獨立學院信號與系統(tǒng)課程教學改革分析

郭彬+褚俊英

摘 要：信號與系統(tǒng)課程對于很多電子信息、電氣工程、自動化等專業(yè)來說都是一門較為基礎性的學科，它的理論性、實踐性以及系統(tǒng)性都很強，對于學生專業(yè)的學習起著非常重要的鋪墊作用，可以說是數(shù)字信號處理、通信原理等課程學習的必修課程，其知識點多且比較復雜抽象，學生學習的難度非常大。獨立院校對于該門課程的教學很多都處于探索階段，在課程的教學中存在許多不足之處，為適應應用型人才培養(yǎng)的需要，該課程的教學改革勢在必行。

關鍵詞：信號與系統(tǒng)課程；必修課程；教學改革

一、引言

信號與系統(tǒng)課程主要學習的是信號與系統(tǒng)有關方面的理論及其基本的分析方法，是工程類專業(yè)比較基礎的課程，是電氣信息類、自動化類專業(yè)較為基礎的課程，該課程的學習主要以高等數(shù)學、電路分析等為理論基礎，在專業(yè)教學中有著承前啟后的作用，學生對該門課程知識的掌握程度直接影響著其分析解決專業(yè)課程問題的能力，所以對該課程的改革十分有必要。獨立學院工程類專業(yè)的基本目標是培養(yǎng)應用型人才，隨著招生規(guī)模的擴大，所暴露出的教學問題也就越來越多。眾多的獨立院校都開始嘗試對信號與系統(tǒng)課程教學進行改革并且取得了一定的成果，顯著改善了教學的質量，不過仍然存在較多的問題。

二、當前獨立學院信號與系統(tǒng)課程教學存在的問題

信號與系統(tǒng)課程的知識點相對而言比較多，且相關的理論也比較抽象。而獨立院校學生的學習能力以及基礎相對要差，尤其是數(shù)學基礎，當出現(xiàn)對數(shù)學能力要求較高的知識點的時候，很多學生無法掌握。在課程教學的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)，較多的學生對該門課程的學習感到非常吃力，有的甚至因此失去學習的興趣與信心，最主要的原因也是對高等數(shù)學等相關先修的課程知識沒有掌握好。當前獨立院校信號與系統(tǒng)課程教學中存在的較為普遍的問題主要有：

1.學時比較少

該課程對于很多工程類專業(yè)來說是一門較為專業(yè)的基礎課，對于學生專業(yè)課的學習有著非常重要的作用。該課程涉及的知識點比較多且內容比較難懂，但是很多獨立院校在安排學時方面卻相對比較少，導致很多學生學起來非常吃力，掌握起來難度非常大，有的甚至越學越?jīng)]興趣。

另外，該課程對數(shù)學運算能力要求很高，學生必須要借助大量練習題掌握有關知識點，再加上知識的前后聯(lián)系非常緊密，學生必須要花費很多時間進行梳理與總結，只有這樣才能夠完全掌握課程前后內容之間的聯(lián)系以及該課程知識點與別的專業(yè)課程之間的相關聯(lián)系。學校安排的學時較少，導致教師在上課過程中對知識點的講解相對較粗，教師為完成該門課程的講解，花在每個章節(jié)上的時間相對較少，學生由于理解能力有限，加上自學能力相對較弱，缺乏時間進行復習，導致很多學生對該門課程知識的掌握非常有限。

2.教學模式比較單一

信號與系統(tǒng)是一門對數(shù)學能力要求很高的學科。該課程的知識大多要借助高等數(shù)學、復變函數(shù)以及線性代數(shù)等知識點來掌握，從某個方面來說，該課程的教學實際上就是數(shù)學的變換與分析的過程，抽象程度非常高，數(shù)學基礎比較差的學生理解起來非常困難。獨立院校的學生在高中階段的綜合能力與普通一二本的學生相比相對要差，他們學習起來相當困難。加上數(shù)學教師與后繼課程的教師缺乏溝通與交流，他們在教學上各有側重點，學生在學習該課程的時候，遇到一些比較難的涉及數(shù)學計算與推導的問題往往非常吃力。再加上教師所采取的教學方式基本上還是高中的教學模式，以單向的知識傳輸為主，與學生之間的互動比較少，對學生掌握的程度缺乏了解，導致學生學習的積極性比較差，課堂的氛圍比較沉悶，尤其是遇到比較難且比較抽象的知識點時，很多學生都感到茫然，教師的整體教學效果比較差。

3.師資隊伍力量薄弱

信號與系統(tǒng)課程是電氣、電子信息工程、自動化類專業(yè)的基礎課程，對于很多獨立院校來說，這幾類專業(yè)的師資隊伍都存在著數(shù)量不足、水平差、專業(yè)能力弱的現(xiàn)象。尤其是隨著招生數(shù)量的增加，學校整體的辦學規(guī)模在不斷擴大，該課程教學隊伍的力量更加薄弱。在教師缺少的情況下，學校往往會安排相關專業(yè)的教師教授該門課程，無形中增加了很多專業(yè)課教師的教學任務，一些教師由于教研繁忙，教學準備時間相對較少，教學質量方面難以保證。此外，加上教學任務加重，很多教師對課程內容的鉆研時間也相對減少，他們的業(yè)務水平可以說停滯不前，無法滿足培養(yǎng)應用型人才的基本要求。

4.課程之間缺乏有效的銜接

很多工程類專業(yè)的專業(yè)課教學都對信號與系統(tǒng)課程有一定的依賴性。獨立院校由于師資力量的缺乏以及教學安排較為混亂，出現(xiàn)一些必須要學習的課程無法得到安排的現(xiàn)象，導致該課程與其他課程缺乏有效的銜接，教學上存在一定的跳躍性，從某種程度上來說加大了學生學習的難度。

5.缺乏基本的實驗配套設施

獨立院校有部分是高職高專類院校升級而來，對于他們來說，很多課程的教學都在探索期，相應的硬件設施無法滿足教學的要求。對于信號與系統(tǒng)課程當中的知識點，教師需要借助實驗來完成理論知識的講解，同時學生的實際操作能力也必須要在實驗中獲得，但是很多獨立院校并不具備完整的實驗配套設施，學生能夠進行實驗的機會較少，這在某種程度上也限制了其對知識的理解。

三、獨立院校信號與系統(tǒng)課程教學改革策略探討

信號與系統(tǒng)是工程類專業(yè)一門較為核心的課程，獨立院校應該結合學生的實際情況，不斷推進課程教學的改革，以適應學生的思維特點。具體而言，可以采取的策略主要有：

1.注意激發(fā)學生的學習興趣

興趣是最好的老師，可以引導學生積極主動地鉆研有關問題，變被動為主動。獨立院校工程類專業(yè)的學生對于該門課程的學習積極性普遍不高，且缺乏學習自信心。在實際的教學過程中，教師應該要有意識地改變傳統(tǒng)的以理論講解為主的單一的教學模式，利用不同的實驗來提升學生的學習興趣。同時，教師可以借助一定的練習題講解幫助學生加深對有關知識點的印象，提升其聯(lián)系其他學科知識點的能力，要幫助學生克服畏懼的心理，使學生能夠積極地面對各種知識難點的學習。

2.合理安排教學內容

信號與系統(tǒng)課程與數(shù)字信號處理課程存在著一定的知識點交叉的現(xiàn)象。學校一般會將信號與系統(tǒng)課程安排在前面，但是在實際的教學過程中，筆者發(fā)現(xiàn)當開始教授數(shù)字信號處理課程知識的時候，學生已經(jīng)忘記了很多信號與系統(tǒng)中的知識點，教師必須要對存在關聯(lián)的或者是存在交叉的知識點進行重新講解，學生才能夠跟上教師的教學步驟，但這樣造成了課時的浪費。此外，數(shù)字信號處理課程當中也涉及很多數(shù)學知識點，包括證明和公式，基礎相對差的學生學習起來難度也非常大。因此在教學的過程中，教師應該要有意識地整合這兩門課程的知識內容，使學生形成比較清晰的學習脈絡，提升其橫向聯(lián)系相關課程知識點的能力。

3.教學手段多樣化

教學模式單一化多是因為教學缺乏豐富的教學手段作為支撐?，F(xiàn)代多媒體技術的發(fā)展從某種程度上來說，大大豐富了信號與系統(tǒng)課程的教學手段。信號與系統(tǒng)課程涉及的公式非常多，又與數(shù)學存在較為緊密的聯(lián)系，很多學生缺乏學習信心。借助多媒體教學手段，教師可以有意識地淡化數(shù)學公式的推導，使學生改變傳統(tǒng)的“信號與系統(tǒng)學習就是數(shù)學學習的觀念”，使課程更加突出工程專業(yè)特點。例如在講解“傅里葉變換的時移特性”時，除了要推導相關的表達式時，更應該將講解的重點放在“時域時移影響信號頻譜的相位特性”上，使學生加深認識傅里葉變換性質的物理意義以及調制與解調的本質。此外，還可以借助實物演示、各種立體化視頻、Matlab軟件等，將抽象的知識具體化，以加深學生對相關知識點的印象。

4.加強實踐教學

信號與系統(tǒng)課程是一門實踐性以及應用性很強的課程，因此除了要注重理論知識的講解外，還必須要突出實踐教學環(huán)節(jié)，使學生能夠將所學到的理論及時應用于實踐，以提高學生解決實際問題的能力。在實踐教學環(huán)節(jié)，教師應該突出與理論知識的結合。在講解理論知識的過程中，可以借助于Matlab仿真軟件將各種工程應用實例直接展示給學生，讓學生利用該軟件完成各種實例的操作，例如畫信號的波形、求系統(tǒng)的階躍響應、信號的運算以及沖激響應等，使學生能夠加深對各種信號特征的理解。對于專業(yè)實驗設備的不足，則可以利用Multisim等電路仿真軟件進行仿真，觀察電路的波形和現(xiàn)象，加強理論和實際的聯(lián)系。

四、結語

高校教育的目的在于除了使學生掌握知識外，更重要的是要讓學生具備一定的自主學習探索能力，使學生能夠獨立地解決問題。獨立院校的學生有自身的特點，他們的綜合知識水平比普通本科院校的學生相對較差，尤其是數(shù)學方面能力，信號與系統(tǒng)課程對于學生專業(yè)課的學習有著非常重要的意義，所以對該門課程教學的改革必須要能夠適應學生的學習思維以及學習能力，以促進教學效果的提高，為學生專業(yè)課的學習提供重要保證。

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作者簡介：郭彬（1981— ），男，碩士，研究生2010年畢業(yè)于河北工業(yè)大學機械工程學院儀器與科學專業(yè)，講師，從事自動控制方向研究及自動化教學；褚俊英（1983— ），女，碩士，從事中央空調自動控制方向研究及自動化專業(yè)教學。