信号与系统课程的教学改革
“信号与系统”的教学改革探讨

础 上 , 出 了从 教 学 力度 投 入 、 学 手段 、 学方 法 以 及 实践 环 节 四 个 方 面进 行 教 学 改 革 的研 究探 讨 , 大 限度 地 调 动 学 生 的 学 习积 极 性 , 提 教 教 最 达到 课 程 教 学的 可 理 解 、 可视 化 和 可 实践 化 的和 谐 统 一 。
的 教 学 . 着 教 学 不 断 扩 招 , 一 定 程 度 上 导 致 高 校 入学 生 的 平 均水 随 在 二 、 学存 在 的 问题 教 “ 甚 超 授 影 “ 号与 系 统 ”课 程 的学 习任 务 是研 究 信 号 与 系 统 分 析 的基 本 理 平 的 相 对 下 降 .大 班 ” 至 是 “ 大 班 ” 课 教 学 效 果 较差 , 响 教 学 信 论 与 方 法 , 方 面 以 高 等 数 学 和 电 路 分 析 基 础 等 课 程 为基 础 . 时 又 质 量 。 一 同 因 此 . 师 在 无 法 改 变 授 课 教 学 现 状 的前 提下 , 应 从 多 方 面 加 教 更 是 数 字 信 号处 理 、 信 原 理 和 控 制 理 论 等 专 业 课 程 的先 修 课 程 . 教 通 在 加 学 环 节 中 起 着 承 上 启下 的 作用 。但 是 长 期 以来 . 由于 “ 号 与 系 统 ” 信 课 强 与学 生 的交 流 , 大 教学 投 入 。在 课 内 及 时在 教 学 过 程 中发 现 学 生
真 然而在实际教学中 , 于该课程理论性强 , 由 知识 点 多 . 盖 面 广 . 程 的 投 入 , 正激 发 学 生 的 学 习兴 趣 。 我 们 仍 以美 国麻 省 理 工 学 院 电 覆 信 的 其 历 来 是教 学 中的 难 点 。 近 年 来 随 着 计 算机 技 术 与 数 字技 术 的迅 速 发 气 工 程 和计 算 机 科 学 系 “ 号 与 系 统 ” 课程 安排 为 例 . 独 特 新 颖 的 . 且 该 展 , 成 了以 计 算 机 为 主要 技 术 手 段 进行 信 息 传 输 与 处理 的信 息 技 术 教 学 手 段 为我 们 新 的 教 学改 革 提 出了 很 好 的 思路 。 系 在信 号 与 系 统 形 可谓 阵 容 强 大 , 工 细 致 明 确 。 分 每次 授 课 的 学科。 如何 在 新 的 形 势下 , 与时 俱 进 , “ 将 信号 与 系 统 ” 课程 的教 学 与 实 课 程 的 教学 班 子 的安 排 上 , 际 工 程 领域 相 结 合 , 索 新 的教 学 方 法 与 手段 , 教 学 改革 的关 键 笔 时 间短 而 密度 大 ( 周 大 , 探 是 每 小课 各 2次 , 次 1 时 ) 同时 还 穿 插 有 实 每 小 , 验 讲 座 、 独 辅 导 和 答 疑 等 教 师学 生直 接 交 流 的环 节 I。 而 相 比国 内 单 l l 者 将 根据 实 际教 学 经 验 , 针对 课 程 特 点 , 出新 的教 学 方 法 。 提
信号与系统课程教学改革的思考与实践

析 的 知 识 跨 入信 息处 理 与 传 输 领 域 ,在 教 学 过程 中起 着 承上 启下 的 关键 作用 。 本 课 程 的 特 点 是 理 论 严 密 , 逻 辑 性 强 ,有 广 阔的工程 背 景 ,融数 学概 念 、 物 理概 念和 工程 概念 于一 体 ,融原 理 、 方 法 、应 用 于一 体 。 … 通 过 本 课 程 的学
和 新 技 术 不 断 涌 现 ,应 用 领 域 日益 拓 展 , 相 应 地 ,信 号 与 系 统课 程 的教 学 必 须 与 时 根据新时代和新世纪人才培养 目 标 ,面 向世 界 , 面 向 未 来 ,在 教 学 理 念 、 教 学 内容 、 教 学 手 段 和 实 践环 节等 方 面 进
意 义 的工作 。
改 革的 目的是使 我 们 的教学 成 为与 时 使 学 生 能够 掌握 最具 生命 力 的基 本 知识 和 必要 技 能 ,以满 足培 养 高素 质学 生 知识 结 构 、能 力结 构和 素 质结 构 的需求 。
1 . 教 学 内容 的改革
上 取 代 了 传 统 的板 书 ,一 来 可 以节 省 课 堂 时 间 ,提 高 课 堂 效 率 , 二来 形 式 多样 ,变 化 灵 活 ,可 以插 入 动 画 、 声音 等 ,使 教 学 活 动 变 得 更 加 生 动 。 但 是 在讲 到难 点 内 容
一
调 整 课 程 体 系 ,整 合 教 学 内容 。将 信 号 与 系 统课 程 、M a t l a b 课 程和 数 字 信 号 处 理 课 程 相 关 联 的 内 容进 行 整 合 ,在 原 有 教
生 很容 易 出错 ,这 时 候 用 板 书 讲 解 , 学 生
更 易接 受 。
学 内容 的 基 础上 增 加 M a t l a b 软 件知 识和 数
OBE指导下的《信号与系统》课程教学改革研究

OBE指导下的《信号与系统》课程教学改革研究1. 引言1.1 研究背景《信号与系统》是电子信息类专业中的重要课程之一,其内容涉及了信号的产生、传输和处理,以及系统的描述和分析等方面。
随着信息技术的不断发展和进步,传统的《信号与系统》课程教学已经难以满足学生对知识的需求和应用能力的要求。
针对当前《信号与系统》课程教学存在的问题和挑战,进行教学改革和研究势在必行。
传统的《信号与系统》课程内容多以理论知识为主,缺乏实际应用和工程案例的引入,导致学生对课程的实际意义和应用场景了解不足。
教学方法单一,缺乏互动性和趣味性,难以激发学生学习的兴趣和积极性。
评价体系不够完善,无法全面客观地评估学生的学习情况和能力水平。
传统教学模式下,学生的反馈与建议往往被忽视,没有得到及时的反馈和改进。
急需对《信号与系统》课程进行教学改革,探索更加有效的教学模式和方法,提高教学质量和教学效果。
1.2 研究目的本研究的目的是探讨在OBE指导下对《信号与系统》课程教学进行改革的可行性及效果。
通过对课程教学内容的设计与调整,教学方法的创新,评价体系的建立以及实施效果的分析,旨在提升学生的学习体验和教学质量。
具体来说,我们将通过重新设计课程大纲和内容,结合实际案例和应用场景,让学生更好地理解和应用课程知识。
我们将引入新的教学方法,如案例分析、小组讨论和项目实践,以激发学生的学习兴趣和提高他们的实践能力。
通过建立科学合理的评价体系,我们将更好地评估学生的学习情况和教学效果,并及时调整教学策略。
最终,通过分析实施效果和学生反馈,我们将总结教学改革的效果,提出进一步改进的建议,为提升《信号与系统》课程教学质量提供参考和借鉴。
1.3 意义和价值教学改革是教育事业发展的必然趋势,也是提高教育教学质量的关键一环。
针对《信号与系统》课程的教学改革,具有以下重要的意义和价值:一、提高课程的吸引力和针对性。
通过教学内容设计与调整,能够更好地满足学生的学习需求,使课程内容更加贴近实际应用,提高学生对课程的兴趣和学习动力。
《信号与系统》课程教学改革探讨

干, 学习起来就能做到心 中有数, 而教师的任务是 引导学员去
比较 各种 变 换 的异 同 ,寻 求 他 们之 间 的联 系和 区别 。通 过 这 该 门课 程 涉 及 的 教学 知 识 点 多 , 理 论抽 象 , 如果 过 多地 停 样的方式, 首先从宏观上把握教学 内容 , 使学员理清学习脉络, 留在 数 学推 导上 , 就 遮 盖 了课 程 的工 程 性强 的特 色 , 也 就 失去 在 从微 观 上 比较 区 别 , 加深 概 念 的理 解 , 增 强 学 习效 果 。
结合、 基 础与 专 业 的 统一 , 被誉为是 2 1 世 纪 信 息 时代 打 开信 采 用 那些 滤 波 器 来 实现 , 通 过 和 真 实情 况 的结合 , 拓 展 学 员 的 息 科 学 殿堂 的一 把钥 匙 。通 过 本 课 程 的 教学 活 动 , 对 培 养 具 思维 , 激发学员的创新 能力 。 有 良好 知识 结 构 和科 学素 养 的 人 才 具有 重 要 作 用 。 1目前 教 学 中存 在 的问 题
互关联并不明显 , 如果只是死记硬背, 就很容易遗忘 , 更谈不 习的内容是相似的, 主要包括变换 的由来, 变换 的性质与应用, 上融 会 贯 通 了 。 因此 ,需要 在 教 学 过 程 中 对传 统 的教 学方 法 反 变 换 , 变换之间的关系, 系 统 分 析等 内容 。 抓 住 了课程 的 主
《 信号与系统》 课程教学改革探讨
饶
摘 要
关键词
晕
朱振波
4 3 0 0 1 9 )
( 武汉 空军预 警 学院空天预 警装备 系 湖北 ・ 武汉
“信号与系统”课程课堂教学方法探索与改革

“信号与系统”课程课堂教学方法探索与改革在现代教育教学中,培养学生的创新思维能力和实践能力是非常重要的一个方面。
而信号与系统作为电子信息专业中的一门重要课程,学生的学习兴趣和能力对于他们后续的学习和研究方向都有着很大的影响。
如何针对信号与系统课程的特点进行探索与改革,更好地激发学生的学习兴趣和培养学生的创新能力,是一项非常重要的任务。
在教学内容上,应该突出信号与系统理论的实际应用和创新价值。
信号与系统理论是一门理论严谨、抽象深邃的学科,但是如果只停留在理论层面的学习,学生容易感到枯燥和无法理解其实际应用。
在教学中应该注重将抽象的理论知识与实际问题相结合,通过引入实际案例和应用场景,来说明信号与系统的实际应用和创新价值。
在讲解滤波器时,可以引入图像处理和音频处理等实际案例,通过实际应用来说明滤波器在实际工程中的作用和价值。
在教学方法上,应该注重启发式和互动式的教学方式。
信号与系统课程是一门比较抽象的学科,如果只是单纯的讲解和传授知识,容易让学生感到枯燥和无法理解。
在教学中应该采用启发式、互动式的教学方法,激发学生的学习积极性和创造力。
可以采用案例讲解和问题解决的方式来进行教学,引导学生主动思考和独立解决问题,培养他们的创新思维能力和实践能力。
还可以引入互动式的教学工具和设备,如虚拟实验、模拟器等,让学生在实践中学习和理解信号与系统的概念和原理。
在教学评价上,应该注重学生的综合能力培养和实践能力评估。
信号与系统课程不仅仅是传授知识,更重要的是培养学生的综合能力和实践能力。
在教学中应该注重对学生创新思维能力和实践能力的评估和培养。
评价方式可以多样化,包括课堂测验、实验报告、实践项目等,从而全面评价学生的学习成果和能力水平。
还可以鼓励学生参加科技创新竞赛和实践项目,提供更多机会让学生将所学知识应用到实践中去。
“信号与系统”课程的教学方法探索与改革是一项非常重要的任务。
通过在教学内容、教学方法和教学评价等方面进行改革,可以更好地激发学生的学习兴趣和培养学生的创新能力,提高他们的学业成绩和就业竞争力。
“信号与系统”课程思政教学改革与实践

“信号与系统”课程思政教学改革与实践
针对“信号与系统”课程思政教学的改革方向和内容。
我们可以将一些与工程实践相关的思政教育内容融入到课程中,例如介绍一些工程技术的发展历程、伟大工程师的事迹等,让学生对自己的专业有更深刻的认识。
可以通过案例分析的方式,让学生了解某些技术应用的社会影响,引导学生思考技术与社会的关系,培养学生的社会责任感。
还可以通过讨论一些伦理道德问题,引导学生建立正确的价值观念和行为规范。
课程思政教育应该贯穿于教学内容、教学方法以及课堂氛围之中,使学生在学习专业知识的能够接受思想政治教育的熏陶。
我们需要探讨“信号与系统”课程思政教学改革的具体实践。
在具体的教学中,教师可以通过正课、实验课以及课外拓展活动等多种途径,引导学生接受思政教育。
可以组织学生进行一些社会实践活动,让学生亲身体验技术应用的社会影响,增强他们的社会责任感。
可以设置一些小组讨论和辩论的环节,让学生思考科技发展对社会的影响,培养他们的创新能力和团队合作精神。
也可以鼓励学生积极参与一些科技竞赛、项目实践等,让学生在实际操作中感受技术发展的乐趣和挑战,增强他们的创新意识和自我修养。
“信号与系统”课程思政教学的改革与实践是一项系统性工程,需要教师和学生共同努力。
教师需要更新教学理念,探索新的教学方法,结合课程特点,有针对性地进行思政教育;学生则需要主动参与,积极思考,不断提升自身的思想政治素质。
相信通过共同的努力,“信号与系统”课程思政教学将会取得更好的效果,为学生成长成才和国家建设做出更大的贡献。
“信号与系统”课程教学改革的探索和实践
2实验环节的改革
2 . 1理论 和实 验相 结合 要达 到理 论与 实验相 结 合 ,就 要 保证理
论 和实验 进程 同步 ,在 学生 学完知 识 点后 马
上 验证 所学知 识的 正确 性 ,加 深 学生 对知 识 的 理解 。例 如在讲 “ 信 号的 分解 ”时 ,任 何 非 正弦 的周期 信号 可 以表示 为傅 立叶 级数 , 可 学 生 对 于 这 样 的 分 解 内 心 无 疑 存 在 着 困 惑 。在 “ 非 正弦 周期信 号 的分解 与 合成” 实 验 中,当学 生在示 波 器上 依次 看到分 解后 的 波 形后 ,对 书本 上的理 论理 解进 一步 加深 。 2 . 2软 硬件 相结 合 为 了激 发学 生 参 与 实验 的 积 极 性 ,激
D O I :1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 1 -8 9 7 2 . 2 0 1 3 . 0 3 . 0 9 1
基金项 目:以电工与电气信息实验教学中心为平台的实践教学体系建设与改革 ( J 1 1  ̄[ 2 0 0 9 ] 2 8 8 号)
“ 信号 与系统 "课程教学 改革的探索和实践
定 理 的验 证 ” 、 “ 无源 与 有 源 滤 波 器” 和
“ 信 号的采 样 与恢 复”等 实验 采用 实验 平 台
实现 , 同时利 用 MA T L AB 软 件仿 真 实现 。 通过 软件 和硬 件的 结合 ,让学 生既 锻炼 厂 动 手能 力 ,又加 深 了对实验 『 义器性能 的理 解 , 巩 固 了相 关知 识 。 2 . 3 验证 性实 验和 创造性 实验 相结 合 基础 实验 中验 证性 实验较 多, 旨在 加 强 对基 本理 论知 识的 学 习、理 解和掌 握 。形式 上 以计算 机仿 真 为辅 、实验 平 台实现 为主 的
《信号与系统》课程教学改革研究——独立学院《信号与系统》课程教学现状分析与探讨
计 算机 与 网络
《 信号与系统》 课程教学改晕酮究
独立 学院《 信号 与系统》 程教学现状分析与探 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 课
电子科技 大学 中山 学院 黄 岚 马 云辉 陈永 海
[ 摘 要 】 本文从《 信号与 系统》 程的基 本 内容 着手, 课 通过探讨独立 学院学生与重点大学学生的差距、 独立学院《 信号 与系统》 课程教 学的现状 , 分析 目前在独立学院 中该课 程教学 中存在 的问题 , 并针 对这些问题提 出个人意见和建议 , 以期 达到提 高独立学院 中该课 程教 学质 量 的 目的 。 [ 关键词 ] 立学院 信号与 系统 课程 体系 教 学质量 独 “ 信号 与系统 ” 是高校通信 、 电子类专业 的核 心专业 基础课 , 也是一 门理论性 和系统性都很强的专业必修课 ,几乎所有 的工程技术领域都 会涉及 到信号与 系统问题。随着信息技 术的迅速发展 , 信号与系统 的基 本概念和分析方法 已经被引进到信息及相关 领域 的各个学科 ,并 日益 成为电子学、 信息技术 、 通信 、 自动化 、 计算机 、 信号处理 、 雷达 、 测量 、 系 统工程等专业 的重要技术基础课。 该课程是一 门理论要求都较高 的课程 ,需要有扎实 的工程 数学基 础和电路理论基础 , 在教学环节中起 着承上启下 的作用 。 通过本门课程 的学习, 学生应该能够掌握信号分析的基本理论 和方法 , 掌握线 性非时 变系统 的各种描述方法 , 掌握线性非时变系统 的时域 和频域分 析方 法 , 同时, 通过这 门课程的学习 , 为进~步研究有关 网络理论 、 通信 理论 、 控 制理论 、 信号处理和信号检测理论 等打下基础 。 该课程的特点是理论性 强 , 知识点多 , 覆盖面较广 。在本课程 的学 习过程 中应用的数学知识 较多 , 这就要求学生具备高等数学 中的微分 、 积分 、 线性代 数 、 微分 方程 、 立叶级数 、 傅 拉普拉 斯变换 等基本 数学 知 识。 另一方面 , 学生在学 习本课程时 , 应注意《 电路分析基础》 信号与 和《 系统》 这两 门课程的联系和区别 。 与前者相 比, 后者更加抽象 , 更加一般 化。电路分析基础从电路 的观点研究 电路 的基本理论和基本分析方 法 , 而本课程则从系统的观点研究 系统 的基本理论和基本分析方法。因此 , 电路分析基础着眼于求解 电路 中各支路电流和节点 电压 ,而本课程则 着 眼于根据系统特性 , 由输入信号求解输 出响应 。 笔者作为在独立学 院从教的~名高校教师 , 0 4年讲授本科学 自2 0 生 的《 信号与系统》 以来 , 共给 四届本科生讲授过信号与系统课 程。由于 独立学 院本科( 即通 常说 的第三批本科 ) 生源来 自全 国 , 他们高 中时理 工科基础千差万别 , 相对于一本二本学生在 学习习惯 、 思维理解能力等 方面有较大差距 , 尤其是数学基础较差 , 所以他们学习信号与系统 中遇 到数学要求较高的内容时 , 往往光是 应对数 学就束手无策 , 更无法讨论 学习专业内容 , 而信号这 门课程所使用 的教材相对 比较深奥 , 不少学生 反映此课 程难学难懂 。 之后几届针对学生实际基础情况 , 在教材和教学 大纲要求等方面相应做 出调整 , 但是一直难于满足教学 实际要求 。 尤其 是对于数学基础较差的学生 ,似乎根本就无法 理解 信号与系统课程的 许多内容 。 我在 日常的教学 中, 常常会在了解学生学 习情况后仔细思考 应当如何促进这 门课程 的教学 , 但是都是 比较零散 的想 法和措施 , 未能 达到满意的效果 。 下面 , 我从独立学院《 信号与 系统》 课程教学的现状分 析开始 , 探讨在独立学 院该课程教学存在 的问题 , 针对这些问题提出 并 些 建议 。 独立学 院《 信号与 系统》 课程教学的现状 与存在 的问题 当前全 国高等教育 中,独立学院之上 的一本二本 有相对 完善的课 程和教材体 系,之下的高职高专 同样 已经在近 五年来 逐步建立了与高 职高专学生水平相适应的课程和教材体 系。但是适合 独立 学院理工科 学生水平 的课程和教材体系的建设 ,绝非某个专业 院系也 非某个 独立 学院所能够完成 的。 具体举 例来说 , 电子信息类本科专业普通要求开设 包 含专业基础课 、 专业 必修课 、 专业选 修课 等 四十 门左 右的课程 , 仅 仅 在《 信号与系统课程 》 , 上 很多重点 高校集中 了多名精 兵强将还花 费数 年时间才完成了适合重点大学学 生的精 品课程 的建设 。 在这种情况下 , 即使独立学 院顷尽一个 院系师资 、 财力和物力 , 也至少要五 到八年 才能 初 步建立适应学生的一类专业课程和教材体系 ,何况一所独立学 院有 多个大类专业 , 而且 , 国家教育主管部门也 尚未意识到 当前 出版的本 科 教材并不是很适 合独立学 院学 生使用 ,也没有组织 出版发行针对独立 学 院学生的本科教材。 以说 , 所 目前 国内还没有形成适合独立学院学 生 的教 材体 系 , 已经 出版发行 的《 信号 与系统 》 本科教材 中也没有较为适 合独立学院 电子信息类学生 的版本 。 我个人认 为 , 当前独立学 院在《 信号与 系统》 课程教学 中存在如 下
《信号与系统》课程思政改革
《信号与系统》课程思政改革
《信号与系统》课程是一门理工科基础课程,主要培养学生的信号分析和系统建模能力。
在课程思政改革中,我国高校注重培养学生的理论思维能力和创新精神,将思政教育融入到课程教学中,以提高学生的综合素质。
本文以《信号与系统》课程为例,探讨了如何将思政元素融入到课程中,以提高学生的思想道德素养和创新意识。
一、将思政教育内容与课程知识融合
《信号与系统》课程教学中,可以通过引入一些与时代发展和社会需求相关的思政教育内容,以引导学生积极思考世界的发展和自身的责任。
在信号与系统的介绍部分,可以加入一些有关信息社会发展和信息技术对社会的影响的内容,引导学生思考信息时代下的信息交流与传播问题,思考自己在信息时代中的责任和使命。
二、引导学生进行思想品德教育
在《信号与系统》课程中,可以通过设计一些与思想品德相关的实例或案例,引导学生进行思辨和讨论。
在讨论信号的采样和重构时,可以引导学生思考关于隐私保护和信息安全的问题,培养学生对隐私权和信息安全的意识。
通过学习信号处理中的估计和检测理论,可以引导学生思考关于信息的真实性和可靠性的问题,培养学生的辨别能力和创新精神。
三、强化实践教学环节
《信号与系统》课程理论知识繁多,为了加深学生对课程的理解和思考,应加强实践教学环节。
通过实验、课外活动等形式,让学生亲身感受信号与系统在实际应用领域的作用,激发学生的学习兴趣和创新能力。
可以引导学生思考科技进步对社会的影响,思考自身作为未来工程技术人才的责任和担当。
《信号与系统》课程教学改革与探索
《信号与系统》课程教学改革与探索1. 引言1.1 课程教学改革的背景《信号与系统》课程教学改革的背景可以追溯到当前教育体制不断变革的背景下。
随着科技的快速发展和社会需求的变化,传统的教学模式已经不能满足学生的需求。
传统的课堂教学往往以传授知识为主,缺乏实践性、创新性以及与学生实际需求的联系。
为了提高教育质量和教学效果,对《信号与系统》课程的教学进行改革势在必行。
随着信息技术的不断发展,教学手段和工具也发生了前所未有的变革。
传统的黑板教学逐渐被多媒体教学、在线教学、智能教学等技术所取代。
这些新技术为教学改革提供了更多的可能性,可以更好地激发学生的学习兴趣和学习动力,提高教学效果。
对《信号与系统》课程的教学改革也需要充分利用这些新技术,使得教学更加生动、形象、具有趣味性。
教学改革的背景主要包括教育体制不断变革、信息技术的快速发展等因素。
针对这些背景,对《信号与系统》课程的教学进行改革已经成为当下的迫切需求。
教学改革旨在提高教育质量、培养学生的综合能力,以适应社会的发展需求。
1.2 问题意识的引发问题意识的引发是推动课程教学改革的重要原因之一。
在传统的《信号与系统》课程中,学生普遍存在着对抽象理论内容的难以理解和应用、缺乏实践操作的机会以及教学方法单一、缺乏趣味性等问题。
这些问题导致学生在学习过程中缺乏主动性和探索性,容易产生枯燥乏味的学习状态,影响了他们的学习积极性和学习效果。
随着科技的发展和社会的变革,传统的教学模式已经无法满足学生的需求和社会的要求,急需对课程进行改革和调整。
问题意识的引发成为了促使《信号与系统》课程教学改革的关键动力。
教师和学生对传统教学存在的问题逐渐有了深刻的认识,开始意识到需要调整课程内容和教学方法,以提高学生的学习兴趣和学习效果。
社会对人才培养的要求也在不断提高,要求学生具备更多的实践能力和创新思维。
问题意识的引发成为了推动《信号与系统》课程教学改革的内在动力,促使教师和学生共同探索新的教学模式和方法,为课程的改革开辟了新的思路和途径。
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信号与系统课程的教学改革
【摘要】《信号与系统》是一门专业基础课,在专业课程中占据核心的地位。
本文针对此课程在教学中存在的问题,结合作者在教学中的感触,在教学质量改革过程中提出了一些具体做法和心得体会,有助于提高教学效率和教学水平。
【关键词】信号与系统;教学改革
《信号与系统》是我校为通信工程与电子信息工程两门专业设的一门重要的专业必修课程,它要求学生要有《高等数学》、《电路原理》等课程的基础,还要为后续的课程如《通信原理》、《数字信号处理》等课程打下必要的基础。
所以,如何提高本课程的教学效果,许多教师都提出了自己的方法。
针对本校学生自身的特点,我们在教学内容和方式上也进行了改革。
一、信号与系统课程的现状
信号与系统是一门教师难讲,学生难学的课程,它具有理论性强,课程内容抽象,公式和性质多,题量大等特点。
由于本科学生在大二就开设这门课程,而且是第一门专业基础课,再加上概念抽象,又要求学生必须熟练掌握高等数学等相关知识,就会使学生误认为这门课程难学,结果造成不学这种现象的发生。
另外,传统的理论教学方式是教师采用板书的形式讲述教学内容,比较单调枯燥,而学生只是被动的接受知识,用笔记的形式记录大量的公式和习题,而比较抽象的内容和复杂的图形更是无法记录;实验教学也存在较大的弊病,验证性实验占较大比例,而设计性、综合性、应用性实验很少,学生的实践能力没有得到充分的发挥,创新能力没有得到提高。
最后,本课程与实际应用相结合的部分较少,学生缺乏对实际系统的感知认识,限制了学生学习的兴趣和主动性,使他们陷入为了考试而学习的误区。
二、教学内容的改革
为了优化课程体系结构,针对我校学生的特点,我们对教学内容做了一些调整,信号与系统课程的总学时为64学时,理论学时为50学时,实验为14个学时实验。
在教学内容上进一步弱化了电路分析方面的内容,加强了信号的分析,重点要求学生掌握信号和线性系统分析的基本理论,原理和方法。
首先介绍三变换,连续时间信号的傅里叶变换和拉普拉斯变换,离散时间信号的Z变换。
考虑到在电路原理课程中讲述过拉式变换的相关内容,因此我们把重点放在傅里叶变换和Z变换上来。
再介绍线性是时不变系统,强调系统函数的概念和重要性以及对系统的分析方法。
教学内容各部分是相辅相成的,相互之间有着非常密切的关系,教学中我们可以突出这些相互之间的联系,使学生更深入、更清楚地掌握相关内容。
三、教学手段与方法的改革
1.课堂教学方法
学生在学习信号与系统课程的时候,首先就应该明确学习目的。
强调我们为什么要学习这门课程,它有什么作用,能应用在什么地方等方面,增加学生的感性认识。
先由一些学生所熟悉的实际应用开始每节课,提出几个问题,然后根据问题引出知识点,最后提出解决问题的思路,归纳总结分析方法。
例如在讲到傅里叶变换,分析频谱的时候,就可以提出这样的问题:什么是频谱?它有什么作用?为什么要把时域的信号变成频域信号?然后可以举出具体的实例,让学生观察时域中难以分辨的两个信号的频谱图,展示两者的不同,使他们理解原来在时域上分辨出不同的两个信号,在频域的区别却一目了然。
通过这一实例可以加深学生对频谱概念和傅里叶变换的认识和理解。
减少理论推导,公式推导,更加注重物理意义、应用和分析方法。
这样有助于学生克服畏难情绪,增强学生学习的自信心及学习的主动性。
如何在课堂教学中更为有效地培养学生的能力,必须要改变原来完全由教师主讲,学生听课的传统课堂模式。
传统的教学中,教师和学生缺乏交流,课堂气氛沉闷,互动性差,教学效果不好。
组织课堂讨论的互动式教学方式,使每个学生都要参与进(下转第184页)(上接第171页)来,这必然要督促学生在课下要查阅相关资料,充分准备,这样才能参与到课堂讨论和学习中来。
积极活跃课堂气氛,充分调动学生的主动性,无论是提问问题还是讨论问题,都要引导学生积极思考,多启发,少说教,多鼓励有独特见解的学生,增强学习兴趣,注重培养学生思维上创新性。
每次课都会留部分作业题,尽量不留重复的类型题,做到题型多样化。
要有针对的做题,底子较差的学生只要求做基础类型题,综合题可以选作。
对于采用不同方法解题的学生,在期末给予加分,这样做充分调动了学生的学习热情,拓展他们的思维。
2.丰富教学手段
信号与系统中有大量的数学推导,课后习题也含有很大的计算量,这对于学生来说,是非常枯燥和浪费时间的,对其应用更是无法下手,造成他们有厌学的情绪。
把MATLAB引入到教学中来,作为计算机辅助软件的基础平台。
它可以简化复杂的理论推导和公式运算,绘制的波形图可以帮助学生理解理论知识的物理意义。
例如利用MATLAB软件实现时域卷积的演示。
卷积是时域分析的内容,它的计算涉及到反褶,移位,求面积等过程。
通过传统的方式讲解,学生很难理解。
借助MATLAB软件仿真,省去了繁琐的计算,可以直接观测时域卷积的任何一个步骤及演示结果如图1,使学生能够深刻的理解卷积运算,解决了学生的学习困难,培养了学生的自信心并能激发学生学习的积极性和兴趣,教学效果明显改善。
单一的板书方式,方便学生记录笔记,还可以留给学生一些思考问题的时间;但书写板书会占用不少时间,而且也不能形象的展示复杂的频谱图形及变化过程,缺乏直观表现,学生也不能真正理解所得结果的实际意义;而多媒体教学方
式则弥补了这一不足,利用Flash等软件制作动画可以生动的把抽象的内容具体化,加深对理论的理解,启发学生的思维。
但是多媒体教学方式信息量很大,学生思考的时间相对要短,不适合做理论推导和习题课。
有效的将两者结合起来,取长补短,激发学生兴趣,提高学习效率。
四、实践教学改革
实践教学不再是理论教学的辅助,而是理论教学的延伸。
实践教学就是培养学生的动手能力和综合设计能力。
以前的信号与系统实验多为验证性实验,如信号的合成与分解等。
现在在加强基础实验的同时,开展设计性实验,可以拓展学生的思维,培养学生综合应用所学知识分析问题的能力以及创新精神。
我校的实验室是全天开放,配有经验丰富的实验老师。
基础性实验由实验教师安排实验时间,综合性实验学生可以在网上自由进行选课。
学生在老师的讲解指导下,利用信号与系统实验箱,示波器等设备,亲自调试电路,提高学生发现问题,解决问题的能力,对信号与系统的基本理论有很直观的认识。
除了保留原有的硬件实验,还要开设利用MATLAB的虚拟软件实验。
MATLAB软件具有与信号、系统方面有关的工具箱,有对应的函数命令,学生可以直接使用工具箱的函数命令进行学习和应用,对参数任意修改,对系统进行模拟,可以获得技术结果和图形结果。
有助于学生理论联系实际,深入的理解和掌握信号与系统中的概念、原理和分析方法等,培养和训练学生设计和调试复杂信号处理系统的能力。
五、结束语
信号与系统是通信工程与电子信息工程专业的一门重要基础课程,教学质量的好坏,对后续的课程有着重要的影响。
作者结合在教学中的体会,从理论,实践等方面进行了探索,经过几年的教改研究,取得了较好的教学效果,在今后的教学实践中,仍将继续改革和总结,不断提高教学质量。
参考文献
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杨永辉(1971—),男,博士研究生在读,研究方向:信息与通信工程。
李朔(1976—),女,硕士,研究方向:信息与通信工程。