信号类课程的教学实践设计

赵闻博　许录平　孙景荣

摘 要：本文着眼于设计和改进信号类课程的教学方法，以学生为本，立足于学生现有的知识储备，并以其职业发展为导向，将教学的重点，从传授大量的已知的知识点，转移到启发学生主动思考，自由探索未知领域，从而获得自学的乐趣。通过教学实践设计，夯实专业基础，力求将更多有创造力的、能自我学习、自我激发的人才，输送到相关领域。

关键词：信号类课程 教学实践 以学生为本

信号类课程主要涵盖电路分析基础、数电模电、信号与系统、通信原理、数字信号处理等一系列工科基础和电子信息类专业课程，在电子类人才本科培养目标方案、及课程体系中的重要性和地位举足轻重。

一、当前信号类课程面临的困境

从学习者的角度出发，信号类课程具有内容多、对数学功底要求高、先修课多、入门慢的特点。作为工科基础课程，以大班上课为主，而学生的数学功底、对先修课掌握的程度、学习兴趣、接受能力都参差不齐。一百多人一起上课，教师很难了解每一个学生的学习情况，不易做到因材施教。内容紧凑，课程过半时，部分同学完全跟不上内容而消极应付，能跟上节奏者，也有如对着高压水龙头喝水，无法消化。

从教师的角度出发，信号类课程内容多、难度大、授课进度快。由于大学教育开课门类普遍增多，导致了基础课课时收到一定压缩，而需要详细讲述的知识点并没有减少。在客观条件的限制下，代课教师疲于追赶大纲和教学进度，因为要覆盖所有的知识点，每节课向学生单向灌输，即使课堂中有练习题的环节，实際也没有时间让学生思考，无法激发学习兴趣和热情。

我曾作为一名助教，在2015年春季、秋季两学期分别助教过信号与系统、电路分析基础两门课程，全程跟随旁听主讲老师的授课，并负责日常答疑、作业批改和参与了期中期末考试的改卷工作。站在教师的角度，能够理解教学课时量的紧张，内容的繁多，学生理解能力和学习积极性参差不齐，在有限的课时中，必须把握教学进度，保证大部分同学对知识理解到位，以按时完成教学工作。有时难以对所有学生，特别是落下进度的同学一一照顾。

二、以学生为本的课程实践设计

面对这样的情况，作为教师应当从自身找原因，想方设法增加学生、以及促使学生之间互动，激发学生学习的兴趣。本项目以学生为主体，立足于学生现有的知识储备、牢牢把握本专业的人才培养方案的指导思想，以学生的职业发展为导向，设计和改进信号类课程的教学方法。本项目的出发点是，寓繁杂枯燥的知识点于灵活生动的教学形式，改变学生被动接受知识，和等待教师提供帮助的现状，试图激发学生主动思考，和自己解决问题的激情，并从获得乐趣。以学生为本，将教学的重点，从如何传授大量的已知的知识点，转移到怎样启发学生主动探索未知领域，从而获得自学的乐趣，并在良性循环中自我肯定。

以学生为本的课程设计有以下优点：

（1）变单向灌输为双向、多向互动。

（2）充分利用网络论坛和各种开放资源进行讨论。将零散时间灵活机动的利用，解决两校区答疑难的问题。

（3）重视重要知识的深度学习，而不是所有知识点的覆盖率。

（4）在固定教材的基础上，推荐国内外经典教材，不同书目相辅相成，互为补充。

（5）推荐免费软件和网络虚拟实验室，布置MATLAB仿真作业，定期进行简短展示，鼓励学生动手练习，并互相督促进步。

三、课程设计的内容和具体实现办法

本项目的内容和具体实现方法如下：

（1）变单向灌输为双向互动。引入国外教学上采用的分学习小组定期讨论、对学习中的问题及时探讨、解决、及记录。其中将布置一个综合性的大作业，以小组为单位提交书面报告，并做PPT在课堂上对全班作简短讲解、展示。

（2）利用网络论坛解决两校区答疑难的问题。利用课程网站、开放式学习论坛、或为本授课班级建立微信学习论坛。在论坛中可以随时提出问题，所有同学可以予以解答回复，一起探讨钻研。教师及时查看论坛，对简短问题及时答疑解惑，对疑难问题准备后，与学生约定时间课下当面探讨，通过利用零散时间、化零为整，对学生疑问以及课程学习状况及时了解。

（3）重视重点知识的深度学习，而不是所有知识点的覆盖率。对简单的知识点介绍、以涉及的高中物理、大学高等数学中的知识，让学生课下自己学习即可。只挑选重要的公式推导，其余的公式给学生相应书目索引，自己课下练习推导。课堂主要讲清楚知识点的逻辑递推关系和经典例题，鼓励学生用自己的方法结题，鼓励学生积极发言。让学生明白掌握了这个知识点，对后续章节，乃至后续课程学习、处理日后工作中的技术问题有什么作用。

（4）推荐国内外经典教材，和相关参考书目。将一些电子版、影印版的经典书，推荐给学生，作为学习时的参考。不同书目的编写逻辑、陈述均不同，有疑惑的地方可以互相对照获得答案。鼓励学生自己去图书馆，和网上搜寻资料解决学习中的问题。学校图书馆中有一部分国外课程教学视频，譬如奥本海姆的信号与系统教学录像，提示学生对照视频，对疑惑的概念，知识点自己梳理和思考。

（5）布置MATLAB仿真作业，鼓励学生动手练习，定期对部分学生的MATLAB结果进行检查并简短展示，特别是展示学生的原创解法和模拟效果图，鼓励大家互相督促，共同进步。推荐一些免费的软件，和网络上开放的信号类课程的虚拟实验室。鼓励学生动手参与体验，激发学生学习的兴趣。

四、结语

信号类课程对数学基础要求高、入门慢、内容多而抽象、课时进度快。该实践教学设计从学生的角度出发，以学生为主体，利用各种平台加强师生交流，以现代化多媒体、网上精品课程、与传统板书教授、严谨推导结合的形式，督促学生自学简单内容，留出课堂时间对重点深度讲解，并启发学生思考问题，自己将知识条理化，从学习、思考、讨论、解决问题的过程中获得乐趣。

作者简介

赵闻博，西安电子科技大学空间科学与技术学院教师，讲师。