基于OBE理念的《信號(hào)與系統(tǒng)》教學(xué)課程的研究與改革

何美霖　王海泉　沈雷　胡志蕊

摘要：《信號(hào)與系統(tǒng)》課程是高等學(xué)校通信工程、信息工程、信息對(duì)抗技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，它對(duì)理工科大學(xué)生的自學(xué)能力，分析、解決問題能力的提高，科學(xué)思維、實(shí)踐技能和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)有著深遠(yuǎn)的影響。在本科教學(xué)環(huán)節(jié)中起著承上啟下的作用，占有非常重要的地位，是學(xué)習(xí)現(xiàn)代信息理論、掌握現(xiàn)代信息技術(shù)、促進(jìn)國(guó)家信息化建設(shè)的理論基礎(chǔ)。在授課過程中，需要重點(diǎn)分析《信號(hào)與系統(tǒng)》的教材內(nèi)容，并且把學(xué)生的學(xué)習(xí)方向從之前的電子電路領(lǐng)域中引導(dǎo)至現(xiàn)階段的信號(hào)處理領(lǐng)域中來。

關(guān)鍵詞：OBE理念;《信號(hào)與系統(tǒng)》;課程研究;改革措施

基于成果的教育OBE（Outcome Based Education）是一種新型的先進(jìn)教育理念，它把教育系統(tǒng)中的一切都集中圍繞著學(xué)生在畢業(yè)時(shí)應(yīng)取得的成果去組織、實(shí)施和評(píng)價(jià)[1]。所謂成果，指學(xué)生在教育過程中的最終學(xué)習(xí)成果，不僅是學(xué)生獲得的書本知識(shí)，還包括學(xué)生能力的培養(yǎng)：多角度、多維度解決開放性問題的能力;獲得創(chuàng)造性、創(chuàng)新性思維的能力;分析綜合信息的能力;以及不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力等。因此，用成果導(dǎo)向教育理念引導(dǎo)工程教育改革，具有現(xiàn)實(shí)意義。

本文將針對(duì)OEB新型教育理念，對(duì)《信號(hào)與系統(tǒng)》課程進(jìn)行深入的分析與研究，從而有效提升課堂教學(xué)的效率與質(zhì)量，并且從根本上提升學(xué)生對(duì)于《信號(hào)與系統(tǒng)》課程相關(guān)知識(shí)的理解與掌握能力。另外，還借助專業(yè)課程的教學(xué)開展來體現(xiàn)承上啟下的教學(xué)理念，在《信號(hào)與系統(tǒng)》課程中順利開展理論教學(xué)內(nèi)容與相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)。

一、“理論+實(shí)踐”的雙效合一

在開展《信號(hào)與系統(tǒng)》課程教學(xué)的過程中，需要對(duì)學(xué)生重點(diǎn)分析信號(hào)與系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容。并且要在此基礎(chǔ)上與學(xué)生一起探討其概念和實(shí)踐方法。在討論的過程中，要在“理論結(jié)合實(shí)踐”的基礎(chǔ)上讓學(xué)生對(duì)相關(guān)課程內(nèi)容有一個(gè)全面的理解與掌握，并且在這雙效合一的教學(xué)狀態(tài)下提高學(xué)生運(yùn)用公式的能力和水平。隨后，再對(duì)學(xué)生進(jìn)行深入的引導(dǎo)，確保在后期開展實(shí)踐活動(dòng)教學(xué)的時(shí)候能夠更加順利與通暢。

例如：在對(duì)學(xué)生進(jìn)行理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)過程中，可以讓學(xué)生先深入了解什么是信號(hào)，什么是系統(tǒng)。然后，對(duì)學(xué)生進(jìn)行概念與性質(zhì)的分析與解讀。通過該方法，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中全面的了解到課程的重點(diǎn)與難點(diǎn)內(nèi)容，并且讓學(xué)生將抽象性的概念簡(jiǎn)單化，將復(fù)雜性的內(nèi)容條理化。在此基礎(chǔ)上，再對(duì)學(xué)生開展實(shí)踐活動(dòng)的教學(xué)，如對(duì)相關(guān)知識(shí)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、對(duì)課堂問題的實(shí)際解決、對(duì)理論學(xué)習(xí)內(nèi)容的實(shí)踐方式體現(xiàn)等。這樣，可以讓學(xué)生在不斷學(xué)習(xí)的過程中高效的掌握課堂知識(shí)，同時(shí)還能熟練的應(yīng)用理論與實(shí)踐相結(jié)合的方法對(duì)學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的問題進(jìn)行有效地解決。

二、“軟件+硬件”的綜合應(yīng)用

為了提高課堂教學(xué)的效率與質(zhì)量，可以通過軟件與硬件相結(jié)合的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的引導(dǎo)與培養(yǎng)。通過該方法不僅可以提高學(xué)生的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)能力，還能讓學(xué)生在不斷學(xué)習(xí)的過程中了解到該課程技術(shù)層面上的原理與運(yùn)作方法。在此，還可以通過實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)。

例如：在開展軟件應(yīng)用教學(xué)的時(shí)候，可以利用實(shí)驗(yàn)的方法讓學(xué)生對(duì)EDA軟件做出一個(gè)模擬仿真的計(jì)算分析。以此作為體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)理論與實(shí)驗(yàn)原理的方法讓學(xué)生對(duì)其做出深入的了解與探索，從而全面加深學(xué)生對(duì)于《信號(hào)與系統(tǒng)》課程的理解能力和概念分析能力。又如，在對(duì)學(xué)生進(jìn)行硬件應(yīng)用教學(xué)的時(shí)候，也可以通過實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)其進(jìn)行課堂教學(xué)方法的創(chuàng)設(shè)。在此，先讓學(xué)生分析硬件應(yīng)用過程中所體現(xiàn)出來的各種模塊以及各個(gè)模塊中不同的功能和作用，然后再讓學(xué)生認(rèn)證觀察在實(shí)際應(yīng)用過程中，基于系統(tǒng)體現(xiàn)出的參數(shù)和波形有什么變化。同時(shí)，還需要將之建立在理論指導(dǎo)的基礎(chǔ)上讓學(xué)生對(duì)硬件應(yīng)用的時(shí)間方法進(jìn)行全面的對(duì)比與分析。通過分析，學(xué)生可得出不同單元模塊中的不同應(yīng)用方式。

三、多課程融合教學(xué)

若要全面提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，務(wù)必要對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)與開發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)理念與實(shí)驗(yàn)水平。這樣，學(xué)生在不斷學(xué)習(xí)的過程中才能將不同的知識(shí)點(diǎn)融合起來進(jìn)行分析與思考，學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)水平才能更進(jìn)一步。

例如：當(dāng)前很多教師在開展教學(xué)的時(shí)候，都會(huì)利用學(xué)生已學(xué)的matlab編程對(duì)其進(jìn)行課程的擴(kuò)容教學(xué)，或者利用電子測(cè)量與電子電路的實(shí)驗(yàn)方法讓學(xué)生對(duì)《信號(hào)與系統(tǒng)》的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行深化認(rèn)識(shí)與了解?；诖?，學(xué)生可以在學(xué)習(xí)“多課程”的過程中對(duì)“專業(yè)課程”做出一個(gè)系統(tǒng)性的判斷。例如，在學(xué)習(xí)電子測(cè)量與電力電路實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的時(shí)候，可以讓學(xué)生掌握到儀器儀表以及各種電子元件在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用方法和應(yīng)用范圍，而且還能促進(jìn)學(xué)生對(duì)模擬電路實(shí)驗(yàn)做出一個(gè)更加順利的操作和應(yīng)用。

四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果分析

在分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的時(shí)候，普遍采用的方法是通過座談的形式對(duì)學(xué)生的現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)狀況做出相應(yīng)的評(píng)價(jià)與判斷。例如，在此次教學(xué)過程中，可以從理論結(jié)合實(shí)踐以及軟件結(jié)合硬件的教學(xué)模式中開發(fā)出高效培養(yǎng)學(xué)生《信號(hào)與系統(tǒng)》課程的教學(xué)措施。通過與學(xué)生的交流和探討，不難發(fā)現(xiàn)，在長(zhǎng)期學(xué)習(xí)的過程中，應(yīng)用該教學(xué)方法，不但實(shí)現(xiàn)了學(xué)生個(gè)人對(duì)于專業(yè)知識(shí)的深度理解與認(rèn)識(shí)，而且還有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)與探索空間，幫助學(xué)生更好地實(shí)現(xiàn)了理論知識(shí)的抽象化分析與形象化建立理念，帶動(dòng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦和綜合應(yīng)用的水平發(fā)展與提升。

綜上所述，隨著新課改的發(fā)展和推進(jìn)，當(dāng)前我國(guó)的教育教學(xué)體系也迎來了全新的變化。特別是在高等教育院校中，教師對(duì)于學(xué)生的理論學(xué)習(xí)能力以及實(shí)踐應(yīng)用能力看得更加重視，而且采取了多種方法對(duì)學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的培養(yǎng)與提升。旨在通過科學(xué)的教育理念以及正確的教學(xué)方法讓學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)形成一個(gè)深入的理解與掌握。在這一教育教學(xué)過程中，OBE教學(xué)理念作為一種先進(jìn)的、且有著高度使用價(jià)值的教學(xué)方式逐漸進(jìn)入了教師的視野，得到了廣大高校教師與學(xué)生的青睞。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：何美霖，女，博士，講師，主要研究方向：信息論編碼;

王海泉，男，博士，教授，主要研究方向：大規(guī)模天線通信;

沈雷，男，博士，教授，主要研究方向：生物識(shí)別圖像處理;

胡志蕊，女，博士，講師，主要研究方向：無線通信。