信號(hào)與系統(tǒng)課程教學(xué)改革研究

陳曉靜 趙樹(shù)源

摘要：“信號(hào)與系統(tǒng)”課程是電子信息類本科專業(yè)一門(mén)非常重要的專業(yè)課程，然而當(dāng)前普遍問(wèn)題是學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效果很差，針對(duì)該問(wèn)題，文中基于OBE理念（Outcome Based Education），以學(xué)生為中心，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果為導(dǎo)向，針對(duì)應(yīng)用型民辦院校的學(xué)生特點(diǎn)，在課程體系、課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和考核評(píng)價(jià)方面做了一些研究，并通過(guò)小班授課，獲得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：信號(hào)與系統(tǒng);課程體系;課堂教學(xué);實(shí)踐教學(xué);考核評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）03-0181-02

1 概述

《信號(hào)與系統(tǒng)》課程是電子信息類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要介紹信號(hào)與系統(tǒng)的基本原理和基本分析方法。該課程具有知識(shí)點(diǎn)多、理論性強(qiáng)、兼顧實(shí)用性等突出特點(diǎn)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式仍存在不足，例如成果導(dǎo)向不足、課程體系與指標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)不夠等，直接影響到教學(xué)質(zhì)量與人才培養(yǎng)質(zhì)量[1]。在以往的改革中，對(duì)于課程教學(xué)的內(nèi)容、手段、方法都做了大量的改革與創(chuàng)新，普遍存在的問(wèn)題是教學(xué)內(nèi)容的改革先于教學(xué)目標(biāo)并占據(jù)主體位置，而對(duì)于教學(xué)目標(biāo)及其達(dá)成度的評(píng)價(jià)方法研究偏少。隨著高等工程教育改革和社會(huì)的發(fā)展，工程教育認(rèn)證已經(jīng)在我國(guó)高等工程專業(yè)實(shí)施，其核心理念是以產(chǎn)出為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心設(shè)計(jì)實(shí)施教學(xué)活動(dòng)，這是高等教育工程觀的重要轉(zhuǎn)變[3]。尤其對(duì)于應(yīng)用型本科院校來(lái)說(shuō)，更需要注重學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，本文基于此探討信號(hào)與系統(tǒng)課程的教學(xué)改革。

2 教學(xué)改革

結(jié)合應(yīng)用型本科院校對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，教學(xué)改革的目的是為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，鑒于此，在課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核評(píng)價(jià)方面做了改革。

2.1 課程體系

課程體系是根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)而設(shè)計(jì)的一系列課程的組合，課程體系決定了所培養(yǎng)學(xué)生能具有的知識(shí)、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)[2]。依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，構(gòu)建基于OBE理念的“以學(xué)生為中心、以能力培養(yǎng)為引導(dǎo)”的信號(hào)與系統(tǒng)課程教學(xué)體系，增加了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生通過(guò)進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)箱測(cè)試，鍛煉分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，并加深對(duì)理論知識(shí)的理解。

2.2 課堂教學(xué)

針對(duì)本院校學(xué)生“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的學(xué)生一般屬于通信工程等相關(guān)專業(yè)，在OBE教育理念的指導(dǎo)下，結(jié)合學(xué)校的培養(yǎng)目標(biāo)，應(yīng)對(duì)課程目標(biāo)進(jìn)行重構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)耐以學(xué)習(xí)結(jié)果更新課堂活動(dòng)，在每一階段課程結(jié)束時(shí)對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行有效評(píng)估[5]。最后設(shè)定的課程目標(biāo)和畢業(yè)要求的支撐關(guān)系見(jiàn)表l。

教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)圍繞“如何讓學(xué)生能實(shí)現(xiàn)這些學(xué)習(xí)效果”來(lái)設(shè)計(jì)。課前通過(guò)問(wèn)題式教學(xué)，啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)加入課堂學(xué)習(xí)中，問(wèn)題的設(shè)計(jì)需要和之前的知識(shí)點(diǎn)有聯(lián)系，也要能啟發(fā)學(xué)生思考新知識(shí)點(diǎn)。課堂上除了重點(diǎn)講解知識(shí)點(diǎn)外，加入各知識(shí)點(diǎn)的歷史過(guò)程，使學(xué)生知其然且知其所以然。比如加入傅里葉、拉普拉斯等人的故事來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。針對(duì)重難點(diǎn)內(nèi)容，引入實(shí)例和一些工程上的應(yīng)用，使學(xué)生了解為什么要學(xué)習(xí)這些理論知識(shí)，并掌握相關(guān)知識(shí)的概念;在理解了重難點(diǎn)內(nèi)容的概念后，可以設(shè)計(jì)分組討論該概念的應(yīng)用，最后通過(guò)Matlab仿真來(lái)驗(yàn)證討論結(jié)果是否可行。通過(guò)以上的課程教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考、團(tuán)隊(duì)合作和分析設(shè)計(jì)能力。

2.3 自主教學(xué)

自主教學(xué)是輔助課堂教學(xué)過(guò)程，通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂和項(xiàng)目研究實(shí)踐，結(jié)合配套的網(wǎng)絡(luò)資源，進(jìn)一步以學(xué)生的自主學(xué)習(xí)達(dá)到鞏固所學(xué)知識(shí)，并提高知識(shí)運(yùn)用的能力。

2.4 實(shí)踐教學(xué)

增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，信號(hào)與系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)是該課程最重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)之一。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分為兩部分，一部分為單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，采用在MATLAB環(huán)境下進(jìn)行驗(yàn)證性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)的過(guò)程鍛煉實(shí)驗(yàn)仿真能力，加深對(duì)理論課程的理解，為后續(xù)的數(shù)字信號(hào)處理課程等提供基礎(chǔ);另外，采用學(xué)院的信號(hào)與系統(tǒng)、自動(dòng)化一體實(shí)驗(yàn)箱，進(jìn)行相關(guān)的硬件實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生動(dòng)手能力;另一部分為綜合實(shí)驗(yàn)，學(xué)生結(jié)合通過(guò)課堂和自主教學(xué)，進(jìn)行一個(gè)具體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用各項(xiàng)知識(shí)的能力。

2.5 考核評(píng)價(jià)

OBE模式中的環(huán)節(jié)之一就是“評(píng)估學(xué)習(xí)產(chǎn)出”，主要強(qiáng)調(diào)“如何知道學(xué)生已經(jīng)取得了這些學(xué)習(xí)成果”，以檢驗(yàn)學(xué)生是否達(dá)到了應(yīng)具備的畢業(yè)要求[4]。因此我們的考核增加過(guò)程性考核的比例，評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)由平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、期末考試按照20%、20%、60%的比例組成，并根據(jù)最終學(xué)生的考試成績(jī)作為樣本進(jìn)行分析，對(duì)比課程目標(biāo)的培養(yǎng)目標(biāo)，形成數(shù)據(jù)，由相關(guān)教師進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，總結(jié)優(yōu)缺點(diǎn)，并制定在下一輪的教學(xué)針對(duì)該問(wèn)題，制定教學(xué)各環(huán)節(jié)采取的改進(jìn)措施，以加強(qiáng)學(xué)生較弱方面能力的培養(yǎng)和提高。

3 結(jié)論

該文通過(guò)教學(xué)各環(huán)節(jié)圍繞學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行設(shè)計(jì)，提高了學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性，通過(guò)案例及實(shí)驗(yàn)使學(xué)生的分析及動(dòng)手能力得到了鍛煉，取得了一定的效果，后續(xù)會(huì)繼續(xù)探討更好的方法來(lái)使學(xué)生達(dá)到要求的學(xué)習(xí)產(chǎn)出。

參考文獻(xiàn)：

[1]陶丹，胡健，黃琳琳，陳后金.基于OBE理念的電子信息類課程改革與實(shí)踐——以“信號(hào)與系統(tǒng)”課程為例[J]教育教學(xué)論壇，2018（30）：81-82.

[2]王寶珠，劉翠響，曾成，等，基于OBE的“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)體系研究[J]電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2018（1）：42-44，83.

[3]鄭君里，谷源濤，試談“信號(hào)與系統(tǒng)”課程理論與實(shí)踐之結(jié)合[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2014，36（03）：1-5.

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[5]肖卓磊，李慶瑞.基于OBE的“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)改革[J]韶關(guān)學(xué)院學(xué)報(bào)，2019，40（05）：79-82.