工程教育专业认证背景下信号与系统课程特点与课堂教学策略研究①

陈敏聪，秦艳霞，梁瑞宇，田丽鸿

[摘           要]  在介绍工程教育和工程教育专业认证相关背景下，以电子信息科学技术专业为例，针对信号与系统课程的特点，提出了课堂教学策略。以实际课堂教学内容为出发点，举例讨论了如何将知识点结合实际应用以达到工程教育专业认证要求的方法。根据课堂实践教学，取得了较好的效果。

[关    键   词]  工程教育认证;复杂工程问题;信号与系统

[中图分类号]  G642                 [文献标志码]  A            [文章編号]  2096-0603（2018）27-0071-01

工程教育是我国高等教育的重要组成部分。我国的工程教育水平伴随着中国高等教育的快速发展有了很大的提高。在工程教育高速发展过程中也暴露出一些问题，比较突出的有工程教育与工业界脱节，工程设计和实践教育严重不足，工程教育培养质量缺少第三方专业评价体系等。

工程教育专业认证是近年来国内高等工程教育面临的一项重要工作，其目的是通过国家或国际专门行业协会、专业学会以及相关领域教育专家和企业专家对高等工程教育的各专业进行专门性认证，为相关工程技术人才进入工业界从业提供预备教育质量保障。工程教育专业认证强调对“复杂工程问题”的研究。工程教育专业认证贯彻以学生为中心的认证理念。教师作为教学目标的制定者、教学内容的设计者，不能只从顶层设计出发，更重要的是要获得学生的反馈，根据学生反馈的内容不断调整顶层设计，更好地落实工程教育专业认证的理念。专业认证强调工程教育的基本质量要求，属于合格评价，由于社会对工程专业人才的需求多样化，因此，专业应多样化发展，从而培养多层次、多样化的工程技术人才。

一、信号与系统课程特点

信号与系统是电子信息科学与技术专业本科生继电路分析基础课程之后重要的专业基础课。本课程主要分析确定信号的时域和频域特性，讨论线性时不变连续时间系统和离散时间系统的基本分析方法。通过丰富的实例分析，向学生介绍工程应用中的重要概念、理论和方法。该课程为后续数字信号处理、通信原理等专业必修课奠定基础。在工程认证背景下，如何将信号与系统的知识点讲解与学生工程实践能力相结合是必须解决的问题。按照工程专业认证的要求，需要以学生为本，通过学生反馈的学习成果来制定教学方案。

二、信号与系统课堂教学策略

教师在课堂上不仅要清楚讲解知识点，更要挖掘知识点与实际应用的联系，解决学生为什么要学的问题。那么知识点如何理论联系实际？在介绍傅里叶变换的内容时，首先介绍为什么要进行傅里叶变换的概念、傅里叶级数与傅里叶变换的关系以及他们之间的过渡等。傅里叶变换从频域对信号进行分析，解决了时域分析不能解决的问题。这里有一个关键的问题必须提出，就是为什么傅里叶采用正弦波进行展开。很多学生在学习过程中，甚至教师在授课过程中往往容易忽略这个问题，很多教材也花费大量篇幅介绍为什么可以用正弦波进行傅里叶展开。而为何要采用正弦波展开，这个问题其实在开始介绍傅里叶概念的时候没法给学生一个很好的诠释，因为答案是正弦波信号具有保持性，即正弦波信号通过一个线性非时变系统后的输出频率不变，只是幅度和相位的改变。但是如果这么介绍，很多学生会不知所云，因为信号通过系统后的输出这部分内容在傅里叶变换之后。显然这个问题是非常必要的。

例如介绍cost傅里叶变换公式。如果仅从数学的意义上介绍公式，则学生的接受度不高。这里我们可以同时提出调制与解调的概念。虽然调制与解调的概念完整提出应该在后续的通信原理课程里，但是这里提出，使得学生对cost的傅里叶变换有一个立体的概念，而不是仅从数学意义上理解。下图是信号调制与接收端同步解调过程示意图。

上图中，cos50t即载波信号，对其进行傅里叶变化后可以与输入信号的频域形式进行乘积，最后反变换求出输出信号。在介绍cost的傅里叶变化公式时，结合上图的调制解调过程进行讲解，不仅让学生掌握该公式，更让学生理解了该公式的应用，使得课堂教学脱离数学推导的模式。

三、结论

本文介绍了工程教育中工程专业认证的相关概念及其特点，分析了信号与系统课程的特点，结合应用型本科院校学生的特点，通过选取实际教学傅里叶变换内容进行讲解，讨论如何采用知识点和实际应用相结合的课堂教学策略，以满足工程教育专业认证的要求。对改善课堂教学质量，提升学生实践应用能力有重要的意义。

参考文献：

[1]王倩.基于IEET工程认证的《电力电子技术》教学改革的研究与探索[J].科技资讯，2016（12）：91-92.

[2]李颖，张胜楠.基于解决复杂工程问题的人才培养研究[J].教育教学论坛，2018（22）：3-4.