何英昊 馬彧

摘 要：應(yīng)用型本科院校以培養(yǎng)“應(yīng)用型”人才為根本目標(biāo)，在兼顧理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的工程實(shí)踐能力。而專業(yè)課程的教學(xué)是體現(xiàn)其培養(yǎng)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。該文從應(yīng)用型本院?？频慕虒W(xué)實(shí)際出發(fā)，結(jié)合卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃和應(yīng)用型本科的人才培養(yǎng)目標(biāo)，對“信號與系統(tǒng)”課程教學(xué)進(jìn)行研究，將多種教學(xué)方法相融合，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生思考及學(xué)習(xí)，以達(dá)到對學(xué)生分析問題、解決問題和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。實(shí)踐證明，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型本科 卓越工程師計(jì)劃 信號與系統(tǒng) 課程教學(xué)

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）03（b）-0133-02

教育部于2010年6月正式提出了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡稱“卓越計(jì)劃”），旨在培養(yǎng)一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才。應(yīng)用型本科以“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)為目標(biāo)，在兼顧理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的工程實(shí)踐能力。這與卓越計(jì)劃所遵循的重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、分析能力、創(chuàng)造能力的原則是一致的。作為教學(xué)一線的任課教師，從自己所教授的課程入手，結(jié)合卓越計(jì)劃，改變教學(xué)觀念，更新教學(xué)手段，更好地完善知識體系，促使學(xué)生從“讓我學(xué)”轉(zhuǎn)為“我要學(xué)”，進(jìn)而全面提升學(xué)生自身素質(zhì)。

“信號與系統(tǒng)”課程不僅是通信工程、電子信息工程等本科專業(yè)重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。同時，也是各高校相關(guān)專業(yè)研究生入學(xué)考試必考的科目之一。該門課程的教學(xué)和學(xué)習(xí)效果，直接影響著學(xué)生的后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)。同時，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，課程中涉及到的基本概念、基本理論和基本分析方法也被廣泛應(yīng)用到不同的學(xué)科領(lǐng)域?！靶盘柵c系統(tǒng)”課程已成為工科學(xué)生在大學(xué)教育階段所修課程中最有益而又引人入勝和最有用處的一門課程[1-2]。但是，“信號與系統(tǒng)”課程涉及大量的數(shù)學(xué)概念、物理概念以及工程概念，比較枯燥、難于理解。因此，如何有效地提高“信號與系統(tǒng)”課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，特別是能將所學(xué)的理論與方法靈活應(yīng)用到實(shí)踐中是我們進(jìn)行課程教學(xué)研究的目的[3]。本文結(jié)合應(yīng)用型本科院校實(shí)際，對課程教學(xué)進(jìn)行研究，以期達(dá)到對學(xué)生分析問題、解決問題和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。

1 課程教學(xué)

課堂講授是理論學(xué)習(xí)的主要渠道，應(yīng)循序漸進(jìn)，逐步啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生主動思考，促使其形成主動學(xué)習(xí)的動力與習(xí)慣?！靶盘柵c系統(tǒng)”課程理論性強(qiáng)，數(shù)學(xué)公式多，在授課過程中，僅僅依靠老師講，學(xué)生聽這種填鴨式的教學(xué)，是不夠的。應(yīng)將多種教學(xué)方法相融合，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生思考及學(xué)習(xí)。

1.1 “以學(xué)生為中心”，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

愛因斯坦說過“興趣是最好的老師”?？鬃右舱f過“知之者不如好之者，好之者不如樂之者。”可見，一個人如果對一件事情產(chǎn)生了興趣，往往就會全力以赴，刻苦鉆研，想盡一切辦法弄懂它。作為教師，要善于影響、啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生，使其對學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣。如，收音機(jī)為什么能收到不同電臺的信號？信號是如何發(fā)射的？等等諸如此類的問題，鼓勵學(xué)生討論、發(fā)言，然后教師介紹信號發(fā)送和接收的過程，從而引出調(diào)制解調(diào)、頻分復(fù)用等基本概念及信號與系統(tǒng)課程的主要內(nèi)容，使學(xué)生意識到所學(xué)即所用，從而產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

1.2 精煉教學(xué)內(nèi)容，實(shí)施多層次教學(xué)

應(yīng)用型本科的教學(xué)是以理論知識夠用、實(shí)用為原則，著重對學(xué)生工程實(shí)踐能力進(jìn)行培養(yǎng)。同時考慮到學(xué)時和與后續(xù)相關(guān)課程的銜接問題，需要對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精煉。要求選取的內(nèi)容應(yīng)符合“信號與系統(tǒng)”課程的內(nèi)在邏輯體系和學(xué)生學(xué)習(xí)的認(rèn)知規(guī)律，并注重內(nèi)容的基礎(chǔ)性和先進(jìn)性。要淡化數(shù)學(xué)運(yùn)算，突出理論和方法中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)概念、物理概念和工程概念。

此外，結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，從學(xué)生實(shí)際出發(fā)，因材施教，將精煉的教學(xué)內(nèi)容按照難易程度和重要級別細(xì)化為“基礎(chǔ)層、進(jìn)階層、擴(kuò)展層”和“創(chuàng)新層”。這四個層次的劃分以掌握基本概念、基本定理及基本方法為目的，同時也兼顧了對于更深層次內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

1.3 基于問題或?qū)嵗龑?dǎo)的啟發(fā)式教學(xué)

基于問題或?qū)嵗慕虒W(xué)就是以問題或?qū)嵗秊橹骶€，教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的教學(xué)過程。教師通過問題或?qū)嵗M織課堂教學(xué)，激勵引導(dǎo)學(xué)生解決問題或分析實(shí)例，從而實(shí)現(xiàn)對學(xué)生分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)[4]。如由各種鳥的叫聲引出為什么要進(jìn)行頻域分析的問題，在分析鳥聲的時域波形是引出頻域波形，進(jìn)而引出什么是信號的頻域分析的問題，然后介紹頻域分析的基本概念，最后通過解決信號的頻域分析問題引出頻域分析的基本方法。通過這樣層次問題，促使學(xué)生不斷思考，主動接受新知識，并在潛移默化之間提高了學(xué)生綜合運(yùn)用知識分析、解決問題的能力。

1.4 突出重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)思維方法的培養(yǎng)

愛因斯坦曾說過：“學(xué)習(xí)知識要善于思考、思考、再思考，我就是靠這個方法成為科學(xué)家的”。對于學(xué)生來說，學(xué)會知識，學(xué)會思考不是取決于能記住多少知識點(diǎn)，會做多少習(xí)題，而是體現(xiàn)在是否能應(yīng)用所學(xué)理論知識，使用恰當(dāng)?shù)姆椒ǎ行踔粮咝У亟鉀Q實(shí)際問題。“信號與系統(tǒng)”課程涵蓋內(nèi)容豐富，初學(xué)者幾乎都會出現(xiàn)遇到問題無法解決的情況，且不知道所學(xué)如何所用。當(dāng)問題不能解決，不能所學(xué)所用就會有厭學(xué)的情緒產(chǎn)生。為此，我們強(qiáng)調(diào)強(qiáng)化基礎(chǔ)，突出重點(diǎn)，加強(qiáng)思維方式的培養(yǎng)。在精講多練，講練結(jié)合的前提下，將所講內(nèi)容盡可能地與工程實(shí)例相融合，讓學(xué)生在掌握了系統(tǒng)的理論分析后，更了解了系統(tǒng)在實(shí)際工作中起到何種作用，充當(dāng)什么角色。從根本培養(yǎng)學(xué)生的工程思維能力，真正做到學(xué)、思、用。

1.5 多種教學(xué)形式綜合應(yīng)用

課堂時間有限，如何高效地利用課堂時間，獲得良好的教學(xué)效果是值得深入研究的問題。在實(shí)際教學(xué)中，將板書、多媒體及仿真軟件相結(jié)合，多種教學(xué)形式綜合應(yīng)用，全方位刺激學(xué)生的學(xué)習(xí)。使用多媒體教學(xué)，不是放棄板書，而是將多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)的板書教學(xué)有機(jī)地融合。一方面，通過板書可以促使學(xué)生通過記筆記的行為環(huán)節(jié)加深對理論的記憶，也讓學(xué)生在書寫過程中有更多的時間進(jìn)行分析思考；另一方面，對于某些既是重點(diǎn)內(nèi)容又抽象難懂的知識點(diǎn)，在理論講授的同時使用多媒體，利用Flash進(jìn)行動畫展示或者M(jìn)atlab仿真分析，就能使學(xué)生對所學(xué)知識有一個更加形象生動而又透徹的理解，提高學(xué)習(xí)的興趣和熱情。實(shí)踐表明，在教學(xué)中采用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，借助圖片、聲音和視頻等形式，可以極大地觸動學(xué)生的視覺和聽覺系統(tǒng)，活躍課堂氣氛的同時，更能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，并能進(jìn)一步加深學(xué)生對所學(xué)理論知識的理解和應(yīng)用。

1.6 理論與實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用型本科注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，課程的配套實(shí)驗(yàn)必不可少。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生主要應(yīng)用Matlab軟件完成相關(guān)理論的驗(yàn)證。通過仿真軟件的使用，使“信號與系統(tǒng)”課程中抽象的內(nèi)容變得生動形象。這極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性。進(jìn)一步，在課程教學(xué)中也鼓勵學(xué)生進(jìn)行自主設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)了學(xué)生綜合運(yùn)用知識解決問題的能力。

此外，為了能夠更好地鞏固課程學(xué)習(xí)的最終效果，我們不再只強(qiáng)調(diào)考試結(jié)果，而是采用過程與結(jié)果并重的考核。將課程的考核分成實(shí)驗(yàn)、章節(jié)測驗(yàn)及期末考試三部分。考核方式的改革在極大程度上杜絕了考前臨時抱佛腳情況，學(xué)生的真實(shí)水平得到比較公平公正的體現(xiàn)。

2 結(jié)語

以上內(nèi)容僅是作者對“信號與系統(tǒng)”課程教學(xué)的一些體會和經(jīng)驗(yàn)，還有待于在今后教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)一步的完善和提高。不管是應(yīng)用型人才的培養(yǎng)還是卓越工程師的教育培養(yǎng)都是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要社會、學(xué)校共同努力。作為一線的任課教師如何提高教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)理論功底扎實(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)的應(yīng)用型綜合素質(zhì)人才是今后長期努力的方向。

參考文獻(xiàn)

[1] Oppenhem Alan V.信號與系統(tǒng)[M].2版.劉樹棠，譯.西安：西安交通大學(xué)出版社，1998.

[2] 吳大正.信號與線性系統(tǒng)分析[M].4版.北京：高等教育出版社，2008.

[3] 何英昊，馬彧.“信號與系統(tǒng)”課程應(yīng)用型教學(xué)的實(shí)踐探索[J].職業(yè)時空，2013（6）：60-62.

[4] 董慶賀，殷賢華，李偉，等.面向“卓越工程師”的課程教學(xué)研究與探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2014（7）：169-171.