地方高校“信号与系统”课程教学现状与改革探讨

廖柏林1　肖　林1　刘　梅2

（1.吉首大学信息科学与工程学院，湖南 吉首 416000；2.吉首大学物理与机电工程学院，湖南 吉首 416000）

【摘　要】“信号与系统”课程是电子信息类专业的核心技术基础课，对其进行改革实践有着十分重要的意义。本文以吉首大学为例，对地方高校“信号与系统”课程的教学现状和存在的问题进行了分析，阐明了对该课程进行教学改革的必要性。并从教学内容与体系、教学方法与手段、试验方式和内容、双语和网络教学以及考核方式等方面对“信号与系统”课程教学改革进行了深入的探讨。

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关键词 地方高校；信号与系统；教学改革

※基金项目：吉首大学校级教改资助项目（2012JSUJGB11）。

作者简介：廖柏林（1981—），男，汉族，湖南衡阳人，博士，副教授，主要从事信息类课程教学和人工神经网络方面的科学研究工作，近年来，已发表中英文论文20余篇，其中IEEE Transactions期刊论文1篇，sci期刊论文5篇，EI收录论文10篇。

“信号与系统”是电子信息类专业的一门重要的技术基础课，是电子信息类专业学生知识结构的重要组成部分，在人才培养中起着十分重要的作用。目前，该课程已被美国麻省理工学院列为电气工程与计算机学院的六门主干课程之一[1]。国内工科院校的全部电类专业都开设了此课程，并定为必修课，受到了普遍重视[2]。吉首大学是一所地方性本科院校，于 1997年设置电子信息工程专业后开始开设“信号与系统”课程，目前讲授此课程的专业有电子信息工程、电子科学与技术和通信工程。作为非传统工科院校，该校“信号与系统”课程教学团队充分发挥后发优势，借鉴国内外重点高校先进的教学经验，对“信号与系统”课程进行了一系列的改革探索，并初步形成了自己的特色。

1　地方高校“信号与系统”课程教学存在的问题

1.1　教学理念落后

我校“信号与系统”课程的教学仍以教师讲授为主，重定理证明和例题讲解；教师是教学活动的中心，学生被动接受知识，信息单向传递，师生间难以形成双向互动。这种注入式教学使得学生注意力下降，导致知识掌握不牢，课堂效率不高。同时受我国高等教育传统的影响，教学过程中重视对课程知识的传授，而忽视对学生创造性思维的培养。教师把理论课教学理解为讲解定义、概念和原理, 学生则把理论学习理解为习诵、模仿和做题，从而造成了学生思维模式的固化，弱化了学生的创造性思维能力。

1.2　教学手段单一

由于多媒体教室建设的滞后，几年前我校“信号与系统”课程一直采用传统板书教学手段，课程中大量分析结果和图形无法直观给出，这在一定程度上影响和制约了教学效果，难以激发学生的学习兴趣。同时老师将大量的精力和时间用在了数学公式的推导和演示上，公式的物理意义反而讲得不是很多，使得很多学生渐渐形成“信号与系统”课程就是做数学推演这样片面的认识。最近两年，大多数教师采用了多媒体教学手段，但教师对该课程多媒体的应用停留在替代板书的水平，课件内容呆板不生动仅是教材的完整再现，远远没有发挥它应有的作用。因此，迫切需要对该课程进行教学方法和教学手段的改革。

1.3　实验方式单一，试验内容陈旧

利用省部共建项目，我校在2003年就建设了“信号与系统”实验室。但实验教学仅是附属于理论教学，且大都是用电路完成对理论的验证。学生在实验中需要花费大量的精力在电路调试上，效果不好；很多复杂系统的实验更是无法实现。同时现有的实验教学内容验证性项目过多，内容陈旧；忽视实验大纲与教材建设，随意性大。

2　地方高校“信号与系统”课程教学改革探索

近年来，借精品课程建设的契机，我校“信号与系统”课程教学团队积极开展教学研究，形成了一些改革思路并积极地进行了探索实践。

2.1　精心组织授课内容，构建合理的课程教学体系

“信号与系统”课程作为电子信息类专业的技术入门课程，其教学内容和教学体系都相对比较完善和稳定。但是在精简学时的大环境下，还需要对课程教学内容进行更深入的整合。信号与系统课程的教学内容可以简而言之地涵括为：一个前提，两类卷积，三大变换。一个前提指得是分析的系统都是确定信号作用下的线性时不变系统（LTIS—Linear Time-Invariant Systems）。两类卷积是指连续信号的卷积积分运算和离散信号的卷积和运算。卷积积分用于连续系统的时域求解；卷积和用于离散系统的时域求解。三大变换指变换域分析方法使用的三种变换，即傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换。以一个前提、两种卷积、三大变换为主线进行精讲，并注重理论联系实际。同时注意向学生介绍一些理论方法的工程应用背景，例如系统的因果性，稳定性等。

在课程的体系结构上，目前国内外有两种主要的方式。一种是并行体系，即将连续时间系统分析和离散时间系统分析并行进行介绍。另外一种是串行体系，即先介绍连续时间系统分析、后介绍离散时间系统分析。根据学生接受知识的习惯，我校的“信号与系统”课程确定采用第二种方法，即先连续后离散，先时域后变换域的体系结构展开教学。

2.2　改革教学方法，知识传授与能力培养并举

教学方法的改革是教学改革的核心内容。为此我们进行了深入的探索和实践。1）重点内容讲授。对于单位冲激函数、傅里叶变换及其性质等重点内容，教师应精心准备，详细讲解。授课过程中还应把握以学生为主体，教师为主导的原则，避免单向的知识灌输；要特别注重调动学生的主观能动性, 通过一定方法对学生进行引导和启发, 从而开拓学生思路。2）组织有目的地讨论。教师根据教学内容精心设计一些讨论问题, 适时安排学生进行课堂讨论并撰写讨论研究报告。通过课堂讨论加深学生对问题的认识，结合查阅文献资料，让学生最终找到解决问题的方法。这种教学方式有利于调动学生的主动性和积极性, 培养学生分析问题与解决问题的能力。3）指导学生进行自学。自学能力应该是大学阶段着重培养的一种能力。在他们以后的工作当中, 这种能力将会大有用武之地。在对课程的重点和基础充分讲解后，课程的有些章节可以指导学生进行自学。例如，我们知道连续时间系统和离散时间系统有着并行的相识性，在讲授过连续时间系统的系统函数及其零极点影响时域和频域特性后，离散时间系统的系统函数及其相关知识就可以指导学生进行自学。总的来讲，在该课程教学中我们注意多种形式的施教, 使学生既掌握了知识, 又锻炼了能力。

2.3　充分有效利用多媒体教学手段

多媒体教学图文并茂、信息量大，能提高学生的学习兴趣；同时直观性和可重复性好有利于突破教学中的难点并帮助学生克服遗忘。充分有效的利用多媒体教学手段对丰富课堂气氛、活跃学生思维、激发学习兴趣、吸引学生注意力起着十分重要的作用。但是很多教师在使用多媒体教学的过程中，过分依赖课件而不发挥教师的主导作用，课件制作粗糙仅是教材的搬家以及讲解速度过快，从而导致多媒体教学效果有限。依据我们的调研结果和教学实践，我们认为多媒体教学过程中应注意把握以下原则。1）多媒体教学和传统板书教学有机结合。基本内容、课堂测试和仿真演示等采用多媒体教案，而定理推导和例题讲解等则采用传统板书。2）发挥教师主导作用。在讲授阶段要充分发挥教师的主导作用，使得“课件跟着教师走”，而不是教师被动的、死板的对着屏幕讲解。3）合理设计课件。课件内容应少而精炼，色彩应明朗，字体大小应适中，同时应充分利用动画演示。

2.4　改革试验方式和内容，切实提高学生学习兴趣

实验教学更能激发学生的创造性思维和创新精神，我们对也实验教学进行了改革[3]。主要采取了以下措施。1）建设实验大纲和修改完善实验指导书，杜绝实验的随意性和不规范性。2）改单一硬件实验为Matlab仿真实验与硬件实验相结合。3）改单一验证性试验为验证性实验与设计性实验相结合。

2.5　分层次地开展双语教学

大学双语教学是当前高教改革的重要举措之一，目前很多高校都在积极推行[4]。但是作为一所办在民族地区的地方性大学，由于其自身特点，开展双语教学必须探寻一条适合自己的路，而不能照搬重点大学的模式。这是因为普通院校学生的英语水平相对来说要差一些，而我校更有许多来自民族地区的学生，这些学生的英语起点更低。如果不分层次的全面开展双语教学，其结果必然适得其反。为此我们开展双语教学的一个基本原则就是：因材施教，适度推广。也即选拔英语基础好、对双语教学感兴趣的学生组建双语教学实验班，一般而言有15个以上的学生就可以开班。同时针对学生英语读写强、听说弱的特点，教材、电子教案采用全英文；教师讲授则较浅显易懂的内容，完全用英语讲，而对于较难的内容，先用英语讲，然后用汉语把关键意思复述一遍[5]。

2.6　积极开展网络教学

随着网络技术的迅猛发展，利用网络进行课程教学已越来越显出它的优越性[6]。同时，因新、老校区等问题，老师与学生课外沟通和交流不便。在这样的背景下，开展网络教学更显得尤为必要。为此，我们建设了“信号与系统”课程教学网站。网站上提供教学大纲、参考书目、电子教案和典型例题分析等学习资源，满足学生自主学习的需求；另外网站还提供测试试题和试卷库，方便学生进行自我测试；最后网站还包括在线答疑模块，教师与学生可以进行双向互动。

3　结束语

“信号与系统”作为一门技术基础课，其教学过程具有一定的共性；但是校情和学生情况不一样，决定了其教学改革决不能生搬硬套他校经验，必须结合本校实际探索一条适合自己的路。本文针对地方高校“信号与系统”课程教学现状和存在的问题，给出了如何进行课程改革的建议，并在我校进行了积极的实践探索。实践结果表明，新的教学思路能大大激发学生的学习兴趣，有效提高课程教学质量。

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参考文献

［１］蔡坤宝,高克英,江禹生.美国MIT信号与系统课程的基本结构[J].高等建筑教育,2011,20(1):100-104.

［２］宫二玲.关于信号与系统课程教学改革的探讨[J].高等教育研究学报,2000, 23(1):59-61.

［３］何继爱.信号与系统课程教学改革与实践[J].高等理科教育,2007(1):106-108.

［４］陈红蕾.双语教学的实践与思考[J].高教探索,2003(3):59-60.

［５］李香林.信号与系统课程教学改革的探讨[J].高教论坛,2005(6):159-161.

［６］刘成新.网络教学资源的设计、开发与评价[J].电化教育研究,2000(3):27-30.

［责任编辑：杨玉洁］