以學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)的信號與系統(tǒng)教學(xué)改革探討

高海燕

摘要：針對信號與系統(tǒng)教學(xué)中缺少對學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的問題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實驗方式方法等方面探討了面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)改革措施，以期在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提升他們熟練運用知識的能力。

關(guān)鍵詞：信號與系統(tǒng);創(chuàng)新能力

一、引言

在新工科背景下，相對于傳統(tǒng)的工科人才，未來新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟需要的是工程實踐能力強、創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才[1]。創(chuàng)新能力是工程人員必備的能力，長期以來，受教學(xué)條件、實驗設(shè)備等各方面約束，大學(xué)本科教學(xué)中較注重學(xué)生理論知識的掌握，而輕視學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。這導(dǎo)致我國的科學(xué)技術(shù)發(fā)展受到制約，缺少具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。因此，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力迫在眉睫，本論文旨在通過一定的改革舉措培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

信號與系統(tǒng)是電子信息領(lǐng)域的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要討論信號與系統(tǒng)的基本理論和基本分析方法。它以高等數(shù)學(xué)、電路分析等課程為基礎(chǔ)，同時又是自動控制原理、通信原理等課程的先修課程，廣泛地應(yīng)用于通信、遙感、雷達、電路設(shè)計、語音、圖像處理等領(lǐng)域，是電子信息領(lǐng)域連接硬件和軟件兩大系統(tǒng)的橋梁，是最重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。

信號與系統(tǒng)現(xiàn)有的常規(guī)教學(xué)方法與創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求有較大差距[2]。要培養(yǎng)出符合新工科要求的應(yīng)用創(chuàng)新型人才，對“信號與系統(tǒng)”課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實踐教學(xué)方式方法等方面進行教學(xué)改革是非常重要和必要的。

二、信號與系統(tǒng)教學(xué)中存在的問題

（1）重視理論推導(dǎo)，輕運用，較少與實際結(jié)合，沒有與專業(yè)特色相聯(lián)系

當(dāng)前，信號與系統(tǒng)教學(xué)中一般講授線性時不變系統(tǒng)的時域分析、復(fù)頻域分析和頻域分析方法，重視基本概念的理解和理論推導(dǎo)而忽略了相關(guān)理論和方法的物理意義的解釋，較少將相關(guān)理論與實際結(jié)合，導(dǎo)致同學(xué)們學(xué)完這門課程只記住一些系統(tǒng)響應(yīng)的求解方法，而不了解如何將相關(guān)理論用于解決實際問題。并且教材針對的是一般的線性時不變系統(tǒng)，沒有與相關(guān)的專業(yè)相結(jié)合，導(dǎo)致同學(xué)們不知道該門課程的學(xué)習(xí)與本專業(yè)有什么關(guān)聯(lián)。

（2）教學(xué)方法單一

當(dāng)前，信號與系統(tǒng)教學(xué)中，很大程度上還是停留在傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)，教師講授相關(guān)理論方法，通過例題講解鞏固所學(xué)理論知識，這種授課方式學(xué)生被動聽課，導(dǎo)致學(xué)生掌握的知識不夠靈活，也不懂得如何應(yīng)用。

（3）實驗課偏重理論驗證，缺少創(chuàng)新能力培養(yǎng)

目前信號與系統(tǒng)實驗課中大部分是通過仿真，驗證課程的理論知識，而缺少需要同學(xué)們自己思考的設(shè)計性實驗，導(dǎo)致同學(xué)們做實驗都是被動地將相關(guān)程序代碼輸入仿真軟件得到運行結(jié)果，而不能通過實驗調(diào)動同學(xué)們的主觀能動性，不能達到培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目的。

綜上所述，信號與系統(tǒng)的教學(xué)狀況與實際應(yīng)用脫節(jié)，難以滿足人才培養(yǎng)的要求，因此，尋找行之有效的信號與系統(tǒng)課程教學(xué)改革方法勢在必行。

三、信號與系統(tǒng)教學(xué)改革的思考

筆者結(jié)合自身信號與系統(tǒng)教學(xué)實踐，對當(dāng)前信號與系統(tǒng)教學(xué)提出幾點思考：

（1）與專業(yè)實際相結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容改革

教學(xué)內(nèi)容中除了基礎(chǔ)知識的傳授，針對不同專業(yè)引入不同的實例，如：對于通信專業(yè)的學(xué)生，增加濾波器設(shè)計和應(yīng)用方面的內(nèi)容;對于電氣自動化的學(xué)生，增加電網(wǎng)的諧波分析應(yīng)用實例。此外，還可以引導(dǎo)他們發(fā)現(xiàn)身邊待解決的信號處理問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。通過與專業(yè)實際應(yīng)用結(jié)合，不僅使同學(xué)們明白學(xué)習(xí)理論知識的目的與意義，還了解了相關(guān)專業(yè)知識，提高了學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的專業(yè)知識綜合應(yīng)用能力，從而激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力。

（2）調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的教學(xué)方法改革

在新的教學(xué)環(huán)境下，教師應(yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方法，在教學(xué)中起到指導(dǎo)者、引導(dǎo)者的作用。如：可以在課后安排學(xué)生做一些調(diào)研報告，引導(dǎo)學(xué)生了解和跟蹤學(xué)科發(fā)展中存在的問題，鼓勵學(xué)生查找信號處理、通信、電氣等領(lǐng)域當(dāng)前研究課題，分析所學(xué)專業(yè)知識在解決問題過程中所起的作用。課堂上可通過演講和討論的形式，組織學(xué)生相互交流，擴展知識面。

（3）培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的實驗教學(xué)改革

實驗課中可通過驗證性實驗進一步鞏固同學(xué)們的理論知識。除此之外，為了更好地調(diào)動同學(xué)們的主觀能動性，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力，根據(jù)專業(yè)特色安排一些與專業(yè)相關(guān)的設(shè)計性實驗，即在信號與系統(tǒng)實驗中映射相關(guān)專業(yè)的理論知識，便于同學(xué)們將本門課程內(nèi)容與所學(xué)專業(yè)結(jié)合，從而培養(yǎng)他們應(yīng)用所學(xué)知識解決實際工程問題的能力，進而培養(yǎng)他們舉一反三、觸類旁通的能力。

四、總結(jié)：

本文分析了信號與系統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，并針對性地提出了一些應(yīng)對策略和改革方案。

參考文獻：

[1]劉舒祺，陶為戈，賈子彥等.“3+4”分段培養(yǎng)模式下“信號與系統(tǒng)”課程改革的探討[J].智庫時代，2018，1：64-66.

[2]卜方玲，徐新，鄒煉，徐兆卓.面向創(chuàng)新能力培養(yǎng)的信號與系統(tǒng)教學(xué)改革[J].計算機教育，2016，1：52-55.

本文基金項目來源：項目名稱：以學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)的信號與系統(tǒng)教學(xué)改革（項目編號：JG2018013）。