信號與系統(tǒng)課程在獨立院校教學(xué)中的實踐

王仲夏+袁曉玲+呂國芳

摘要：針對信號與系統(tǒng)在獨立院校教學(xué)過程中存在的問題，結(jié)合作者近年來從事信號與系統(tǒng)教學(xué)的經(jīng)驗，從該門課程的基本特征和學(xué)生的現(xiàn)狀出發(fā)，對信號與系統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行了一些探索和實踐。

關(guān)鍵詞：信號與系統(tǒng)；獨立院校；教學(xué)實踐

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）01-0163-01

隨著我國高等教育的快速發(fā)展，獨立院校（三本）應(yīng)運而生。它是一種新型的高等教育辦學(xué)形式， 是經(jīng)教育部確認(rèn)為本科第三批錄取的學(xué)校，而三本院校的教學(xué)也成為教學(xué)研究的新課題?！缎盘柵c系統(tǒng)》作為電學(xué)類專業(yè)本科生的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是數(shù)字信號處理、通信原理、自動控制原理等多門后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)，基于學(xué)生的實際情況和學(xué)校的辦學(xué)情況，其教學(xué)不能完全照搬本一、本二院校的教學(xué)方模式，如何針對本三學(xué)生順利開展信號與系統(tǒng)的教學(xué)工作，完成教學(xué)任務(wù)，經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐，筆者對教學(xué)過程中碰到的問題和教學(xué)方法的改變做了一些總結(jié)。

信號與系統(tǒng)課程的教學(xué)質(zhì)量受到多方面因素的影響，總體可劃分為兩部分：學(xué)生和課程：

（1）學(xué)生方面：本三的學(xué)生在入校時的分?jǐn)?shù)就比其他本科生要低很多，文化基礎(chǔ)相對薄弱，學(xué)生普遍自控能力不強，曠課、打游戲、不去自修和抄作業(yè)的人相對較多，自學(xué)能力和理解能力都相對較弱，尤其是對于比較抽象的事物，在學(xué)習(xí)習(xí)慣上也有一些不良之處，如學(xué)習(xí)的主動性和積極性不強。

（2）課程方面：信號與系統(tǒng)是一門理論性較強的課程，本課程的第一個特點是概念較多，系統(tǒng)性強，理解起來較為抽象。第二個特點是以高等數(shù)學(xué)、電路原理等先繼課程為基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)公式及推導(dǎo)以及計算都較多。

本三學(xué)生的培養(yǎng)是以應(yīng)用型人才為目標(biāo)的，鑒于本三學(xué)生的特點和本課程的重要性，考慮到教學(xué)課時的有限，基本理論的教學(xué)以夠用和適度為原則，把握課程重點，突出知識應(yīng)用，在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上應(yīng)有所變動，主要集中在以下四點：

（1）針對不同專業(yè)，適當(dāng)調(diào)整授課內(nèi)容，弱化理論推導(dǎo)和數(shù)學(xué)計算

信號與系統(tǒng)這門課程重點講述了連續(xù)信號和連續(xù)系統(tǒng)分別在時域、頻域和復(fù)頻域的分析，離散信號和離散系統(tǒng)分別在時域、頻域和Z域的分析，考慮到電路原理課程中已經(jīng)講過一階、二階電路，對于連續(xù)系統(tǒng)的時域分析和計算就可以不用講授的太深，主要把零輸入響應(yīng)，零狀態(tài)響應(yīng)的概念和求解思路介紹清楚，在講授系統(tǒng)分析時，建議不管是時域還是變換域，連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)相鄰著講，因為，兩者在分析方法和思路上都有相似之處，通過聯(lián)系和對比，可加深學(xué)生的理解和記憶。

對于自動化、電氣工程等專業(yè)學(xué)生，由于以后不學(xué)“數(shù)字信號處理”，所以可以適當(dāng)刪減周期序列的離散傅里葉級數(shù)、離散傅里葉變換、Z域變換等相關(guān)知識，但要介紹一下系統(tǒng)函數(shù)和信號流圖，只要把概念解釋清楚，不必講的太深，既可以使得這些本三的學(xué)生在學(xué)到“自動控制原理”時能夠不感覺陌生，盡快入手，又避免內(nèi)容重復(fù)太多。而對于通信類專業(yè)的學(xué)生，系統(tǒng)函數(shù)這部分內(nèi)容其實是可以刪掉的，可稍微介紹一下數(shù)字濾波器的應(yīng)用等。內(nèi)容也不宜過多和過深，主要是為了引起學(xué)生興趣，為后繼課程打一點基礎(chǔ)。

在分析和計算方法上，也可以適當(dāng)刪減，如時域分析中的p 算子、拉普拉斯變換的留數(shù)法及卷積和運算的列表法等都可以略去不講。

在理論推導(dǎo)和數(shù)學(xué)計算方面，可以適當(dāng)弱化，如在講到傅里葉變換的性質(zhì)，拉普拉斯變換的性質(zhì)，關(guān)于運算性質(zhì)的推導(dǎo)，其實就沒必要講得比較詳細(xì)，一來推導(dǎo)需要花時間，二來，推導(dǎo)過程中涉及的數(shù)學(xué)計算對三本的學(xué)生而言，短時間不一定能反應(yīng)過來。另外，計算機計算機輔助設(shè)計技術(shù)的發(fā)展，使得很多計算可以用計算工具來完成，所以沒必要花大多時間在計算上。在講解這一類知識時，可側(cè)重概念、方法及物理內(nèi)涵，減少演算與練習(xí)。

（2）合理使用傳統(tǒng)教學(xué)手段和多媒體教學(xué)手段，

傳統(tǒng)板書教學(xué)和多媒體教學(xué)各有優(yōu)缺點，可將兩者有機結(jié)合，對于邏輯性較強的推導(dǎo)過程、某一類知識點的首個例題的解答、每節(jié)課的知識框架和小結(jié)等內(nèi)容宜采用傳統(tǒng)的板書，因為速度慢，可以使得學(xué)生有足夠的時間反應(yīng)，聽不懂了也可以回去看看，而多媒體教學(xué)也有自己的優(yōu)越性：形象、生動和高效。比如在講到信號的合成和分解時，用Flash動畫表現(xiàn)這個過程就會使得學(xué)生更易理解這部分知識，也節(jié)約教學(xué)時間。

（3）加強師生互動，重視復(fù)習(xí)總結(jié)和習(xí)題課

改變傳統(tǒng)的“教師講，學(xué)生聽”的授課模式，注重學(xué)生的主體地位，加強教學(xué)過程中與學(xué)生的互動，允許學(xué)生在上課的時候打斷講課和提出問題，根據(jù)他們反映的情況適當(dāng)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，要注意在課堂上多提問題讓學(xué)生回答，并把回答情況作為平時成績考核的一部分，對于表現(xiàn)比較好的同學(xué)要及時提出表揚，樹立榜樣，在每次課結(jié)束時要對整次課的內(nèi)容加以總結(jié)，為學(xué)生課后復(fù)習(xí)提供一個框架。

信號與系統(tǒng)這門課程，布置課后作業(yè)是有必要的，針對三本學(xué)生的特點，布置的作業(yè)應(yīng)著重于對基本理論，基本方法和基本題型的練習(xí)，在計算和解題技巧不宜過難，在上習(xí)題課的時候，習(xí)題也要精選重點和學(xué)生作業(yè)中體現(xiàn)的難點，采取“教師講一會，學(xué)生練一下”的方法，可以讓學(xué)生及時消化知識，教學(xué)效果比較好。

（4）重視實踐環(huán)節(jié)，適當(dāng)調(diào)整實踐內(nèi)容

為了加深對信號與系統(tǒng)理論的理解，實踐教學(xué)是必不可少的環(huán)節(jié)。為了培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和動手能力，建議把實驗分成硬件實驗、軟件實驗和綜合性實驗，硬件實驗在試驗箱上完成，主要是驗證性的實驗，如信號的低通，高通，帶通及帶阻的濾波，二階電路的響應(yīng)等，可鍛煉學(xué)生的動手能力。軟件實驗主要借助于MATLAB或者EWB（電子工作平臺）等工具軟件完成系統(tǒng)的求解和設(shè)計，這類軟件的優(yōu)點在于學(xué)生不僅可以在軟件上隨意修改參數(shù)，比較實驗結(jié)果，而且還可自行設(shè)計系統(tǒng)進(jìn)行仿真，加深對理論知識的理解。綜合性實驗集系統(tǒng)設(shè)計、電路焊接、系統(tǒng)驗證于一體，難度系數(shù)高一點，因此不宜多，可用于實踐教學(xué)的期末考核。

總之，針對三本學(xué)生的信號與系統(tǒng)教學(xué)，我們應(yīng)更新教育理念，結(jié)合教學(xué)過程中碰到的問題，及時調(diào)整教學(xué)方法，進(jìn)行教學(xué)實踐。

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