高等教育新形勢下_信號與系統(tǒng)_課程的教學(xué)研究

2010年5月第15卷第3期西安郵電學(xué)院學(xué)報(bào)JOURNALOFXIANUNIVERSITYOFPOSTSANDTELECOMMUNICATIONSMAY2010VOL115NO13高等教育新形勢下信號與系統(tǒng)課程的教學(xué)研究張翠芳南京郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院,江蘇南京210003摘要為了適應(yīng)高等教育新形勢、進(jìn)一步提高信號與系統(tǒng)課程的教學(xué)質(zhì)量,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提出了應(yīng)用校園無線網(wǎng)絡(luò)、創(chuàng)新教學(xué)方法、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識等一系列教學(xué)措施。通過這些措施,使學(xué)生更好地掌握信號與線性系統(tǒng)的基本理論和基本分析方法,為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下必要基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞高等教育信號與系統(tǒng)教學(xué)研究中圖分類號G6420文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號10072326420100320157203培養(yǎng)體系。在當(dāng)前高等教育大環(huán)境下,如何開展教學(xué)工作,已經(jīng)成為學(xué)者和公眾熱切討論和關(guān)注的課引言0題3。在高等教育新形勢下,信號與系統(tǒng)課程正在當(dāng)今信息時(shí)代,各種科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域都離不開信號與系統(tǒng)分析的基本理論和基本分析方法。信號與系統(tǒng)課程是高等工科院校電子、通信、信息、控制等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程主要分析確定信號的時(shí)域和頻域特性,討論線性時(shí)不變連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)和離散時(shí)間系統(tǒng)的基本分析方法,以及由典型信號通過典型系統(tǒng)引出的一些基本概念1。通過本課程學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握信號與線性系統(tǒng)的基本概念和基本分析方法,建立簡單系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和對數(shù)學(xué)模型求解,進(jìn)一步提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力,為學(xué)習(xí)數(shù)字信號處理、自動控制基礎(chǔ)等后續(xù)課程打下必要的基礎(chǔ)。現(xiàn)在理論教學(xué)與仿真實(shí)驗(yàn)演示同步教學(xué)法、研討式教學(xué)等現(xiàn)代教育技術(shù),已經(jīng)在信號與系統(tǒng)教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用,進(jìn)一步提高了該課程的教學(xué)質(zhì)量2。隨著我國教育體制改革不斷深入,高等教育新形勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面高等教育正由精英化走向大眾化,高校招生人數(shù)不斷增加隨著高等教育規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大,很多高校為了滿足學(xué)校的發(fā)展需要建立了新校區(qū)各高校為了促進(jìn)學(xué)?？茖W(xué)發(fā)展、快速發(fā)展,積極開展科學(xué)研究和科技創(chuàng)新工作各高校注重創(chuàng)新型人才培養(yǎng),構(gòu)建了高素質(zhì)創(chuàng)新型人才在積極探索新的教學(xué)方法。充分利用校園無線網(wǎng)絡(luò)輔助課堂教學(xué)1隨著高校招生規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,信號與系統(tǒng)課程采用大班化教學(xué)模式。由于授課班級人數(shù)增多,教室空間明顯增大。在大教室里后排學(xué)生看不清黑板。教室里光線強(qiáng)時(shí)特別是晴天學(xué)生看不清多媒體課件。在對南京郵電大學(xué)07級電子信息科學(xué)與技術(shù)、廣播電視工程、電磁場與無線技術(shù)三個(gè)專業(yè)的166名學(xué)生進(jìn)行的問卷調(diào)查中顯示,808的學(xué)生反映在大教室上課看不清黑板和多媒體課件。另外,信號與系統(tǒng)課程具有理論性強(qiáng)、知識點(diǎn)多的特點(diǎn),學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中疑問很多。這就需要老師在課堂教學(xué)中,全面掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況、及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和內(nèi)容。但由于學(xué)生人數(shù)多,老師在課堂中很難全面了解所有學(xué)生課堂學(xué)習(xí)情況和教學(xué)效果。另外很多高校的新校區(qū)比較偏遠(yuǎn)且學(xué)生數(shù)量增多,給師生交流特別是“學(xué)生答疑”帶來了不便。11校園無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)現(xiàn)狀現(xiàn)在,校園網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日趨成熟、網(wǎng)絡(luò)資源非常豐收稿日期20091210作者簡介張翠芳1974,女,江蘇丹陽人,南京郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院講師。富。例如,南京郵電大學(xué)已建成一個(gè)以萬兆光纖為骨干的高速校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。通過CERNET及CHINANET雙路由與INTERNET聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)了有線、無線網(wǎng)絡(luò)雙覆蓋,為教學(xué)、科研提供了良好的網(wǎng)絡(luò)條件。我校仙林校區(qū)的無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋到了教學(xué)區(qū)。目前校園無線網(wǎng)絡(luò)在高校課堂教學(xué)中還沒有得到充分應(yīng)用。另外,手提電腦在學(xué)生中也越來越普及,在對南京郵電大學(xué)07級電子信息科學(xué)與技術(shù)、廣播電視工程、電磁場與無線技術(shù)三個(gè)專業(yè)的166名學(xué)生進(jìn)行的問卷調(diào)查中顯示,803的學(xué)生有手提電腦。這為無線網(wǎng)絡(luò)輔助課堂教學(xué)提供了必要條件。12校園無線網(wǎng)絡(luò)在課堂教學(xué)中的應(yīng)用在信號與系統(tǒng)課堂教學(xué)前,老師可以將多媒體課件及其他學(xué)習(xí)資料發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上。學(xué)生在上課時(shí)如果看不清多媒體課件,可以通過無線上網(wǎng)及時(shí)調(diào)用上課所需課件、資料,并與老師講課進(jìn)度保持同步。在課堂教學(xué)中,老師借助我校BLACK2BOARD網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,在信號與系統(tǒng)課程網(wǎng)站建立“在線測試”欄目,并提供多套測試題。老師在課堂教學(xué)中安排學(xué)生無線上網(wǎng),對學(xué)生進(jìn)行“小測驗(yàn)”,并隨時(shí)從BLACKBOARD平臺“成績簿”中看到每個(gè)同學(xué)做的測試情況、測試分?jǐn)?shù),全面了解學(xué)生掌握情況、及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度和內(nèi)容。學(xué)生課后在教室自習(xí)時(shí)若有問題,可以在教室通過無線網(wǎng)絡(luò)與老師進(jìn)行“在線交流”。老師借助無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),在各種信息反饋中對教學(xué)不斷加以總結(jié)和改進(jìn),進(jìn)一步提高課堂教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。表1信號與系統(tǒng)課程期末考試成績統(tǒng)計(jì)表班級及格率最高分最低分平均分B060208B060209742903989810506978B060210909974081由于學(xué)生的理解能力、知識接受能力存在差異因此在教學(xué)過程中,老師要不斷完善和創(chuàng)新教學(xué)方法。21激發(fā)學(xué)生的求知欲老師在課程教學(xué)過程中有的放矢,及時(shí)了解和觀察所教班級的情況。根據(jù)學(xué)生的實(shí)際能力,決定授課內(nèi)容的進(jìn)度及難易程度。在教學(xué)過程中,注重激發(fā)學(xué)生的求知欲,給學(xué)生自主學(xué)習(xí)的機(jī)會。例如,在講解離散信號的單邊Z變換時(shí),可以詳細(xì)給學(xué)生分析單邊正弦序列SIN0KTK的Z變換,而單邊余弦序列COS0KTK的Z變換可以讓學(xué)生獨(dú)立思考。另外,我校對信號與系統(tǒng)課程采取了“教考分離”政策,即參加教學(xué)的老師不參與出考卷。這樣大大減小了學(xué)生對考前復(fù)習(xí)的依賴性,增強(qiáng)了學(xué)生的求知欲。22豐富課堂教學(xué)內(nèi)容電子信息技術(shù)日新月異、技術(shù)更新很快。專業(yè)基礎(chǔ)課程在教學(xué)內(nèi)容上略顯滯后。現(xiàn)在各高校為了促進(jìn)學(xué)?？茖W(xué)發(fā)展、快速發(fā)展,積極開展科學(xué)研究和科技創(chuàng)新工作。老師應(yīng)該意識到科研成果是促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容現(xiàn)代化的重要方面4。在教學(xué)過程中,老師可以將與學(xué)生專業(yè)有關(guān)的科研成果、專業(yè)知識滲透到課堂中去,使學(xué)生了解最新的前沿科學(xué)知識,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,豐富學(xué)生后續(xù)課程所需的專業(yè)知識23提高學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用能力在講解信號與系統(tǒng)課程內(nèi)容時(shí),不是單一地灌輸知識,而是注意分析各章節(jié)之間的共性、識別其個(gè)性5。例如信號與系統(tǒng)中連續(xù)信號與系統(tǒng)的頻域分析、連續(xù)信號與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析、離散信號與系統(tǒng)的變換域這三章內(nèi)容,分析的步驟是一樣的,即“共性”是變換變換的性質(zhì)與應(yīng)用反變換變換之間的關(guān)系系統(tǒng)分析。但這三章分析的對象是不同的,即“個(gè)性”是傅里葉變換、拉普拉斯變換、Z變換。在歸納總結(jié)各章內(nèi)容之后,進(jìn)一步幫助學(xué)生理清思路,將課程內(nèi)容前后貫通,列舉一些綜合性較強(qiáng)的例題,提高學(xué)生對知識的綜合應(yīng)用能力。不斷完善和創(chuàng)新教學(xué)方法2隨著我國高等教育由精英化走向大眾化,很多老師感覺到學(xué)生的素質(zhì)參差不齊,主要體現(xiàn)在1學(xué)生的理解能力、知識接受能力存在差異。2學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性、獨(dú)立性存在差異。在授課班級中,發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生具有較明確的學(xué)習(xí)目標(biāo),有少部分的學(xué)生有厭學(xué)情緒。3學(xué)生對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力存在差異。以通信與信息工程學(xué)院06級電子信息工程專業(yè)的信號與系統(tǒng)課程期末考試為例,考試結(jié)果統(tǒng)計(jì)見表1。本次試題中基本知識題占72綜合拓展題占28。試題難度適中。從統(tǒng)計(jì)中,只是被動地接受抽象的概念,對所學(xué)內(nèi)容并沒有全面、深刻的理解,對重要知識點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)用也缺乏了解。大部分學(xué)生僅限于學(xué)好理論知識,而不能很好地運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行探索、研究和創(chuàng)新。當(dāng)前各高校非常注重創(chuàng)新型人才培養(yǎng),很多高校已經(jīng)構(gòu)建了高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系。因此,如何提高學(xué)生的實(shí)際動手能力、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、加深學(xué)生對知識點(diǎn)的理解,是一個(gè)值得探索的問題。31豐富實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)手段目前我校建立了“信息學(xué)科高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系”,而實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的必要條件。現(xiàn)在我校信號與系統(tǒng)正在積極探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新形式、新手段1根據(jù)不同學(xué)科特點(diǎn),開發(fā)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,鍛煉學(xué)生動手能力,包括基本驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。2開設(shè)討論式、合作式實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生從事科研工作的嚴(yán)謹(jǐn)思考能力、合作能力與科學(xué)組織能力。3組織學(xué)生參觀老師和學(xué)生的科研成果和模型,激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐的熱情,開拓學(xué)生的視野。32指導(dǎo)學(xué)生開展創(chuàng)新實(shí)踐活動老師鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用課程知識,積極參加學(xué)校及全國的各項(xiàng)大學(xué)生創(chuàng)新活動。例如,我校每年都會舉辦大學(xué)生科技節(jié)、大學(xué)生創(chuàng)新杯競賽等活動。老師指導(dǎo)學(xué)生自主選題、自主設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在我校規(guī)定本科生在校期間,應(yīng)至少獲得自主個(gè)性化學(xué)習(xí)學(xué)分10分。學(xué)分可以通過多種途徑獲得,例如學(xué)科競賽、論文發(fā)表、科技成果等。通過以上各項(xiàng)措施,強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新意識,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力。33開展分層次實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)針對學(xué)生基礎(chǔ)存在差異的實(shí)際情況,實(shí)驗(yàn)課程班可以設(shè)置不同層次的實(shí)驗(yàn)課題,滿足不同學(xué)生的需要即在保證基本教學(xué)要求下,可以設(shè)計(jì)一些綜合性實(shí)驗(yàn),訓(xùn)練學(xué)生綜合分析能力和創(chuàng)新意識6。例如,對于傅里葉變換的頻移性質(zhì)的驗(yàn)證及應(yīng)用,可以設(shè)置兩個(gè)實(shí)驗(yàn)課題一是簡單的頻移性質(zhì)驗(yàn)證二是頻移性質(zhì)的應(yīng)用及創(chuàng)新。這樣,實(shí)驗(yàn)課程可以因材施教,滿足不同層次學(xué)生的需要。4結(jié)束語信號與系統(tǒng)是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,其教學(xué)質(zhì)量直接關(guān)系到學(xué)生對信號與系統(tǒng)分析重要概念的理解和分析解決問題的能力,關(guān)系到后續(xù)課程的教學(xué)質(zhì)量。因此,在高等教育新形勢下如何進(jìn)一步對該課程進(jìn)行建設(shè),如何在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,仍有待于進(jìn)一步的研究和探索。參考文獻(xiàn)沈元隆,周井泉信號與系統(tǒng)M北京人民郵電出版社,2005王松林,郭寶龍“信號與系統(tǒng)”國家精品課程的建設(shè)與實(shí)踐J高等理科教育,2008,31452148黃小平,劉郎從高教發(fā)展史看我國大眾化高等教育的質(zhì)量觀J中國電力教育,2007,7628李正以教學(xué)改革新思路促進(jìn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)J中國大學(xué)教學(xué),2008,7102111234李昌利“信號與系統(tǒng)”課程教學(xué)中的幾點(diǎn)思考J教論壇,2008,31222123高56肖海林,倪菊加快“信號與系統(tǒng)”課程教學(xué)改革的實(shí)施策略J科技信息,2008,1513TEACHINGRESEARCHOF“SIGNALSANDSYSTEMS”COURSEBASEDONNEWSITUATIONSOFHIGHEREDUCATIONZHANGCUI2FANGCOLLEGEOFCOMMUNICATIONANDINFORMATIONENGINEERING,NANJINGUNIVERSITYOFPOSTSANDTELECOMMUNICATIONS,NANJING210003,CHINAABSTRACTINORDERTOADAPTTHENEWSITUATIONOFHIGHEREDUCATION,FURTHERENHANCE“SIGNALSANDSYSTEMS”TEACH2INGQUALITY,AROUSESTUDENTSINTERESTOFSTUDY,ASERIESOFEFFECTIVETEACHINGMEASURESAREPRESENTED,INCLUDINGTHEAPPLICATIONOFCAMPUSWIRELESSNETWORK,INNOVATIONOFTEACHINGMETHODSANDTRAININGOF