《信號(hào)與系統(tǒng)》課程教學(xué)改革與探索

柏植　許海峰

摘 要

《信號(hào)與系統(tǒng)》課程是電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程的教學(xué)質(zhì)量會(huì)影響學(xué)生對(duì)這門(mén)課知識(shí)的理解和應(yīng)用，并且可能還會(huì)影響學(xué)生對(duì)該課程延續(xù)課程的學(xué)習(xí)興趣和熱情。因此，高校要針對(duì)該課程的特點(diǎn)，制定符合該課程的教學(xué)方法，采用教學(xué)和實(shí)踐相結(jié)合的方法，使學(xué)生更好地掌握這門(mén)課程，提高學(xué)生對(duì)這門(mén)課程的學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞

信號(hào)與系統(tǒng);教學(xué)改革;教學(xué)方法

中圖分類(lèi)號(hào)： TN911.2-4;G641 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.04.50

0 緒論

《信號(hào)與系統(tǒng)》課程是電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)中極為重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，課程介紹了線(xiàn)性系統(tǒng)和非線(xiàn)性系統(tǒng)兩大系統(tǒng)，傅里葉變換、拉普拉斯變換和Z變換三大變換，主要是以高等數(shù)學(xué)、線(xiàn)性代數(shù)、復(fù)變函數(shù)與積分變換和電路等課程為基礎(chǔ)，該課程的后序課程是數(shù)字信號(hào)處理和控制電路等，所以在學(xué)習(xí)過(guò)程中是有重要的連接作用，該課程教學(xué)效果會(huì)直接影響學(xué)生對(duì)后序課程學(xué)習(xí)的熱情和質(zhì)量。長(zhǎng)期以來(lái)，《信號(hào)與系統(tǒng)》由于其理論性強(qiáng)的特點(diǎn)，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)需要扎實(shí)的理論功底，使得學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)難，老師教學(xué)更難的局面。因此提高《信號(hào)與系統(tǒng)》課程的教學(xué)質(zhì)量對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)具有積極的意義。

1 《信號(hào)與系統(tǒng)》教學(xué)中存在的問(wèn)題

分析《信號(hào)與系統(tǒng)》課程可以發(fā)現(xiàn)，該課程的大部分內(nèi)容都比較抽象，多為公式或者純理論，多數(shù)學(xué)生將大量的學(xué)習(xí)時(shí)間浪費(fèi)到公式推導(dǎo)和數(shù)學(xué)運(yùn)算上，并沒(méi)有真正掌握公式中物理意義和信號(hào)在傳輸處理過(guò)程中的實(shí)際情況。再由于該課程大多數(shù)的時(shí)間都是在課堂上，學(xué)生只去聽(tīng)，沒(méi)有自己動(dòng)手對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析、變換和驗(yàn)證等操作，就導(dǎo)致學(xué)生掌握的不牢靠，甚至還會(huì)有一些學(xué)生單純地認(rèn)為該課程就是一門(mén)數(shù)學(xué)課，就單純當(dāng)作數(shù)學(xué)課去學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生很難去理解這門(mén)課程中的實(shí)際物理意義，學(xué)生也會(huì)因?yàn)檫@門(mén)課學(xué)起來(lái)很枯燥而漸漸失去學(xué)習(xí)的興趣，無(wú)法培養(yǎng)起自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐的習(xí)慣。

在課下的學(xué)習(xí)時(shí)間，學(xué)生只能從課本上或者做課后習(xí)題去鞏固和理解課堂上所學(xué)習(xí)的內(nèi)容，都是純理論的內(nèi)容，缺乏和其他學(xué)科的交叉融合。隨著國(guó)家不斷加強(qiáng)建設(shè)應(yīng)用型本科高校，本科生所學(xué)習(xí)的內(nèi)容也在不斷地增加，就直接導(dǎo)致學(xué)習(xí)每門(mén)課的時(shí)間不斷減少，《信號(hào)與系統(tǒng)》課程中包含了大量的公式，如果單純地講解公式結(jié)論而不去探究公式的來(lái)源，就會(huì)讓學(xué)生覺(jué)得知其然卻不知其所以然，但不如此的話(huà)又會(huì)占用大量的時(shí)間來(lái)推導(dǎo)公式，課時(shí)量少的缺點(diǎn)就不斷暴露出來(lái)。此外又由于電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，而該課程又是非常基礎(chǔ)的學(xué)科，很難接觸到前沿的學(xué)術(shù)內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生慢慢失去這門(mén)課學(xué)習(xí)的興趣。

當(dāng)前的大學(xué)生普遍只專(zhuān)注與理論的學(xué)習(xí)，常常忽略了理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的學(xué)習(xí)方式，所以當(dāng)前的大學(xué)生的實(shí)踐能力和分析問(wèn)題的能力欠佳，缺乏解決實(shí)際問(wèn)題的能力，不能夠?qū)?shí)際問(wèn)題和理論問(wèn)題相結(jié)合，進(jìn)而去分析實(shí)際問(wèn)題，所以提高學(xué)生的理論和實(shí)際相結(jié)合的能力也是目前教學(xué)需要解決的難題之一。

我國(guó)從開(kāi)始高等教育以來(lái)，就對(duì)高等教育進(jìn)行了不斷的探索，改革的效果也是顯而易見(jiàn)，但是始終不能擺脫傳統(tǒng)的教學(xué)方式，對(duì)我國(guó)的高等教育產(chǎn)生了不可扭轉(zhuǎn)的影響，傳統(tǒng)的教學(xué)理念是重于向?qū)W生灌輸知識(shí)，不注重創(chuàng)新與應(yīng)用方面的能力的培養(yǎng)，不適應(yīng)與現(xiàn)代教育的理念。隨著科技的不斷發(fā)展，當(dāng)前的我國(guó)的高等教育的體系和方法也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)。

2 教學(xué)改革實(shí)踐

2.1 提升教學(xué)工具

《信號(hào)與系統(tǒng)》是一門(mén)比較抽象的課程，如果單單依靠上課所講的理論知識(shí)很難掌握，所以在使用多媒體教學(xué)的基礎(chǔ)上使用MATLAB軟件可以現(xiàn)場(chǎng)對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行仿真驗(yàn)證，在仿真的過(guò)程中結(jié)合實(shí)際的問(wèn)題進(jìn)行分析、推導(dǎo)和演示可以大大加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，讓學(xué)生更主動(dòng)地去學(xué)習(xí)[1]。

借助MATLAB強(qiáng)大的計(jì)算軟件，可以大大簡(jiǎn)化問(wèn)題的計(jì)算過(guò)程，從而可以迅速得到直觀(guān)簡(jiǎn)潔的圖像，從而可以從復(fù)雜的、抽象的數(shù)學(xué)概念公式轉(zhuǎn)換到靈活的可變的圖形上，盡可能地優(yōu)化計(jì)算的過(guò)程。所以在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，教師應(yīng)該多使用MATLAB軟件進(jìn)行學(xué)生，讓學(xué)生自己去修改參數(shù)，觀(guān)察參數(shù)的變化對(duì)圖像的影響，從而可以提高學(xué)生對(duì)該課程學(xué)習(xí)的興趣，相比只是學(xué)習(xí)枯燥的理論知識(shí)，更能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

MATLAB軟件除了可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的積極性，簡(jiǎn)化學(xué)習(xí)的難度，讓學(xué)生從枯燥的數(shù)學(xué)公式中解脫出來(lái)，利用MATLAB強(qiáng)大的仿真和繪圖能力，讓學(xué)生將傳統(tǒng)的抽象的數(shù)學(xué)理論轉(zhuǎn)換成直觀(guān)可見(jiàn)的圖像，并且MATLAB軟件不像其他的硬件設(shè)備一樣需要不斷的調(diào)試和調(diào)整，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)的負(fù)擔(dān)，另外，還可以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)MATLAB軟件的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)信號(hào)與系統(tǒng)課程的同時(shí)，也學(xué)習(xí)了這款強(qiáng)大的軟件，做到一舉兩得的效果。

2.2 豐富學(xué)習(xí)過(guò)程

在教學(xué)的過(guò)程中，加強(qiáng)和學(xué)生之間的學(xué)習(xí)互動(dòng)，營(yíng)造出大家都積極向上的學(xué)習(xí)氛圍，這就需要代課的老師在課前積極的備課，投入大量的時(shí)間和精力去準(zhǔn)備每一堂課，研究在教學(xué)過(guò)程中的方法和如何調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。

一般的課堂的學(xué)生人數(shù)在50人以上，這種“大班”的教學(xué)方式會(huì)使得教學(xué)的效果變差，會(huì)大大影響教學(xué)質(zhì)量，所謂在“大班”教學(xué)的情況下要實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的教學(xué)，就要增加和學(xué)生之間的交流，加大教學(xué)精力的投入，當(dāng)學(xué)生在課堂上有不懂的問(wèn)題，在課下的時(shí)候積極幫助學(xué)生解決問(wèn)題，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)課堂中難理解知識(shí)的把握，針對(duì)課堂中較難理解理解的問(wèn)題，可以講解的詳細(xì)一點(diǎn)，并加大練習(xí)的題量讓學(xué)生更能了解這個(gè)難點(diǎn)如何運(yùn)用，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，使學(xué)生能夠抓住知識(shí)點(diǎn)的實(shí)質(zhì)，真正讓學(xué)生理解這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，并能真正使用知識(shí)去解決問(wèn)題，真正達(dá)到學(xué)有所用的目的[2]。

上課過(guò)程中，教師要加大和學(xué)生互動(dòng)的程度，這種上課模式可以讓學(xué)生和老師處于一種平等的交流方式，更有效刺激學(xué)和老師之間的平等交流，讓學(xué)生以一種積極主動(dòng)的求學(xué)心態(tài)和老師交流，從而達(dá)到了提高學(xué)生學(xué)習(xí)和老師教學(xué)質(zhì)量的有效教學(xué)方法。傳統(tǒng)的教學(xué)模式都注重于將知識(shí)灌輸給學(xué)生，上課的過(guò)程中主要以學(xué)生聽(tīng)課老師講課為主，而互動(dòng)式教學(xué)方式，將學(xué)生被動(dòng)地接收知識(shí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)的學(xué)習(xí)知識(shí)，而且?guī)熒g的關(guān)系也發(fā)生了一定變化，互動(dòng)式的教學(xué)方法讓學(xué)生和教師之間的關(guān)系更加朋友化，這樣增加了學(xué)生對(duì)未知問(wèn)題和老師討論的想法。

2.3 “反轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)

在上課傳輸學(xué)生知識(shí)的同時(shí)，學(xué)生只是單純的接受知識(shí)，并沒(méi)有真正地成為課堂的主人，如果學(xué)生成了課堂的主人，自己親自去學(xué)習(xí)，便可以大大提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)積極性。那么如何才能讓學(xué)生成為課堂“主人”呢？如果在上課之前給所有的學(xué)生都布置一個(gè)作業(yè)，在上課的時(shí)候隨機(jī)抽取學(xué)生，讓這個(gè)學(xué)生作5分鐘的小老師，讓學(xué)生給學(xué)生講解知識(shí)，這樣便會(huì)大大的加深學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，并且學(xué)生給學(xué)生上課，也會(huì)激起其他學(xué)生好奇和認(rèn)真聽(tīng)課的欲望，前所未有的教育方式也會(huì)引起學(xué)生的興趣，并且遇到不會(huì)的問(wèn)題，可以和老師討論，師生共同探討解決問(wèn)題的方法。這樣的課堂可以讓學(xué)生更占有主動(dòng)型，因?yàn)槌槿≈v課的學(xué)生是隨機(jī)的，所以每一個(gè)學(xué)生都會(huì)積極地去準(zhǔn)備，這樣可以大大的活躍課堂的氣氛[3]。

3 結(jié)論

關(guān)于提升《信號(hào)與系統(tǒng)》課程的教學(xué)質(zhì)量和方法，讓學(xué)生對(duì)該課程更具有學(xué)習(xí)的積極性，本文結(jié)合了作者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該課程的教學(xué)方法和教學(xué)手段進(jìn)行了總結(jié)和反思，希望能給《信號(hào)與系統(tǒng)》教學(xué)改革提供方向和建議。

參考文獻(xiàn)

[1]馮俊杰，張續(xù)文，王永會(huì).《信號(hào)與系統(tǒng)》課程教學(xué)改革與探索[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2019，15（18）：103-104.

[2]蔣雯，鄧鑫洋.“信號(hào)與系統(tǒng)”考核模式改革探索與實(shí)踐[J].科教導(dǎo)刊（中旬刊），2019（01）：24-25.

[3]李磊.《電路基礎(chǔ)》和《信號(hào)與系統(tǒng)》系列課程教學(xué)改革探索[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2019，18（10）：163-164.