“信号与系统”课程教学研究性学习的探索

张维维 李敏 姜明新 刘燕

【摘要】“信号与系统”课程是电子信息工程与电气信息类专业的一门非常重要的专业基础课。针对目前“信号与系统”课程特点，从优化课堂教学模式、丰富实验教学项目、开展多种形式课外研究性学习活动、紧密联系工作室课题方面展开研究性学习，旨在提高学生的学习兴趣，加深学生对知识的理解，提高教师教学质量。

【关键词】信号与系统 研究性学习 探索与实践

【Abstract】Signals and Systems is an extremely important specialized basic course for the electronic engineering and electric engineering specialties. Research study in curriculum of signals and systems is explored and practiced according to this course？蒺s characters through optimizing classroom teaching mode， enriching experiments？蒺 content， developing various varieties of extracurricular research study activities， closely relating to workshop topics. The students？蒺 intersets are stimulated， understanding of theorectical knowledge is deepened， and the teachers？蒺 teaching quality is greatly improved.

【Key words】 Signals and Systems Research study Exploration and practice

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）06-0231-01

引言

当今社会科学技术日新月异，信息革命席卷全球，这对以培养创新精神与实践能力为重点的人才观提出了前所未有的挑战。国家教育部“关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见”中明确提出：要积极推动研究性教学，提高大学生的创新能力。全面推进素质教育，是我国教育事业的一场深刻变革，是教育思想和人才培养模式的重大进步。作为一所高等院校的教师，改变陈旧的教育教学观念，转变学生死记硬背的学习方式势在必行[1]。

“信号与系统”课程是电子信息工程与电气信息类专业的一门非常重要的专业基础课，也是众多高校的考研课。该课程是以“高等数学”、“电路理论”、“复变函数”等课程为基础的，同时也是后续“随机信号分析”、“数字信号处理”、“通信原理”、“数字图像处理”、“数字语音处理”等课程的基础，该课程起到了承上启下的作用，地位十分重要[2]。其任务在于研究信号与系统理论的基本概念和基本方法。初步认识如何建立信号与系统的数学模型，经适当的数学分析求解，对所求的结果给以物理解释、赋予物理意义。由于本学科内容的迅速更新与发展，它所涉及的概念和方法将十分广泛，而且还在不断扩充。该课程不仅具有很强的理论性，而且具有很强的实用性。研究性学习主要是以学生的自主性、探究性学习为基础， 通过亲身实践获取直接经验， 提高综合运用知识解决实际问题的能力。本文介绍了在“信号与系统”课程中开展研究性学习的探索与实践。

1.优化课堂教学模式

改变传统的“以教师为中心”的教育理念，把“以教师为中心”与“以学生为中心”的教育理念相结合，发挥学生的主观能动性与教师的课堂主导作用。“以学生为中心”的观念源于美国儿童心理学家和教育家杜威的“以儿童为中心”的观念，近年来得到了广泛关注，也是近期的改革潮流[3]。然而这种观念并不适合于“信号与系统”课程，原因在于：一、我们的学生课堂较大，一般由90-95人组成；二、本课程具有理论性强、数学推导多的特点，如果一味以学生为中心无法完成紧张的教学任务。因此采取“以教师为中心”与“以学生为中心”相结合的理念。教师既要控制学生的学习活动，又要努力增强学生的主体意识和学习能力。

2.丰富实验项目

理论课程与实验课程各有侧重， 理论课程提高学生的理论基础，实验课程可以将理论付诸实践用以解决实际问题，两者相辅相成。因此如何将实验教学与理论教学合理地结合起来成为信号与系统实验改革的重要目标之一。“信号与系统”提供了丰富的实验项目，既有固化在实验报告册中的固定实验项目，又有根据老师的科研项目新增的部分“精品实验”项目。学生可以根据自己兴趣爱好选做实验指导书中的项目，也可以参与“精品实验”项目。通过解决实际的问题，加深对理论知识的理解，并提高编写程序解决实际问题的能力。典型实例如“信号的合成与分解”实验项目。“信号与系统”课程使学生接触到了“频谱”的概念，很多同学不理解，到底什么是“谱”，甚至怀疑时域的一个复杂信号是否可以分解为很多个特定频率，特定幅度，特定相位的正弦信号。通过“信号的合成与分解”实验将信号通过各个中心频率为各次谐波分量的带通滤波器输出后，观察到各次谐波分量波形，验证了傅里叶级数的正确性，加深了学生对傅里叶级数的理解。

鼓励学生参与“精品实验项目”。普通实验项目一般是对某知识点的验证，只能完成系统中的某一个环节，而精品实验项目综合几个知识点，通过精品实验项目可以完成具体的完整任务，鼓励学生参与精品实验项目，将几个知识点融会贯通，并撰写英文实验报告与科技论文。精品实验项目提高了学生解决系统问题的能力，提高了学生撰写科技论文能力与撰写英文实验报告能力。

3.积极开展多种形式课外研究性学习活动

除了有效利用课堂与实验课程时间之外，本课程还开展了形式多样的课外活动，组织同学就某些特定课题讨论、分析、总结，并邀请国外专家学术交流。通过针对某一课题的讨论，将知识进一步升华，充分消化吸收知识。

在“信号与系统”课程教学期间，邀请国外知名学者来我校进行学术交流。通过这次学术交流，学生真正认识到“信号与系统”与实际科研项目的紧密联系及其重要性。很多同学表现出了极大的兴趣，报告会后还与主讲人就某些学术问题展开了深入的探讨，提高了学生的学习兴趣，由“要我学”转变为“我要学”。

4.紧密联系工作室课题

通过创新工作室，给学生提供参与课外实践，给学生提供工作室资源，参与工作室课题，紧密联系工程实际。每个学生可独立完成实验项目，而工作室课题需要几个同学合作完成一项大任务，既要完成自己的工作分工还要与其他同学合作沟通，完成整个课题。工作室课题以培养学生的探究性学习能力、实践能力、创新能力、创新精神和协作能力。

结语

从“信号与系统”课程自身特点出发，以提高教学质量为目的，以学生为主体，以教师为主导，从理论教学、实验教学、课外研究与交流、工作室课题方面开展研究性学习的探索与实践，改变传统的课堂一站式教学模式，开展立体式全方位教学模式，丰富教学手段与教学内容。将理论知识与工程实际紧密联系，将教学与科研有机结合，提高了学生的学习兴趣，加深学生对理论知识的理解，提高了学生解决系统问题的能力，让学生真正有所收益。

参考文献：

[1]陈玲珑.研究性学习的探索与实践.福建医科大学学报（社会科学版）.2006，vol.7（2）：71-73.

[2]刘永祥，吴京，黎湘.面向国际一流大学的信号与系统课程教学模式研究.高等教育研究学报.2011，vol.34（2）：77-79.

[3]凌艺春，黄飞，翟红云.“以学生为中心”的行为引导授课模式的实践.教育与职业.2011（15）：98-99.

作者简介：

张维维（1981-），女，汉，辽宁大连人，讲师，硕士，主要从事信号与信息处理方面的教学与科研工作。