[信号与系统创新教学初探2篇]信号系统

信号与系统创新教学初探2篇

信号与系统课程的传统教学模式主要注重教师的教学，以教 为中心，学生被动接受知识，这种方式有利于发挥教师的主 导作用。但由于课时有限等原因，师生之间的互动性较少。

随着教学设备的进步，现在大多都采用了多媒体课件进行教 学，其实这种课件的使用无形中对学生实施了更为强大的灌 输教学，给学生带来了更为沉重的负担。这种一直存在的单 向交流模式，迫切需要进行改革。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。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，强 调学生是认知过程的主体，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。在网络教学模式中，学 生在教师、伙伴等的帮助下，根据学习资料，按照建构的方 式获取知识，这是建构主义的基本理论[7]。网络具有丰富 的资源、信息检索及通信工具等，因而具有较好的建构环境， 学生通过网络可以独立或者合作获取海量知识，这也是二十 一世纪知识高速膨胀的必然要求。此外，网络教学没有严格 的时间和空间限制，学生可以非常灵活的安排学习时间和地 点。网络教学模式是一种以教师为引导，以学生为主体，师 生可以互动的探究式学习模式。在这种模式下，教师可以进行同步讲授或者异步讲授，教师在网络教学中主要起指导、 监控及进行软件设计等作用。这就要求教师必须掌握计算机 网路技术和多媒体技术，使其贯彻自己的教学思想，完成相 应的教学任务。在这种模式下，学生成为教学的主体，要求 学生主动去获取知识、发现和解决问题。网络教学同样要求 学生具有基本的计算机和网络应用能力，同时要求学生具有 较强的自学能力和自制能力。网络教学时开放式教学，给学 生提供了很大的自主空间，学生可以根据自身情况制定学习 计划，但由于教师不能对学生进行直接监控，这就要求学生 培养良好的网络学习习惯。为了确保网络教学质量，制定相 关的网络教学控制策略是必要的，比如可以通过作业和测试 反馈掌握学生的学习情况，也可以采用系统计时的方法来了 解学生的学习时间，还可以通过网页的刷新频率和鼠标的点 击频率来了解学生的学习情况。

2开放实验教学模式探索 对于培养应用型人才的工科院校，实验教学是非常重要 的组成部分，然而传统教学模式中实验只是作为理论课的附 属物。长期以来，实验内容单一乏味，实验考核流于形式， 学生只是在规定的有限时间和地点完成大纲要求的必做实 验内容，这在很大程度上抑制了学生的探索和创新精神，同 时造成实验设备和资源大量闲置、利用率不高等问题。因此， 有必要建立开放的实验教学模式，培养学生的创新能力。开 放实验教学模式包括：实验资源开放、实验内容开放、实验考评管理开放。为了充分利用实验资源，要考虑多种灵活的 实验室开放模式，主要有定时开放和预约开放。定时开放模 式下由实验室老师根据课程进度情况选择某一段时间全程 开放实验室资源，学生可以在这个时间段进入实验室做实验， 实验内容有实验老师事先指定，实验过程由实验老师监督和 指导。预约实验模式下由学生通过实验预约平台网上递交预 约申请表，写明参与实验学生基本情况、预约时间、使用仪 器设备清单，同时提交实验预习报告，通过实验老师审核后 方可在预约时间段进入实验室做实验，实验完成后当场撰写 实验报告分析实验数据，由实验老师给出考核结果。实验内 容开放中既要考虑安排课内必做实验，也要考虑增加一些课 外实验，这些课外实验内容的目标是培养学生的创新能力。

此外，在实验层次上除了有传统的验证性实验还要增加设计 和综合性实验以及创新性实验。验证性实验由教师给定实验 题目、设计要求、实验方案和实验步骤，这类实验主要是为 了让学生进一步理解理论教学内容。设计和综合性实验难度 和要求适当提高，教师只给定实验题目和设计要求，实验方 案和实验步骤主要由学生独立设计完成，具有较大的设计自 由度。创新性实验则完全由学生自己提出实验课题和设计要 求，并自由设计实验方案和实验步骤，并写出实验预习报告， 由实验老师审核通过方可进行实验。实验考评管理开放模式 要求实验教学和理论教学相分离。传统教学模式中，实验成 绩往往作为理论课平时成绩的参考或以很低的比例计入理论课成绩，这也是造成学生轻视实验的原因之一。因此，应 该将实验教学独立出来，单独制定实验教学计划和大纲，成 为与理论课同等重要的教学体系。实验成绩要求教师在学生 实验结束后综合考虑学生的实验过程、实验结果、数据分析 和实验报告进行打分考核。对于在创新性实验方面成绩突出 的学生，应该在学生评奖评优中给予加分，同时可以考虑设 立开放实验专项基金，估计教师和学生积极开展创新性实验 项目。此外，为了保证开放式实验教学模式的顺利运行，需 要开发一个实验室网站。教师在这个网站上可以公布实验室 开放时间、内容和相关管理文件，学生在这个网站上可以进 行实验预约、实验预习和报告提交。同时，通过这个网站可 以实现教师与学生之间的交流与互动。

3动态综合考核方式探索 卷面考试是高校常用的考核方式，信号与系统也不例外。

考试方式通常在课程结束后进行一次闭卷考试，学生的成绩 主要取决于这次考试（通常占到80%的比例）。这是一种静 态评定方法，尽管它有一些优点（比如：考核覆盖面较宽、 评价程序简单），但已经与现代教学评价的发展趋势格格不 入，需要进行改进和创新。变静态考核为动态考核，即把课 程考核与成绩评定分散到课程教学的整个过程中。比如随堂 测试，章节测验，特定知识点课程设计，实验技能考核， MATLAB仿真验证等等。将这些小测试的成绩与期末闭卷考试 成绩综合在一起给出学生这门课的最终成绩。这种动态综合的考核模式有利于调动学生的学习积极性，促使学生专注于 课程学习的每个环节，打破了“一考定成绩”的不利格局， 真正发挥了考核的教育功能。利用考核反馈的信息及时调整 和改进教学活动，提高教学质量。值得注意的是，动态综合 的考核模式对教师提出了更高的要求，需要教师花费更多的 时间和精力去分析和评定每个学生的学习效果。

4结束语 AlanV.Oppenheim在其所著教材《SignalsandSystems》 的前言中写道，该门课程能够成为工程大学生在大学教育阶 段所修课程中最有得益而又引人入胜和最有用处的一门课 [8]。对于电子信息类专业的学生来说，信号与系统的重要 性是其它课程不可替代的。但是，长期以来，信号与系统的 教与学都处在两难的境况中，究其原因主要在于这门课程理 论性较强，公式推导较多，概念非常抽象。为了解决这个问 题，切实提高学生的学习兴趣和效果，本文分别从四个方面 进行了创新教学模式探索，主要包括：开发基于MATLABGUI 的可视化教学仿真平台、推行网络教学、开放实验教学和实 行动态综合考核方式。通过这些创新教学模式，有望激发学 生的学习积极性，切实提高信号与系统的教学质量。

第二篇 1突出物理意义，淡化其数学推导，注重基础课与后续 专业知识点的结合 同学们也注意到傅里叶变换、拉普拉斯变换的性质大多是相似的，可大学生不明白是什么道理，他们心里有所疑惑， 但如果让学生理解傅里叶变换、拉普拉斯变换的共同前提就 是正交变换，这两个变换性质相似的根源是它们都是以指数 函数为完备正交集的正交变换，只是指数的取值不同而已。

这就是从全局上把握所学知识中最本质的东西，即寻找事物 的共同点，从而起到事半功倍的效果[2]。注重基础课与后 续专业知识点的结合，例如在讲授信号与系统概念的过程中， 引出通信系统和控制系统以及稳定性等概念。使学生用辩证 发展的思维看待基础课程中知识的学习，形成发散的思维；

使学习的知识构成有机的整体。有利于学生对后续专业课程 的学习和培养学生的能力。

2利用网络平台，建立信号与系统课程网站 教学网站是网络课程有效的载体和支撑平台，是网络课 程的最佳的表现形式。网络课程的教学网站是学生自主学习、 个性发展、教学互动、学习交流、信息反馈、自我评价的重 要平台，对于实现传授知识、培养能力、提高素质的协调发 展将起到重要作用。为了提高信号与系统的教学质量，本着 便于学生学习课程内容、查阅教学资料原则，利用软件 Dreamweaver设计和建立了信号与系统课程网站。该课程网 站包括电子教案、作业习题、试卷样题、实验指导、课程复 习、教学动画等等学习资料，又包括供同行参考用的课程介 绍、教学大纲、教学计划、教师介绍等教学资料。让学生边 学习、边实践、边研讨。通过相关连接把最新的发展、方法、概念、技术、器件展示给学生。网络化的学习环境能改善学 生“死读书，读死书”的状况。

3利用Authorware工具软件，研究和开发信号与系统多 媒体教学系统 信号与系统多媒体教学系统以Authorware为开发平台， 综合运用图像、文本、视频、音频等结合在一起，把抽象东 西形象的表现出来，以大量视听信息、高科技表现手段来冲 击学生的思维兴奋点，加上虚拟现实技术和图形、图像、三 维动画使教学内容表现得丰富多彩、形象生动，让学生通过 多个感觉器官来获取相关信息，提高教学信息传播效率，增 强教学的积极性、生动性和创造性，从而有效地提高《信号 与系统》课程的教学质量，在今后教育教学中势必发挥更大 的作用[3]。

4开设综合性实验 依托专业实验室，利用现有仪器设备，结合教学内容开 发综合性和设计性实验，学生以团队合作的方式积极参与综 合性和设计性实验，描述自己的方案并与其他小组讨论。通 过开设综合型实验，不断开阔学生思路，使其对现有的各类 信号与系统原理和方法有较全面的认识，提高学生综合分析 和运用知识的能力。通过开设设计型实验，主要锻炼学生独 立思考和解决问题的能力，拓宽就业渠道[4]。

5利用MATLAB软件改进课堂教学 MATLAB语言能对信号产生、信号关于时间尺度变换、卷积和相关等时域运算，傅里叶变换和拉普拉斯变换的频域计 算，以及诸如调制、抽样定理、信号无失真传输、滤波器设 计等一系列的关于该课程的概念理解和计算问题都可通过 图形建模、数值计算使之具有可视化功能。因此，课堂上将 多媒体教学与MATLAB图形和动态演示结合起来，会使得课堂 教学更加直观、生动、紧凑，使学生易于加深对课堂抽象概 念的理解，巩固课堂上所学的理论知识，帮助他们很好掌握 信号课程中的基本概念、基本原理、基本分析方法[5]。

6注重对学生知识运用能力的考核，重构考核评价体系 为了加深学生对课程知识的学习和掌握，注重对学生知 识运用能力的考核，重构考核评价体系。课程考核成绩，由 期末考试成绩与平时成绩综合评定。该课程期末考试成绩占 总评成绩的50%（以前为70%），平时成绩占50%（以前为30%）。

平时成绩考核内容包括对学生课堂考勤、随堂测验（至少三 次）、课程作业、实验成绩等的综合评定。通过两年的考核 实践，学生普遍认为通过平时测验和加大平时成绩比重，有 利于学生平时对知识的积累，可以有效避免部分学生期末考 试前临时抱佛脚的心理。

7结语 信号与系统作为专业基础课能够在培养学生的工程能 力和素质方面发挥相当的作用。通过九年来对信号与系统的 教学和教学经验的积累，本文论述了采用灵活的教学方法和 手段培养学生的创新能力；
突出物理意义淡化其数学推导、注重基础课与后续专业知识点的结合；
利用网络平台建立信 号与系统课程网站；
利用Authorware工具软件研究和开发信 号与系统多媒体教学系统；
开设综合性实验；
利用MATLAB软 件改进课堂教学；
注重对学生知识运用能力的考核，重构考 核评价体系等七个方面对《信号与系统》课程和教学内容体 系改革和整体优化研究与实践进行了探讨，提高信号与系统 的教学质量，为学生们学习后续专业课打下扎实的基础。