《信号与线性系统》课程产学研相结合教学方法探讨①

乔闹生 郭杰荣 黎小琴 邓萍萍 曹斌芳 蔡剑华

摘 要：为了寻求校企合作的理论与实践相结合的教学模式，对本科院校电子信息类专业的《信号与线性系统》课程进行了概要分析；对该课程的研究现状进行了简要综述；以湖南文理学院为例，以校企合作教学模式为主要研究内容，从重视理论教学与实验、实践教学相结合以及改革课程考核方式两方面具体内容着手进行了较为深入的产学研相结合教学方法研究，并给出了明确的研究内容；然后以系统研究方案的实施方案对该课程产学研相结合的理论与实践教学方法进行了探索，并指出该研究方案在湖南文理学院已经形成了一套新的教学方法理论体系。

关键词：教学方法 理论教学 实践教学 信号与线性系统课程

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）12（c）-0224-02

《信号与线性系统》是本科生电子信息类专业的一门重要的专业基础课和必修课，也是信息工程类、自动控制类等学科专业的硕士研究生入学主考科目。

《信号与线性系统》课程的教学是电子信息类专业在切实保证教学质量、培养学生的创新意识和能力、发挥学生的主观能动性等方面有着特别重要的意义。探讨该课程的理论与实践相结合教学方法对学生的学习兴趣提高、学习积极性培养、主观能动性发挥等有着极其重要的意义。

因此，为使学生在掌握正确学习方法的基础上能够更好地学好该课程，切实强化教学手段与提高教学质量，在强化概念公式与理论推导的基础上，注重理论与工程融合、基础教学与实验教学结合、探索新的教学方法、寻求校企合作的理论与实践相结合的教学模式已迫在眉睫。

1 研究现状

由于《信号与线性系统》课程在本科生电子信息类专业的重要性，国内外不少教育教学工作者对该课程的教学方法改革进行了研究和探索，取得了一些研究成果[1-4]。例如：李敏对《信号与线性系统》课程从整合教学内容、改进教学方法与手段、改革实验教学和课程考核方式等方面进行全面探索[1]。李明等人根据自己多年教学实际，探讨了教学内容、教学手段、理论与实际相结合并加强实践教学等方面的教学改革方法[2]。谢启等人针对《信号与线性系统分析》课程的特点围绕优化教学内容、改革教学方法与教学手段、建设网络课程、加强实践教学环节等方面进行了课程教学改革探索与实践[3]。张贵祥等人从实验软硬件建设的两个方面详细阐述了信号与线性系统课程实验的设计与建设，从而让学生在“信号与系统”课程中既学习到扎实的基础理论知识，同时又与现代工程技术的发展紧密结合[4]。

但由于该课程的理论性与应用性极强，加之理论与实践又难以较好结合的特殊情况，对该课程理论与实践相结合教学方法的研究一直还处于探索状态，尚没有形成一套较为完整的针对电子信息类学生实际情况的理论与实践相结合的教学方法体系。

2 研究内容

《信号与线性系统》的主要特点是内容繁多、理论性强、抽象、数学公式推导多，因此很容易使得学生产生枯燥乏味、畏惧甚至厌恶的感觉，从而影响学生学习的积极性与创造性。为了加强该课程教学的实效，提高学生的主观能动性，以注重产学研教融合、校企合作为主导的理论和实践相结合的《信号与线性系统》课程教学方法的改革是探讨该课程改革的主要内容，严密的理论体系与生动的实验及产学研实践结合是该课程教学过程中最需要具备的因素。在教学过程中一定要紧扣理论知识，并引入与工程实践相关的教学内容，让学生充分了解理论知识后面巨大的工程应用背景，从而大大提高学生的学习兴趣与应用转换能力。为此，在以下几个方面进行该课程的教学改革探讨尤为重要。

2.1 重视理论教学与实验、实践教学相结合

《信号与线性系统》课程理论性较强，为了不挫伤学生的学习兴趣与积极性，必须重视实验教学环节、实训实习环节及产教融合与校企合作教学环节，让学生自己去体验“应用所学知识解决实际问题”的乐趣。

实践教学还不是单纯的实验教学，很多实验只是验证一些基本理论与定理，而很难将抽象的理论在通信、自动控制、电子工程等领域得到实际应用，因此单纯的实验尚不能更好地将理论与实践结合起来。如抽样定理的验证可以采用MATLAB语言编程实现，但若采用硬件电路设备的信号输出的变换来实现则显得更加具有可操作性与实践性，至少可以使学生的动手能力得到加强。

有关理论教学与实践教学相结合的教学方法理论体系表明，实践教学与校企合作教学不是理论教学的辅助与简单补充，而是理论教学的延升，是创新素质教育的重要环节，加强实践教学与校企合作教学以及加强实践教学与理论教学的结合以重视实践环节对学生动手能力的培养，是该课程教学需要完成的一项重要任务。实践教学可以结合软件编程与硬件设备来进行，软件编程主要是利用MATLAB编程工具来实现，硬件设备教学包括波形分析、图像的分解与合成、采样、调制、滤波等的硬件实现。在实践中一定要强调学生的实际动手能力，要让学生在实际动手中进一步理解其理论的基本物理意义。

校企合作教学涉及到学校与企业之间的深层次的产、教、学之间的合作关系，如何聘请企业专家担任教学老师，如何让学生深入到企业中去参与实践都是需要研究的深层次教学方法问题。

以湖南文理学院为例，我校在该课程的改革中加大了实验教学、实践教学与校企合作教学的深度与力度，使理论教学与实验、实践教学很好地结合起来了，突出了该课程产学研相结合的理论与实践教学方法与体系。在实验教学中，既重视软件编程对信号与系统的分析，又重视硬件设备对信号与系统实现的进一步验证；在实践教学与校企合作教学方面，非常重视在实践环节中对学生动手能力的培养，在考查课程《系统建模与设计》中，要求学生在校企合作的基础上，结合产学研教学实际情况，根据企业的实际要求，利用《信号与线性系统》课程中的具体内容，采用软件与硬件独立设计出1～2个与信号及系统有关的真实案例。

2.2 改革课程考核方式

《信号与线性系统》传统的以闭卷考试为主的考核方式导致了很多学生只注重理论的应试，而忽视了实践与理论的结合，更脱离了产学结合与校企合作，从而出现了重视理论课轻视实验课的不良现象。而这样的考核方式容易导致学生的理论与实践脱节，同时也违背了应用型人才培养的基本要求。所以，学生的期末成绩部分应加大实验成绩的比例，实验的预习、操作、实验结果与实验报告以及企业实训实习成绩宜作为学生期末成绩的一个重要组成部分。只有这样，学生才会将理论与实践结合起来，才会将自己培养成为有较强理论知识的应用型创新人才。

加强实习基地建设，加大实践教学投入，改善实践教学条件，充分调动该专业类教师开展理论与实践相结合的课程教学的积极性，着力推进课程教学方法的改革，提高该专业类学生的创新实践能力，将实习、实践结合到该课程的考核中，从而加强了该课程的理论与产学研相结合的实践性。

以湖南文理学院为例，针对我校的实际情况，首先加强了实验在该课程中的分量，将学生的实验操作、实验结果与实验报告作为学生期末成绩重要一部分，并适当降低期末考试试卷分在期末成绩中的分量；然后将与企业实训实习挂钩的部分作为一门独立的考查课程《系统建模与设计》来开设。这样，使得《信号与线性系统》课程的考核方式向着实践的方面迈进了一大步。

3 研究与实施方案

对《信号与线性系统》课程产学研相结合的理论与实践教学方法进行探讨的实施方案是系统研究方案：依据《信号与线性系统》课程具体特点进行整体的、系统的规划设计，分阶段、分内容、多层次、多角度、全方位地进行综合研究与实施。研究与实施思路遵循理论研究— 实践探索— 理论总结的顺序进行，既有前期经验又有新的研究与实施思路，实施方案切实可行。该研究与实施方案是在对《信号与线性系统》课程前阶段的教学成果进行全面总结的基础上，进一步对教学中理论与产学研相结合的教学方法进行改革而进行的。湖南文理学院是一所地方本科院校，研究与实施方案结合了我校学生具体情况，初步探索总结出了适合我校电子、电气、信息类专业的有关《信号与线性系统》课程一系列的教学改革方法，已经形成了一套新的教学方法理论体系。

4 结语

因《信号与线性系统》课程特殊的专业基础课特征及其承上启下作用，加之该课程具有较强的理论性、逻辑性、抽象性与基础性，似乎与实践及实训没有瓜葛，因而传统的教学方法很难在该课程中发挥作用。为了调动学生的学习积极性与创造性，培养学生严肃认真的科学作风和理论联系实际的工程观点，以湖南文理学院为例，从重视理论教学与实验、实践教学相结合以及改革课程考核方式两方面具体内探索了产学研相结合教学方法校企合作教学模式。

参考文献

[1] 李敏.信号与线性系统教学模式与方法改革[J].科教导刊， 2014（3）：58-59.

[2] 李明.《信号与线性系统分析》课程教学改革的探索与实践[J].河南机电高等专科学校学报，2012，20（6）：105-107.

[3] 谢启，陈飞，朱培逸.“信号与系统分析”课程教学改革探索与实践[J].中国电力教育，2014（2）：100-102.

[4] 张贵祥，陆毅，罗印升，等.信号与线性系统课程实验的设计与建设江[J].苏理工学院学院，2014，20（2）：118-123，125.