程中教師需要設計恰當?shù)墓ぞ吆头椒ㄔu價學生在學習中的理解程度。

3研究性學習實施的展望

總之，傳統(tǒng)教學注重學習結構，把知識看作目標，學生學習知識主要是通過傳授的方式獲得，而研究性學習把學習看作是行動或過程，看作個體在處于各種目的而試圖理解所生活的社會或自然環(huán)境的認知建構或創(chuàng)造的過程，主要通過親身體驗的方式獲得。對于這種教學方式，雖然教師還是教學的主體，但強調(diào)學生對學習過程全方位的體驗，可以幫助他們在理解

顯性知識的同時，獲得對隱性知識的感悟，既有成功的興奮與歡樂，也有失敗的苦悶與沮喪;既有可以言傳的，又有只能意會的。

目前，研究性學習在“信號與系統(tǒng)”課程教學中的應用獲得一定成果，本文從研究性學習理念出發(fā)，討論了其在課程教學中的實踐和需要注意的問題。從我校近三年的學生網(wǎng)上評教和教師同行的反映來看，研究性學習在“信號與系統(tǒng)”課程教學中的應用獲得了良好的實踐效果。

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Application of Inquisitive Learning in the Teaching of “Signals and Systems”

HUANG Wei-jia， ZHANG You-sai， MA Guo-jun， ZHOU Wen-lan

(School of Electronics and Information， Jiangsu University of Science and Technology， Zhenjiang 212003， China)

Abstract: The inquisitive learning is an important means of teaching on inquisitive courses. Based on the the actual situation in the course of Signals and Systems， the following ideas of inquisitive learning has been applied. Such as making students continue to study， how to enhance the skills of the students ， providing research data， as well as how to manage their own research.

Key words: signals and systems; inquisitive learning; practice

(編輯:姚彥如)