“信號與系統(tǒng)”課程互動交流式教學(xué)改革方法探索與研究

常瑞?徐燕?蘇海濱

摘要：“信號與系統(tǒng)”課程有教學(xué)方法單一、課程內(nèi)容重復(fù)、理論性較強(qiáng)等特點(diǎn)。結(jié)合學(xué)校教學(xué)實(shí)際情況，提出互動交流式教學(xué)方法。該方法分為6個階段：隨機(jī)分組和自主選題、預(yù)習(xí)探究、中期答辯、匯報展示及互動交流、教師講解及學(xué)生回顧反思、成績評定。實(shí)踐證明：相對于傳統(tǒng)的教學(xué)方式，該方法加深了學(xué)生對相關(guān)知識點(diǎn)的理解，大大調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性以及團(tuán)隊(duì)意識，實(shí)現(xiàn)了教與學(xué)的雙向互動，取得了很好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：信號與系統(tǒng)；互動交流；教學(xué)改革；教學(xué)效果

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）36-0152-02

“信號與系統(tǒng)”是電學(xué)類專業(yè)本科生的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程以高等數(shù)學(xué)、工程數(shù)學(xué)及電路原理等課程為基礎(chǔ)，這門課程的理論在該專業(yè)的很多后續(xù)課程如數(shù)字信號處理、通信原理、自動控制原理等都要用到，在教學(xué)環(huán)節(jié)中起著承上啟下的作用。但是長期以來，由于這門課程理論性比較強(qiáng)，用到的數(shù)學(xué)知識比較多，教學(xué)方法和手段的單一，“信號與系統(tǒng)”課程一直處于教難、學(xué)更難的情況之中[1-4]。同時大學(xué)教學(xué)總是強(qiáng)調(diào)以接受知識、死記硬背和機(jī)械訓(xùn)練為特征的被動接受式教學(xué)方法，很少通過學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與互動來獲得發(fā)展，一定程度上阻礙了大學(xué)生的創(chuàng)新和創(chuàng)造能力的發(fā)展。我校一直堅(jiān)持“育人為本，學(xué)以致用”的辦學(xué)理念，確立了“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)、強(qiáng)素質(zhì)、重實(shí)踐、有創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)目標(biāo)，原有的教學(xué)模式不再適應(yīng)創(chuàng)新型教學(xué)的要求。同時國家近年來也推出了一些鼓勵和支持教育教學(xué)方法改革的政策和措施，且力度有加大的趨勢。本著樹立人人“愿意學(xué)習(xí)，自主學(xué)習(xí)”的學(xué)生發(fā)展觀和凸現(xiàn)“發(fā)掘?qū)W生潛能、發(fā)現(xiàn)學(xué)生價值”的教學(xué)理念，對“信號與系統(tǒng)”課程實(shí)施了互動交流式教學(xué)改革[5]，采用了開放性的創(chuàng)新型課堂教學(xué)模式。該方法改變過去被動的接受式教學(xué)模式，把自學(xué)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)作為本科教育的責(zé)任。學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體，在自學(xué)和討論過程中能夠發(fā)揮獨(dú)立思考、自主獲取知識的主動性，鍛煉獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力，拓展思考空間，形成多種思維方式，激發(fā)創(chuàng)新能力。

一、“信號與系統(tǒng)”課程現(xiàn)狀和存在的問題

（1）“信號與系統(tǒng)”課程，在教學(xué)內(nèi)容的選擇上遇到了相當(dāng)突出的問題，主要表現(xiàn)在和“電路原理”課程以及“自動控制原理”課程的內(nèi)容有大量重復(fù)。因此，如何優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，避免重復(fù)教學(xué)，節(jié)省課時為學(xué)生講解新內(nèi)容是該課程教學(xué)互動交流式改革的一個目的。

（2）教學(xué)模式中仍以傳統(tǒng)式教學(xué)為主。傳統(tǒng)式教學(xué)中，教師往往把知識作為定論傳輸給學(xué)生，學(xué)生被動接受記住了課本知識和公式定理，具有較強(qiáng)的解題能力，但沒有自己的思想，缺少判斷和分析，缺乏綜合應(yīng)用知識的能力。如何使學(xué)生變被動接受為主動學(xué)習(xí)也是該課程教學(xué)互動交流式改革的一個重點(diǎn)內(nèi)容。

（3）教學(xué)內(nèi)容多、教學(xué)要求高，但教學(xué)學(xué)時卻不斷減少。信號與系統(tǒng)課程內(nèi)容豐富，然而概念、原理抽象，理論性很強(qiáng)，對前修課程特別是對數(shù)學(xué)的要求比較高，課程中的理論結(jié)果幾乎都來自于復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，因此教師難教、學(xué)生難學(xué)，這與新的教學(xué)大綱中教學(xué)學(xué)時的不斷減少形成矛盾。

（4）工科學(xué)生的表達(dá)能力急需提高。如何在授課的過程中鍛煉學(xué)生表述自己觀點(diǎn)的能力，加強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神等也是教師在教學(xué)中的義務(wù)。

二、互動交流式教學(xué)改革方法實(shí)施

1.互動交流式教學(xué)改革實(shí)施前提

“信號與系統(tǒng)”課程在相關(guān)課程之間內(nèi)容有大量重復(fù)。在“電路原理”課程中包含了“信號與系統(tǒng)”課程中連續(xù)信號與系統(tǒng)分析的相關(guān)內(nèi)容，如傅里葉級數(shù)和傅里葉變換、電路與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析、系統(tǒng)函數(shù)等；在“自動控制原理”課程中也有一段“信號與系統(tǒng)”課程中的有關(guān)系統(tǒng)分析方面的內(nèi)容，如系統(tǒng)穩(wěn)定分析、信號流圖等。而我校的“電路”課程開在第三學(xué)期，“信號與系統(tǒng)”課程與“自動控制原理”同開在第四學(xué)期，這就為互動交流式教學(xué)改革打下了基礎(chǔ)。由于這門課程理論性比較強(qiáng)，用到的數(shù)學(xué)知識比較多，因此在“信號與系統(tǒng)”課程教學(xué)內(nèi)容中需選取與學(xué)生以前學(xué)過的“電路”、“自動控制原理”內(nèi)容相關(guān)的章節(jié)進(jìn)行互動交流教學(xué)改革。筆者選擇了吳大正版“信號與線性系統(tǒng)”中的第二章連續(xù)系統(tǒng)時域分析，第五章復(fù)頻域分析以及第七章系統(tǒng)函數(shù)作為實(shí)驗(yàn)章節(jié)進(jìn)行了教學(xué)改革。

2.互動交流式教學(xué)改革實(shí)施步驟

可以分為以下6個階段：

（1）隨機(jī)分組和自主選題。為了提高學(xué)生的交流能力，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識，采用隨機(jī)分組的方式。教師不提供任何備選題目，每小組根據(jù)興趣和自身對相關(guān)課程的理解程度自行選題，選題的形式多樣，例題、報告等均可。

（2）預(yù)習(xí)探究。為了檢查各小組學(xué)習(xí)的成果，提高學(xué)習(xí)探究的效率和課堂匯報展示的效果，每個小組必須在完成題目的選定后，與教師預(yù)約，提前一周進(jìn)行討論選擇的具體題目以及對題目的認(rèn)識，對課程設(shè)計(jì)的計(jì)劃以及每位隊(duì)員的分工，確保課堂講授的效果。

（3）中期答辯。中期答辯主要考察學(xué)生的進(jìn)展情況。學(xué)生反饋遇到的問題和難點(diǎn)，提出自己的解決辦法。同時老師根據(jù)學(xué)生遇到的難點(diǎn)等問題，予以指導(dǎo)。

（4）匯報展示和交流互動。主要檢查學(xué)生課程設(shè)計(jì)的完成情況。學(xué)生上講臺匯報選題內(nèi)容，相關(guān)理論，以及對選題的講解，最后描述課程設(shè)計(jì)的收獲和心得體會。當(dāng)某小組匯報展示后，其他小組進(jìn)行提問，對于大家都有困惑或疑惑的問題，由教師與學(xué)生一起共同分析、討論，尋找問題的解答，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、分析問題和解決問題的能力。

（5）教師講解以及學(xué)生回顧反思。針對學(xué)生講解過程教師點(diǎn)評并再次串講本次課的框架邏輯、重點(diǎn)難點(diǎn)，回答學(xué)生的疑問困惑。同時學(xué)生一定要寫下對知識的理解、掌握和感受，記錄在書本上或?qū)ｉT的課堂筆記上，這也起到了溫故知新的作用。

（6）成績評定。成績共由以下幾部分組成：卷面分（占60%；出勤分（占10%）；團(tuán)隊(duì)表現(xiàn)分（15%）（根據(jù)匯報展示情況，由教師和小組長進(jìn)行打分）；個人表現(xiàn)分（15%）。根據(jù)小組成員完成分工任務(wù)情況、回答問題、匯報發(fā)言、總結(jié)發(fā)言、提出問題等課堂表現(xiàn)計(jì)分。

三、問卷調(diào)查

為了客觀了解互動交流教學(xué)法在教學(xué)實(shí)踐中的效果、存在的問題和學(xué)生的建議，針對我校2011電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)參加教學(xué)改革的學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查。通過學(xué)生反饋的信息，來更好地改革教學(xué)手段和方式，提高教學(xué)水平。

表1是學(xué)生學(xué)習(xí)本課程前后對相關(guān)課程知識點(diǎn)的熟悉掌握情況?？梢钥闯觯ㄟ^交流互動式教學(xué)方法，確實(shí)讓大多數(shù)學(xué)生對“電路”“自動控制原理”等相關(guān)課程有了更深入的認(rèn)識，這相當(dāng)于讓學(xué)生重新進(jìn)行了復(fù)習(xí)，加深了印象。

表2調(diào)查互動交流式教學(xué)改革的總體效果滿意度以及該方法是否值得推廣的看法。絕大部分學(xué)生對于該方法是滿意和認(rèn)可，并認(rèn)為值得推廣。這就為推廣教學(xué)改革提供了信心。

表3調(diào)查了互動交流式教學(xué)改革方法調(diào)動學(xué)習(xí)的主動性和積極性以及團(tuán)隊(duì)意識情況?？梢钥闯鐾ㄟ^教學(xué)改革，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，學(xué)習(xí)效率得到了很大提升；提高了學(xué)生與人溝通的能力；提高了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

四、總結(jié)

與未實(shí)施自學(xué)交流模式的章節(jié)相比較，實(shí)施教學(xué)改革之后的課堂顯得更有吸引力，學(xué)生的認(rèn)可度和接受度更高并且學(xué)生出勤率很高。在教師與學(xué)生互動合作的教與學(xué)中，學(xué)生不再處于順從被動地位，自信心得以提升，發(fā)言積極踴躍，自主學(xué)習(xí)積極性高。互動交流式教學(xué)方法改變了學(xué)生對傳統(tǒng)大學(xué)課堂教學(xué)的認(rèn)識，真正實(shí)現(xiàn)了教與學(xué)的雙向互動和自由、民主、和諧的課堂氛圍。

雖然此次教學(xué)改革總體效果很好，但在改革中仍存在不足之處：

第一，個別同學(xué)適應(yīng)性差，融入課堂教學(xué)程度不高，在學(xué)期結(jié)束時仍保持舊有的學(xué)習(xí)習(xí)慣，對新式教學(xué)方法并不十分感興趣。表現(xiàn)在“沒有積極主動地回答過問題”，較少參與小組成員討論，不愿分享自己的想法，缺乏自信。

第二，部分學(xué)生思維存在局限，語言組織和表達(dá)能力較弱。交流是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，有些學(xué)生基于內(nèi)向的個性或自信心不足，往往只聽討論不發(fā)言。因此如何保證交流討論的廣泛性，鼓勵每個學(xué)生開口交流是教師需要不斷提高的技巧。

第三，存在濫竽充數(shù)的情況。如何使得每一位學(xué)生廣泛、充分、深入的參與到教學(xué)改革中來，尚有待探索更好的解決方法。

與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，交流互動式教學(xué)改革在改革課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化教與學(xué)的時間分配，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性積極性和團(tuán)隊(duì)精神的同時，也提升了教師素質(zhì)教師，做到真正的教學(xué)相長。下一步工作的重點(diǎn)是將互動交流教學(xué)改革從“信號與系統(tǒng)”逐步推廣到相關(guān)課程，組成教學(xué)改革“課程群”，在更多的課程中推廣，讓更多老師、學(xué)生逐步接受教學(xué)模式改革。

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[5]李剛.“自主-交流-互動”教學(xué)模式總結(jié)[R].華北水利水電大學(xué)，2013.

（責(zé)任編輯：劉麗娜）