独立学院“信号与系统”课程教学改革与建设

李和 周斌

【摘 要】针对独立学院的培养目标和教学要求，本文提出了一套信号与系统课程教学改革与建设的实施方案，其中包括理论教学改革、双平台实验教学改革以及课程网站建设等方面。实践表明，此项教学改革可以激发学生的学习兴趣，有利于提高学生的实践能力，改善教学效果。

【关键词】信号与系统；教学改革；课程网站建设

随着各高校招生规模的逐步扩大，我国高等教育已从精英教育走向了大众教育，作为第三批次录取的独立学院本科学生，其基础更为薄弱，在思维理解能力、学习习惯等方面与一本或二本学生有较明显的差距。这必然要求独立学院在课程教学方面进行必要调整，以适应新的形势[1]。信号与系统课程是通信工程专业的一门核心专业基础课，该课程理论性、工程应用性强，且较为抽象，历来是学生认为难学的课程之一。作为独立学院不能照搬一本或二本信号与系统课程的教学模式，必须建立适合三本学生的教学体系，通过教学改革来培养学生的自主学习和实践能力，改善教学效果。笔者从理论教学、实验教学以及课程网站建设等方面阐述了我院信号与系统课程教学改革与建设。

1 理论教学改革

1.1 教材与教学内容改革

信号与系统课程的特点是概念抽象，数学公式推导较为复杂，结果较难理解，不仅具有很强的理论性，但也同时也具有很强的实用性。目前国内外有许多“信号与系统”课程的经典教材，这些教材内容丰富、论述详尽，几乎涵盖了该门课程所有知识点，教材的理论体系架构也非常完整。对于基础较好的本科生而言，选用上述这些教材进行学习非常合适，但这些教材都偏重理论性，不太适合我们三本院校学生使用。

随着信息技术有关的新知识、新概念、新硬件和软件不断更新，本着“必需”、“够用”的原则，我们编写了适合我们三本院校学生使用的《信号与系统分析》新教材[2]。所谓“必需”就是为专业课学习打好基础所“必需”，为培养“再学习能力”和“创新能力”所“必需”；“够用”是指突出基础性，加强基本知识和基本分析方法学习是够用的。本教材的主要特色在于：对教学内容进行精简和提炼，删除一些复杂的理论推导，引入MATLAB进行计算机模拟与仿真实现，使学生在学习信号与系统分析的基本理论和方法的同时，深入掌握MATLAB的使用，将大量繁杂的数学运算用计算机实现，并将课程中的重点、难点及例题用MATLAB进行形象、直观的计算机模拟与仿真实现，从而加深对信号与系统基本原理、方法及应用的理解，实现从基本理论到实际应用的过渡。

1.2 教学手段与方法的改革

在教学手段上，我们制作了与教材配套的《信号与系统多媒体课件》， 改变了传统黑板式的单一教学方式，采用黑板和课件相结合的教学方式。通过制作多媒体课件，代替了原来大量的板书，节省了教师和学生的时间，使教师可以集中精力传授教学内容；课件利用MATLAB、FLASH等多种软件，将图、文、声、像等媒体表现方式有机结合，通过生动形象的演示可加强学生对教学内容的理解；但同时结合黑板可完成一些公式和例题的推导，可加深学生对基本概念和基本分析方法的理解和掌握。总之，通过多种教学表现形式，教师可以根据教学实际情况灵活调整教学内容，促进教和学之间的交流。

在教学方法上，删除一些复杂的理论推导，取而代之的是应用MATLAB软件帮助学生完成数值计算、信号与系统分析的可视化建模及仿真调试，加强学生对教学内容的理解，培养学生主动获取知识和独立解决问题的能力，为后续专业课学习和使用MATLAB进行信号处理领域的各种分析应用打下坚实的基础。

2 实验教学改革

2.1 基于软硬件结合的“双平台实验教学”

实验教学作为理论教学的主要补充，在整个教学环节中具有重要地位。我们“信号与系统”课程采用基于软硬件结合的双平台教学[3]，开设24个学时实验，其中保留了原来的8学时硬件电路实验，增加了16学时MATLAB软件实验，对于实验内容的取舍和编排二者尽可能取长补短。硬件电路实验中对于仪器的操作、硬件电路的调试等充分锻炼了学生的动手能力；对于MATLAB软件实验，我们编写了与理论教材配套的实验教材[4]，与理论教学同步，实验教材全面系统的介绍应用MATLAB对信号与系统进行分析与实现的具体方法，并提供程序实例、基本实验内容和扩展实验内容。在实验过程中，学生根据程序实例独立完成信号与系统分析的可视化建模及仿真调试等实验内容，培养学生主动获取知识和独立解决问题的能力。通过软硬件结合的实验，让学生的动手能力与理论水平同时提高，也更有利于激发学生的学习兴趣。

2.2 开放性实验教学

我们的硬件电路实验全部采用开放性实验的教学方式。以学生预习﹑自选时间和自主做实验为主，教师讲解示范为辅。为此，我们进一步完善了实验指导书，并且将示波器等重点仪器的使用方法印成卡片，每个实验位置放一份。学生做好预习才能准许进实验室，老师不讲解只辅导答疑和检查结果，学生基本都能完成实验内容。如果有学生完成规定的实验内容，则可以充分利用开放实验进行学习，这期间学生可以在老师的指导下，对相关课外内容进行学习，例如电子制作或进行其它科研项目等。通过推出一系列的实验自主学习模式后，近年来，我们指导的学生在全国大学生电子制作竞赛中获得了较好的成绩，学生动手能力和创新能力有较大提高。

3 信号与系统课程网站建设

随着网络技术的飞速发展， 为构建主动学习环境提供了充分条件，课程网站建设将传统的以教师为中心的被动学习模式转变为以学生为中心的主动学习模式，可以激发学生主动探索、主动发现和解决问题，有利于培养创新型人才[5]。我们信号与系统课程网站的建设参考国家精品课程网站的建设思路，采用模块化的设计思想。网站共分为课程介绍、课程特色、师资队伍、课程资源、实践教学、仿真园地、互动交流（BBS）七大板块。

课程资源板块为学生提供了丰富的学习资源，包括课程的教学大纲、授课计划表、电子教案、补充习题、学习指导、教学录像等部分，学生用自己的学号、姓名注册通过管理员审核后，可以下载课程资源，给学生的课前预习和课后复习带来了极大的方便。实践教学板块包括实验大纲、实验项目、实验指导书等部分，通过实践教学板块，学生可充分的利用教学资源掌握试验内容，同时也为信号与系统课程的教学改革中开放性实验教学提供了有力的保證。仿真园地板块结合教学内容，利用MATLAB对关键知识点进行建模仿真，并给出了MATLAB仿真的源代码，这样可以将信号与系统课程中较难掌握和理解的内容形象生动地展现出来，提高了教学效率，增强了直观教学和教学效果，从而使学生对所学知识的理解更加透彻。学生在学习中遇到的问题可以通过讨论版（BBS）提出，寻求老师或者同学们的帮助，实现师生互动交流。

4 结束语

我们通过信号与系统课程教学改革与建设，激发了学生的学习兴趣，提高了学生的独立获取知识和实践创新能力，逐步形成了一套特色鲜明的理论和实践教学体系，取得了较好的教学效果，同时也为独立学院信号与系统教学改革与建设提供了一个较好的参考模式。教学改革是一个需要不断探索的过程，如何在教学中更好地调动学生的学习主动性和积极性，进一步提高教学质量，培养学生的工程实践能力，值得在以后的教学实践中进一步研究。

【参考文献】

[1]陈从颜，费树岷，柴琳.“信号与系统”课程教学改革趋势探究[J].电气电子教学学报，2014 36（1）：13-14.

[2]徐亚宁，李和.信号与系统分析[M].西安：西安电子科技大学出版社，2012.

[3]陈英，等.基于软硬件结合的“双平台教学”在《信号与系统》课程实验教学中的应用[J].长沙大学学报，2013，26（2）：128 -130.

[4]徐亚宁，等.信号与系统分析实验指导书（MATLAB版）[M].西安：西安电子科技大学出版社，2012.

[5]吕瑞兰，解培中.网络教学模式的探索和实践：以信号与系统课程为例[J].北京邮电大学学报：社会科学版，2013，15（3）：26-29.

[责任编辑：薛俊歌]