趙建敏+常麗東+關(guān)宗安+屈樂樂

【摘要】 本文以“信號與系統(tǒng)”課程為例，結(jié)合生活實(shí)際，改變枯燥的理論敘述，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；改變傳統(tǒng)的教學(xué)手段和方法，輔以多媒體、網(wǎng)絡(luò)授課答疑，增強(qiáng)授課效率等方面提出了課程教學(xué)中的幾點(diǎn)體會。實(shí)踐證明這些改進(jìn)對于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是有一定效果的。

【關(guān)鍵詞】 信號與系統(tǒng) 教學(xué)手段 教學(xué)方法

《信號與系統(tǒng)》課程在電子信息工程、通信工程等專業(yè)的地位比較特殊，它是學(xué)生學(xué)完《高等數(shù)學(xué)》、《工程數(shù)學(xué)》和《電路原理》課程之后，為了進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課而設(shè)置的一門過渡課程，所以是一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，也是大多數(shù)高校電子信息類專業(yè)碩士研究生考試的必考科目之一。該課程具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性、理論性和實(shí)踐性。如何提高教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程的互動性、教學(xué)方式的啟發(fā)性、教學(xué)方法的多樣性和教學(xué)手段的現(xiàn)代化；如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的能力，是教學(xué)中要思考和解決的問題。本文對《信號與系統(tǒng)》課程進(jìn)行了多方面的改革，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段等方面的必要性和可行性進(jìn)行了探討。

一、以通信系統(tǒng)為背景，以分析系統(tǒng)對信號的響應(yīng)為主線，先連續(xù)后離散、先時(shí)域后變換域、先確定后隨機(jī)。

《信號與系統(tǒng)》課程的知識結(jié)構(gòu)，可以概括為一個任務(wù)，兩種系統(tǒng)，兩類方法，三大變換。

一個任務(wù)：分析系統(tǒng)對信號的響應(yīng)；

兩種系統(tǒng)：連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)，離散時(shí)間系統(tǒng)；

兩類方法：時(shí)域法，變換域法；

三大變換：傅里葉變換，拉斯變換，z變換。

從連續(xù)信號分析入手，系統(tǒng)介紹信號系統(tǒng)的基本概念和方法。與學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的知識為基礎(chǔ)（物理，電路分析等）；以學(xué)生熟悉的電路為例，加深理解。信號分析方法與系統(tǒng)分析方法緊密結(jié)合，即不同的信號分解方式引出不同的系統(tǒng)分析方法，以適應(yīng)系統(tǒng)分析的不同需要。

先時(shí)域，后頻域。時(shí)域表達(dá)式符合學(xué)生以往的習(xí)慣，容易入手；與微積分中的微分方程求解方法相連接。

連續(xù)和離散的概念區(qū)別明確，易于學(xué)習(xí)和掌握。但不能將兩大信號與系統(tǒng)孤立的進(jìn)行討論。離散時(shí)間信號與系統(tǒng)的時(shí)域分析之后，專門安排了微分方程近似為差分方程，卷積積分近似為卷積和。在離散時(shí)間頻域分析過程中，專門討論了各種傅里葉變換之間的關(guān)系，特別是連續(xù)信號的頻譜與其對應(yīng)的采樣序列的頻譜之間的關(guān)系。

將單、雙邊拉普拉斯變換和Z變換并重且分開討論，而從雙邊開始，這一方面可使從頻域變換到變換域分析的過渡比較自然，另一方面又突出了單邊變換的應(yīng)用，但是，必須要解決好單、雙邊變換在應(yīng)用時(shí)的關(guān)系與區(qū)別。

二、在教學(xué)過程中要根據(jù)專業(yè)應(yīng)用背景，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，使之更加適合學(xué)生學(xué)習(xí)。

充分考慮到后續(xù)課程的需求，更新課程知識體系。不同的專業(yè)有著不同的應(yīng)用背景：對于通信專業(yè)，加強(qiáng)調(diào)制解調(diào)的介紹；對于自動控制專業(yè)增加對反饋系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)的介紹。

三、教學(xué)方式的改革。

在信號與系統(tǒng)教學(xué)中，應(yīng)注意處理好傳授基礎(chǔ)理論知識與激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以及培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的關(guān)系。課堂教學(xué)應(yīng)從傳統(tǒng)的灌輸式向啟發(fā)式、研討式和主動式學(xué)習(xí)方式改變，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。使教師的教學(xué)意識從“教為主導(dǎo)”向“學(xué)為主導(dǎo)”轉(zhuǎn)變，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，充分調(diào)動學(xué)生的積極性。

（1）信號與系統(tǒng)理論的枯燥、抽象，很容易使學(xué)生產(chǎn)生避重就輕的畏難情緒，而基本原理部分如果不理解透徹，將會直接影響到后面內(nèi)容的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和運(yùn)用。所以當(dāng)遇到枯燥無味、難度較大而又十分重要的內(nèi)容時(shí)，不妨把這些內(nèi)容和生活中的實(shí)際聯(lián)系起來，用“活生生”的事例來比喻那些枯燥的內(nèi)容，學(xué)生就可以在輕松愉快的氣氛中接收新知識并理解。比如，在講解系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)域求解問題時(shí)，學(xué)生對于零輸入、零狀態(tài)、全響應(yīng)這幾個概念沒有特別印象，容易混淆。為了形象地說明這個問題，可以拿沈陽地鐵舉例說明，研究的目標(biāo)是車上乘客的實(shí)時(shí)數(shù)量。零狀態(tài)響應(yīng)可認(rèn)為地鐵2號線在起始站三臺子，開始車上一個乘客也沒有，要發(fā)車時(shí)乘客開始上車，所以乘客數(shù)量與上車人數(shù)有關(guān)；零輸入響應(yīng)則相當(dāng)于乘客到了終點(diǎn)站了，只下不上，沒有新的乘客補(bǔ)充客源；而全響應(yīng)是在某些站點(diǎn)乘客有下有上，車上乘客實(shí)時(shí)數(shù)量與上下人數(shù)都有關(guān)。再比如講解變換域求解時(shí)，很多同學(xué)分不清時(shí)域與變換域的關(guān)系，可以將時(shí)域比喻為中國婆婆，頻域認(rèn)為是外國兒媳，為了婆媳二人的正常溝通，中間需要一個翻譯進(jìn)行溝通交流，而這個翻譯就是兒子——拉氏正變換和反變換。這樣一比喻，學(xué)生聽起來很有趣，也容易加深理解和認(rèn)識。類似的例子還有很多，實(shí)踐證明，凡是比喻恰當(dāng)?shù)牡胤剑瑢W(xué)生就容易掌握，只要我們認(rèn)真地去探索和聯(lián)想，課本中許多枯燥抽象的問題，都能與生活中的事情聯(lián)系起來，從而使它們變得生動形象，易于理解和接受。

（2）引導(dǎo)學(xué)生能夠正確認(rèn)識參考書和習(xí)題集的作用。在大學(xué)階段應(yīng)該擺脫學(xué)生對習(xí)題集之類的材料的過分依賴。習(xí)題應(yīng)該是考察自己是否掌握相關(guān)知識點(diǎn)的途徑。習(xí)題解答在大學(xué)教學(xué)中的作用應(yīng)該淡化，應(yīng)該強(qiáng)化參考書的作用——博覽群書。為了避免學(xué)生過分的依賴參考書，每次在留作業(yè)的時(shí)候都把學(xué)生的個人信息放在里面，例如，在用單邊拉氏變換求解系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)，可以讓系統(tǒng)的初始狀態(tài)就是每個人學(xué)號的后兩位。

（3）正確認(rèn)識電子教案和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的作用。為了使課堂教學(xué)生動、形象、直觀，在增加信息量的同時(shí)，也注重提高教學(xué)水平，引入并綜合運(yùn)用現(xiàn)代化的教學(xué)手段?，F(xiàn)代多媒體技術(shù)可以使課堂教學(xué)圖文并茂、形象感強(qiáng)、信息量大，可以通過視頻、音頻、圖像、動畫、文字等各個方面的結(jié)合互動，對學(xué)生產(chǎn)生刺激，創(chuàng)設(shè)與教學(xué)內(nèi)容相吻合的教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并使知識點(diǎn)更容易被學(xué)生吸收。例如在講解傅里葉變換在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用時(shí)，用動畫演示調(diào)制解調(diào)的過程，學(xué)生對頻譜的變化一目了然，記憶深刻。但對于調(diào)制解調(diào)問題的理論分析可以采用板書教學(xué)的教學(xué)手段，雖然講課效率較多媒體教學(xué)有所降低，但有利于集中學(xué)生的注意力，帶動學(xué)生的思維，進(jìn)行一步步的分析與思考，使知識點(diǎn)更容易被學(xué)生理解，讓學(xué)生加深印象。

上課不管使用板書還是多媒體課件，都屬于“講授型”。當(dāng)學(xué)生自學(xué)或課后復(fù)習(xí)時(shí)，由于沒有教師的講授和解惑，不能全面掌握知識點(diǎn)，所以不利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性，也不適合現(xiàn)代教育技術(shù)向開放化、網(wǎng)絡(luò)化、多媒體化發(fā)展的總體趨勢，因此有必要對信號與系統(tǒng)課程進(jìn)行相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。應(yīng)該在教學(xué)大綱和原教案的基礎(chǔ)上，通過對教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充、修改、完善，利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)制作出既適合多媒體教室集中講授使用，又適合網(wǎng)上課件點(diǎn)播要求的多媒體課件系統(tǒng)。將課程的教學(xué)大綱、多媒體課件、習(xí)題庫、現(xiàn)場教學(xué)錄像等網(wǎng)絡(luò)化，以多媒體形式在網(wǎng)上開放，方便學(xué)生基于Internet的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)、瀏覽和下載。并可在網(wǎng)上設(shè)立討論區(qū)、答疑區(qū)、測試區(qū)等，使學(xué)生在具有開放性、共享性、交互性、協(xié)作性的優(yōu)良環(huán)境下進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，建構(gòu)自己的知識體系，從而獲得良好的學(xué)習(xí)效果。但是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是課堂教學(xué)的一個輔助手段——但不能夠替代課程教學(xué)。課堂教學(xué)依然是大學(xué)教育的主要途徑，其特有的交互性和針對性是其他教學(xué)方式不能夠替代的。

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，各學(xué)科間呈現(xiàn)出互相滲透、互相融合的發(fā)展趨勢，對人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。培養(yǎng)大批具有工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的高科技人才，是社會發(fā)展的需要。更是我們高校教師需要面對和思考的問題，通過對《信號與系統(tǒng)》課程的幾年的教學(xué)改革與實(shí)踐，不僅豐富了教學(xué)手段、提高了教學(xué)效果，而且調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性，有效的培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和科研能力。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 許慶山，李秀人，常麗東. 電路、信號與系統(tǒng)（第二版）[M]. 航空工業(yè)出版社，2002

[2] 吳莉莉. 《通信原理》課程教學(xué)改革探索與研究[J]. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010，22（4）endprint