《信號(hào)與系統(tǒng)》綜合實(shí)驗(yàn)課程改革的研究

王永和 王永琦 江瀟瀟

[摘 要] 以上海工程技術(shù)大學(xué)卓越工程——廣播電視工程班教學(xué)為例，探究了《信號(hào)與系統(tǒng)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革效果。教學(xué)團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的綜合性、創(chuàng)新性設(shè)計(jì)上作了深入研究，探索如何提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)理論教學(xué)的輔助作用，激發(fā)學(xué)生對(duì)枯燥理論學(xué)習(xí)的興趣，教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)一系列的教學(xué)改革的研究與探索，促進(jìn)了教學(xué)質(zhì)量的提高。

[關(guān) 鍵 詞] 信號(hào)與系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革；教學(xué)團(tuán)隊(duì)；卓越工程

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2017）22-0037-01

信號(hào)與系統(tǒng)課程是電子信息、廣播電視工程及自動(dòng)化等專業(yè)學(xué)生必修的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，它通常以高等數(shù)學(xué)和電路分析等先修課程為基礎(chǔ)，同時(shí)又是后續(xù)的通信原理、自動(dòng)控制、數(shù)字信號(hào)處理等專業(yè)課程的基礎(chǔ)，因此，信號(hào)與系統(tǒng)在課程體系中承擔(dān)著承上啟下的重要作用。信號(hào)與系統(tǒng)中的數(shù)學(xué)公式較多，而且各種變換域?qū)W(xué)生來(lái)講又比較抽象，因此，學(xué)生接受課程內(nèi)容并熟練運(yùn)用存在一定的難度。

為了提升學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣和探究能力，教學(xué)團(tuán)隊(duì)老師圍繞信號(hào)與系統(tǒng)教學(xué)中缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的環(huán)節(jié)，從實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容改革入手，在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新和綜合性上改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，結(jié)合教學(xué)團(tuán)隊(duì)老師的科研項(xiàng)目，跟蹤學(xué)科前沿問(wèn)題，縮小傳統(tǒng)教學(xué)與培養(yǎng)卓越人才計(jì)劃需求的差距，引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)來(lái)進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)明，這對(duì)應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)[1]有著巨大的現(xiàn)實(shí)意義。

一、信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)中存在的問(wèn)題

（一）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)方式缺乏創(chuàng)新性

目前，很多高校信號(hào)與系統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)還是采用實(shí)驗(yàn)箱的方式，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)操作步驟，設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)，通過(guò)示波器觀察結(jié)果，這樣的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，缺少了讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的教學(xué)環(huán)節(jié)，更多的是對(duì)理論知識(shí)的驗(yàn)證和增加了結(jié)果的感性認(rèn)識(shí)。但是，實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容更新緩慢，實(shí)驗(yàn)步驟是固化的，以至于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告千篇一律，甚至抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重，教師也無(wú)法進(jìn)行主觀甄別，與學(xué)校培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的理念相悖。

（二）實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容陳舊

很多信號(hào)與系統(tǒng)的授課教師認(rèn)為，信號(hào)與系統(tǒng)是專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科，很難與前沿科學(xué)相結(jié)合，因此很少老師會(huì)將學(xué)科發(fā)展中的前沿問(wèn)題引入信號(hào)與系統(tǒng)的教學(xué)活動(dòng)中去。但是，教師可能忽略了，電子信息技術(shù)的發(fā)展和更新的速度是日新月異的，每解決一個(gè)新的問(wèn)題，就意味著一個(gè)創(chuàng)新技術(shù)的誕生。但是目前教學(xué)活動(dòng)中較少有前沿學(xué)科發(fā)展的介紹，致使學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的激情與動(dòng)力。

二、信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)改革的措施和途徑

（一）師資隊(duì)伍建設(shè)

在應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)過(guò)程中，教師建設(shè)和課程建設(shè)都是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)[2]。師資隊(duì)伍培養(yǎng)是教學(xué)改革成功的前提條件，教學(xué)改革的方法方式、教學(xué)內(nèi)容的革新，必須通過(guò)參與教師才能得以落實(shí)，因此老師參與改革的深度和熱度是確保教學(xué)改革成功的關(guān)鍵。電子電氣學(xué)院就是借此教學(xué)團(tuán)隊(duì)激勵(lì)計(jì)劃，將教學(xué)團(tuán)隊(duì)圍繞課程體系的建設(shè)進(jìn)行組建，每個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)圍繞一門主干核心課程建設(shè)。信號(hào)與系統(tǒng)圍繞校級(jí)課程建設(shè)項(xiàng)目，組建了一支由老中青教師組成教學(xué)團(tuán)隊(duì)，本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)有4位專職教師和一位實(shí)驗(yàn)室教師組成，其中教授一人，副教授2人，講師2人教學(xué)團(tuán)隊(duì)老師定期的開(kāi)會(huì)，結(jié)合學(xué)科的發(fā)展不斷地調(diào)整教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，定期更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，教學(xué)中注重引入科研元素，將自己的科研項(xiàng)目成果不斷地滲透融入日常教學(xué)活動(dòng)中，激發(fā)學(xué)生探究事務(wù)的興趣，同時(shí)也開(kāi)拓了學(xué)生的思維和眼界。

（二）實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)

信號(hào)與系統(tǒng)課程改革重要一環(huán)就是實(shí)驗(yàn)教材建設(shè)，以往指導(dǎo)教師都是采用實(shí)驗(yàn)箱配套的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明書(shū)作為實(shí)驗(yàn)教材，不能較好地體現(xiàn)課程的培養(yǎng)目標(biāo)和對(duì)學(xué)生的能力要求。實(shí)驗(yàn)課程改革的目的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生的理論學(xué)習(xí)興趣，課程內(nèi)容設(shè)置多以綜合性和開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)為主，因此，實(shí)驗(yàn)教材的編寫(xiě)和建設(shè)要圍繞這一先進(jìn)的理念拓展和延伸，體現(xiàn)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的串聯(lián)，體現(xiàn)卓越工程專業(yè)的特點(diǎn)和特色，注重應(yīng)用性本科人才的建設(shè)和培養(yǎng)。

（三）教學(xué)方法和手段的改革

實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)革新對(duì)卓越工程專業(yè)的學(xué)生培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用，MATLAB 和LABVIEW 等軟件的應(yīng)用到實(shí)踐課堂教學(xué)中，將復(fù)雜的理論計(jì)算和抽象的變換變得簡(jiǎn)單直觀。MATLAB

和LABVIEW具有較好的人機(jī)交互設(shè)計(jì)的能力，能動(dòng)態(tài)地展示計(jì)算的結(jié)果，較好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)采用的是開(kāi)放式的教學(xué)方式，教學(xué)過(guò)程以引導(dǎo)為主，更側(cè)重學(xué)生的實(shí)驗(yàn)參與過(guò)程而非結(jié)果。

教學(xué)考核方式采用了多種方式相結(jié)合，增加教師和學(xué)生的交流環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，分組實(shí)驗(yàn)和演講匯報(bào)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，考核結(jié)果綜合了翻轉(zhuǎn)課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和小組答辯多環(huán)節(jié)的綜合成績(jī)。

三、總結(jié)

信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)踐課程教學(xué)對(duì)于教學(xué)軟硬件環(huán)境、師資隊(duì)伍以及教學(xué)方式方法都有較高的要求，為了滿足應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的需求，我校不斷加強(qiáng)創(chuàng)新性培養(yǎng)的力度，給予了教學(xué)團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革上很大的支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]張雪平，周啟忠，李慶.電子信息類應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐[J].宜賓學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，9（16）：112-114.

[2]熊慶旭.論“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的基本結(jié)構(gòu)[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2013，35（1）：32-35.