基于“信號(hào)與系統(tǒng)”的課程體系剖析

田霄

摘要：作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)理論課，"信號(hào)與系統(tǒng)"課程具有明確的體系結(jié)構(gòu)。因此，基于這種認(rèn)識(shí)，本文從縱向和橫向兩個(gè)角度對(duì)"信號(hào)與系統(tǒng)"的課程體系進(jìn)行了剖析，并且提出了該門課程的體系優(yōu)化建議，從而為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞："信號(hào)與系統(tǒng)"；課程體系；剖析

0 引言

就目前來看，"信號(hào)與系統(tǒng)"的課程體系主要有兩種結(jié)構(gòu)，在知識(shí)梳理歸納方面具有不同的特點(diǎn)，能夠?qū)W(xué)生掌握知識(shí)起到一定的作用。而對(duì)"信號(hào)與系統(tǒng)"的課程體系進(jìn)行進(jìn)一步的剖析，則能夠更好的完成課程內(nèi)容的梳理，繼而有利于提出新的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系。因此，有必要對(duì)"信號(hào)與系統(tǒng)"課程體系展開深入的研究，從而更好的促進(jìn)相關(guān)學(xué)科教育的發(fā)展。

1 基于"信號(hào)與系統(tǒng)"的課程體系剖析

1.1 課程體系的縱向剖析

在"信號(hào)與系統(tǒng)"的課程體系中，體系知識(shí)結(jié)構(gòu)具有一定的整體性，所以在介紹同類問題時(shí)，常常需要集中進(jìn)行涉及到的知識(shí)點(diǎn)的介紹。因此，"信號(hào)與系統(tǒng)"的課程體系具有一種串行體系結(jié)構(gòu)，而這種結(jié)構(gòu)是通過縱向思維串聯(lián)而成的。具體在介紹課程內(nèi)容時(shí)，通常會(huì)先進(jìn)行連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)分析內(nèi)容的集中介紹，然后再對(duì)離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)分析內(nèi)容進(jìn)行集中介紹。從體系知識(shí)結(jié)構(gòu)流程上來看，則將先進(jìn)行連續(xù)信號(hào)定義、分類和運(yùn)算等知識(shí)的介紹，然后再依次完成連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)、連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)分析方法、離散信號(hào)、離散時(shí)間系統(tǒng)和離散時(shí)間系統(tǒng)分析方法的介紹。而在介紹離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的有關(guān)內(nèi)容時(shí)，基本上也會(huì)按照連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的介紹模式進(jìn)行。之所以會(huì)形成這種結(jié)構(gòu)，主要是因?yàn)槭鼙娫诮邮苤R(shí)時(shí)形成了一種固定的習(xí)慣[1]。比如在學(xué)習(xí)函數(shù)時(shí)，學(xué)生往往會(huì)從連續(xù)變量函數(shù)開始學(xué)起。而在學(xué)習(xí)電路知識(shí)時(shí)，也將從連續(xù)信號(hào)開始著手。

1.2 課程體系的橫向剖析

經(jīng)過一段時(shí)間的學(xué)習(xí)之后，教師在介紹"信號(hào)與系統(tǒng)"的課程體系的內(nèi)容時(shí)往往會(huì)采取橫向思維。具體來講，就是對(duì)不同類型知識(shí)進(jìn)行并行介紹，然后通過分析和比較讓受眾更好的認(rèn)識(shí)不同知識(shí)的特點(diǎn)。比如在完成連續(xù)時(shí)間信號(hào)和離散時(shí)間信號(hào)的學(xué)習(xí)后，就可以將兩類信號(hào)的定義和概念等知識(shí)相比較。而通過相互啟發(fā)和相互滲透，不僅可以理解兩類知識(shí)之間的微妙聯(lián)系，同時(shí)也能夠加強(qiáng)對(duì)這些知識(shí)的理解。例如，在完成離散時(shí)間信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)展開的知識(shí)的學(xué)習(xí)時(shí)，可以對(duì)照連續(xù)信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)展開的知識(shí)，從而使學(xué)生對(duì)信號(hào)頻譜圖的認(rèn)識(shí)得到進(jìn)一步加深。采取該種知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，其實(shí)有利于人們進(jìn)行新的知識(shí)的學(xué)習(xí)，并且能夠使人對(duì)舊知識(shí)的理解得到加深[2]。

2 基于"信號(hào)與系統(tǒng)"的課程體系的優(yōu)化設(shè)計(jì)

"信號(hào)與系統(tǒng)"的課程體系中涉及到的內(nèi)容較多，所以無論使用并行體系結(jié)構(gòu)還是串行體系結(jié)構(gòu)都會(huì)受到內(nèi)容繁多問題的困擾。在對(duì)課程體系的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行總結(jié)和歸納時(shí)，也常常無法將知識(shí)點(diǎn)與章節(jié)號(hào)對(duì)應(yīng)起來，所以難以進(jìn)行知識(shí)的靈活運(yùn)用。因此，還應(yīng)該實(shí)現(xiàn)對(duì)"信號(hào)與系統(tǒng)"的課程體系的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而更好的進(jìn)行該課程的學(xué)習(xí)。

2.1 多層次課程體系的設(shè)計(jì)

實(shí)際上，并非是所有專業(yè)的學(xué)生都需要對(duì)"信號(hào)與系統(tǒng)"課程體系中涉及到的所有內(nèi)容進(jìn)行全面掌握?？紤]到不同專業(yè)的特點(diǎn)，應(yīng)該進(jìn)行不同層次的課程體系的設(shè)計(jì)，從而根據(jù)不同專業(yè)的學(xué)時(shí)安排進(jìn)行不同的教學(xué)重點(diǎn)的安排。而采取該種方式，顯然能夠使教學(xué)內(nèi)容得到優(yōu)化，所以能夠有效提高專業(yè)教學(xué)質(zhì)量。以電氣工程及其自動(dòng)化和電子信息工程兩個(gè)專業(yè)為例，其中電子信息工程是弱電專業(yè)，比較注重學(xué)習(xí)與信號(hào)有關(guān)的內(nèi)容，所以可以重點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)分析與處理知識(shí)的學(xué)習(xí)，并且可以對(duì)相關(guān)知識(shí)在相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用問題展開介紹[3]。而電氣工程及其自動(dòng)化屬于強(qiáng)電專業(yè)，更加注重有關(guān)系統(tǒng)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，所以可以重點(diǎn)講述線性時(shí)不變系統(tǒng)等內(nèi)容，并且對(duì)在電力系統(tǒng)中的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行介紹。

2.2 相關(guān)課程群體系的設(shè)計(jì)

在"信號(hào)與系統(tǒng)"的課程體系中，由于涉及到的內(nèi)容較多，所以其中有一些內(nèi)容將與專業(yè)的其他課程內(nèi)容重復(fù)，從而不利于課程教學(xué)的開展。針對(duì)這種情況，還應(yīng)該進(jìn)行各課程教學(xué)內(nèi)容的有效整合，以便通過融合和分解教學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行課程重點(diǎn)的突出。在此基礎(chǔ)上，將重復(fù)的課程內(nèi)容刪除，才能使課程體系得到優(yōu)化，繼而使課程內(nèi)容的傳承和教學(xué)效果得到提高。利用這種思想，可以建立"信號(hào)與系統(tǒng)"的課程群體系，從而使該體系的教學(xué)得到優(yōu)化。例如，針對(duì)電子信息工程專業(yè)，就可以將"數(shù)字信號(hào)處理"、"DSP原理及應(yīng)用"和"信號(hào)與系統(tǒng)"聯(lián)合起來，從而構(gòu)建一個(gè)適合該專業(yè)的課程群體系。而通過開展體系教學(xué)，則能夠使該專業(yè)的學(xué)生對(duì)有關(guān)信號(hào)分析和處理的技術(shù)進(jìn)行全面的掌握。

2.3 交互式教學(xué)體系的設(shè)計(jì)

考慮到"信號(hào)與系統(tǒng)"的課程體系內(nèi)容較多的問題，還要實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生的交流協(xié)作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)體系內(nèi)容的交互式學(xué)習(xí)。為此，應(yīng)該將整個(gè)"信號(hào)與系統(tǒng)"的課程體系的知識(shí)細(xì)化成多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，并且根據(jù)這些知識(shí)點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)的微課程，然后要求教師與學(xué)生圍繞著知識(shí)點(diǎn)對(duì)課程內(nèi)容展開學(xué)習(xí)。而采取這種課程學(xué)習(xí)體系，不僅能夠發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，同時(shí)也可以使學(xué)生的積極性得到調(diào)動(dòng)，所以有利于提升課程體系的教學(xué)效果。為構(gòu)建這一體系，還需要加強(qiáng)與"信號(hào)與系統(tǒng)"的課程體系有關(guān)的精品資源共享課的建設(shè)，并且使課程的在線資源得到完善，繼而確保課程的完整性。

3 結(jié)論

總而言之，通過剖析"信號(hào)與系統(tǒng)"課程體系可以發(fā)現(xiàn)，目前該課程體系主要有兩種結(jié)構(gòu)，即縱向串行體系結(jié)構(gòu)和橫向并行體系結(jié)構(gòu)。而在該兩種結(jié)構(gòu)下，學(xué)生對(duì)課程知識(shí)進(jìn)行總結(jié)和歸納將產(chǎn)生一定的困難。因此，還需要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)課程體系的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而幫助學(xué)生更好的掌握該門課程。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙鈺婷，張虹，尹立敏等."信號(hào)與系統(tǒng)"課程立體化教學(xué)體系的探索與實(shí)踐[J].中國電力教育，2014，35：117-118.

[2]劉海成，王妍，徐利民.面向不同培養(yǎng)對(duì)象的"電路、信號(hào)與系統(tǒng)"課程體系研究與探索[J].工業(yè)和信息化教育，2015，01：9-12.

[3]吳憲祥，郭寶龍，朱娟娟等."信號(hào)與系統(tǒng)"課程交互式教學(xué)體系構(gòu)建[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2015，01：26-28.