高等教育新形勢下_信號與系統(tǒng)_課程的教學研究

2010年5月第15卷第3期西安郵電學院學報JOURNALOFXIANUNIVERSITYOFPOSTSANDTELECOMMUNICATIONSMAY2010VOL115NO13高等教育新形勢下信號與系統(tǒng)課程的教學研究張翠芳南京郵電大學通信與信息工程學院,江蘇南京210003摘要為了適應高等教育新形勢、進一步提高信號與系統(tǒng)課程的教學質(zhì)量,激發(fā)學生的學習興趣,提出了應用校園無線網(wǎng)絡、創(chuàng)新教學方法、培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識等一系列教學措施。通過這些措施,使學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,為學生學習后續(xù)課程打下必要基礎。關鍵詞高等教育信號與系統(tǒng)教學研究中圖分類號G6420文獻標識碼A文章編號10072326420100320157203培養(yǎng)體系。在當前高等教育大環(huán)境下,如何開展教學工作,已經(jīng)成為學者和公眾熱切討論和關注的課引言0題3。在高等教育新形勢下,信號與系統(tǒng)課程正在當今信息時代,各種科學技術領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)基礎課。本課程主要分析確定信號的時域和頻域特性,討論線性時不變連續(xù)時間系統(tǒng)和離散時間系統(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。通過本課程學習,使學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)學模型和對數(shù)學模型求解,進一步提高理論聯(lián)系實際的能力,為學習數(shù)字信號處理、自動控制基礎等后續(xù)課程打下必要的基礎?，F(xiàn)在理論教學與仿真實驗演示同步教學法、研討式教學等現(xiàn)代教育技術,已經(jīng)在信號與系統(tǒng)教學中得到了廣泛應用,進一步提高了該課程的教學質(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)擴大,很多高校為了滿足學校的發(fā)展需要建立了新校區(qū)各高校為了促進學?？茖W發(fā)展、快速發(fā)展,積極開展科學研究和科技創(chuàng)新工作各高校注重創(chuàng)新型人才培養(yǎng),構建了高素質(zhì)創(chuàng)新型人才在積極探索新的教學方法。充分利用校園無線網(wǎng)絡輔助課堂教學1隨著高校招生規(guī)模持續(xù)擴大,信號與系統(tǒng)課程采用大班化教學模式。由于授課班級人數(shù)增多,教室空間明顯增大。在大教室里后排學生看不清黑板。教室里光線強時特別是晴天學生看不清多媒體課件。在對南京郵電大學07級電子信息科學與技術、廣播電視工程、電磁場與無線技術三個專業(yè)的166名學生進行的問卷調(diào)查中顯示,808的學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、知識點多的特點,學生在學習過程中疑問很多。這就需要老師在課堂教學中,全面掌握學生的學習狀況、及時調(diào)整教學進度和內(nèi)容。但由于學生人數(shù)多,老師在課堂中很難全面了解所有學生課堂學習情況和教學效果。另外很多高校的新校區(qū)比較偏遠且學生數(shù)量增多,給師生交流特別是“學生答疑”帶來了不便。11校園無線網(wǎng)絡建設現(xiàn)狀現(xiàn)在,校園網(wǎng)絡技術日趨成熟、網(wǎng)絡資源非常豐收稿日期20091210作者簡介張翠芳1974,女,江蘇丹陽人,南京郵電大學通信與信息工程學院講師。富。例如,南京郵電大學已建成一個以萬兆光纖為骨干的高速校園網(wǎng)絡環(huán)境。通過CERNET及CHINANET雙路由與INTERNET聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)了有線、無線網(wǎng)絡雙覆蓋,為教學、科研提供了良好的網(wǎng)絡條件。我校仙林校區(qū)的無線網(wǎng)絡已經(jīng)覆蓋到了教學區(qū)。目前校園無線網(wǎng)絡在高校課堂教學中還沒有得到充分應用。另外,手提電腦在學生中也越來越普及,在對南京郵電大學07級電子信息科學與技術、廣播電視工程、電磁場與無線技術三個專業(yè)的166名學生進行的問卷調(diào)查中顯示,803的學生有手提電腦。這為無線網(wǎng)絡輔助課堂教學提供了必要條件。12校園無線網(wǎng)絡在課堂教學中的應用在信號與系統(tǒng)課堂教學前,老師可以將多媒體課件及其他學習資料發(fā)布在網(wǎng)絡教學平臺上。學生在上課時如果看不清多媒體課件,可以通過無線上網(wǎng)及時調(diào)用上課所需課件、資料,并與老師講課進度保持同步。在課堂教學中,老師借助我校BLACK2BOARD網(wǎng)絡教學平臺,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。老師在課堂教學中安排學生無線上網(wǎng),對學生進行“小測驗”,并隨時從BLACKBOARD平臺“成績簿”中看到每個同學做的測試情況、測試分數(shù),全面了解學生掌握情況、及時調(diào)整教學進度和內(nèi)容。學生課后在教室自習時若有問題,可以在教室通過無線網(wǎng)絡與老師進行“在線交流”。老師借助無線網(wǎng)絡技術,在各種信息反饋中對教學不斷加以總結和改進,進一步提高課堂教學質(zhì)量和教學效果。表1信號與系統(tǒng)課程期末考試成績統(tǒng)計表班級及格率最高分最低分平均分B060208B060209742903989810506978B060210909974081由于學生的理解能力、知識接受能力存在差異因此在教學過程中,老師要不斷完善和創(chuàng)新教學方法。21激發(fā)學生的求知欲老師在課程教學過程中有的放矢,及時了解和觀察所教班級的情況。根據(jù)學生的實際能力,決定授課內(nèi)容的進度及難易程度。在教學過程中,注重激發(fā)學生的求知欲,給學生自主學習的機會。例如,在講解離散信號的單邊Z變換時,可以詳細給學生分析單邊正弦序列SIN0KTK的Z變換,而單邊余弦序列COS0KTK的Z變換可以讓學生獨立思考。另外,我校對信號與系統(tǒng)課程采取了“教考分離”政策,即參加教學的老師不參與出考卷。這樣大大減小了學生對考前復習的依賴性,增強了學生的求知欲。22豐富課堂教學內(nèi)容電子信息技術日新月異、技術更新很快。專業(yè)基礎課程在教學內(nèi)容上略顯滯后。現(xiàn)在各高校為了促進學?？茖W發(fā)展、快速發(fā)展,積極開展科學研究和科技創(chuàng)新工作。老師應該意識到科研成果是促進教學內(nèi)容現(xiàn)代化的重要方面4。在教學過程中,老師可以將與學生專業(yè)有關的科研成果、專業(yè)知識滲透到課堂中去,使學生了解最新的前沿科學知識,激發(fā)學生的學習興趣,豐富學生后續(xù)課程所需的專業(yè)知識23提高學生對知識的綜合應用能力在講解信號與系統(tǒng)課程內(nèi)容時,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)與應用反變換變換之間的關系系統(tǒng)分析。但這三章分析的對象是不同的,即“個性”是傅里葉變換、拉普拉斯變換、Z變換。在歸納總結各章內(nèi)容之后,進一步幫助學生理清思路,將課程內(nèi)容前后貫通,列舉一些綜合性較強的例題,提高學生對知識的綜合應用能力。不斷完善和創(chuàng)新教學方法2隨著我國高等教育由精英化走向大眾化,很多老師感覺到學生的素質(zhì)參差不齊,主要體現(xiàn)在1學生的理解能力、知識接受能力存在差異。2學生的學習自主性、獨立性存在差異。在授課班級中,發(fā)現(xiàn)大部分學生具有較明確的學習目標,有少部分的學生有厭學情緒。3學生對所學知識的綜合應用能力存在差異。以通信與信息工程學院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,考試結果統(tǒng)計見表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)計中,只是被動地接受抽象的概念,對所學內(nèi)容并沒有全面、深刻的理解,對重要知識點的實際應用也缺乏了解。大部分學生僅限于學好理論知識,而不能很好地運用所學知識進行探索、研究和創(chuàng)新。當前各高校非常注重創(chuàng)新型人才培養(yǎng),很多高校已經(jīng)構建了高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系。因此,如何提高學生的實際動手能力、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、加深學生對知識點的理解,是一個值得探索的問題。31豐富實驗與實踐教學手段目前我校建立了“信息學科高素質(zhì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系”,而實驗和實踐教學環(huán)節(jié)是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的必要條件?，F(xiàn)在我校信號與系統(tǒng)正在積極探索實驗教學的新形式、新手段1根據(jù)不同學科特點,開發(fā)相應的實驗項目,鍛煉學生動手能力,包括基本驗證實驗、綜合性實驗和設計型實驗。2開設討論式、合作式實驗,培養(yǎng)學生從事科研工作的嚴謹思考能力、合作能力與科學組織能力。3組織學生參觀老師和學生的科研成果和模型,激發(fā)學生的實驗與實踐的熱情,開拓學生的視野。32指導學生開展創(chuàng)新實踐活動老師鼓勵學生運用課程知識,積極參加學校及全國的各項大學生創(chuàng)新活動。例如,我校每年都會舉辦大學生科技節(jié)、大學生創(chuàng)新杯競賽等活動。老師指導學生自主選題、自主設計?，F(xiàn)在我校規(guī)定本科生在校期間,應至少獲得自主個性化學習學分10分。學分可以通過多種途徑獲得,例如學科競賽、論文發(fā)表、科技成果等。通過以上各項措施,強化學生創(chuàng)新意識,培養(yǎng)學生實踐能力。33開展分層次實驗與實踐教學針對學生基礎存在差異的實際情況,實驗課程班可以設置不同層次的實驗課題,滿足不同學生的需要即在保證基本教學要求下,可以設計一些綜合性實驗,訓練學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)的驗證及應用,可以設置兩個實驗課題一是簡單的頻移性質(zhì)驗證二是頻移性質(zhì)的應用及創(chuàng)新。這樣,實驗課程可以因材施教,滿足不同層次學生的需要。4結束語信號與系統(tǒng)是一門重要的專業(yè)基礎課,其教學質(zhì)量直接關系到學生對信號與系統(tǒng)分析重要概念的理解和分析解決問題的能力,關系到后續(xù)課程的教學質(zhì)量。因此,在高等教育新形勢下如何進一步對該課程進行建設,如何在教學過程中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,仍有待于進一步的研究和探索。參考文獻沈元隆,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與實踐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李正以教學改革新思路促進創(chuàng)新型人才培養(yǎng)J中國大學教學,2008,7102111234李昌利“信號與系統(tǒng)”課程教學中的幾點思考J教論壇,2008,31222123高56肖海林,倪菊加快“信號與系統(tǒng)”課程教學改革的實施策略J科技信息,2008,1513TEACHINGRESEARCHOF“SIGNALSANDSYSTEMS”COURSEBASEDONNEWSITUATIONSOFHIGHEREDUCATIONZHANGCUI2FANGCOLLEGEOFCOMMUNICATIONANDINFORMATIONENGINEERING,NANJINGUNIVERSITYOFPOSTSANDTELECOMMUNICATIONS,NANJING210003,CHINAABSTRACTINORDERTOADAPTTHENEWSITUATIONOFHIGHEREDUCATION,FURTHERENHANCE“SIGNALSANDSYSTEMS”TEACH2INGQUALITY,AROUSESTUDENTSINTERESTOFSTUDY,ASERIESOFEFFECTIVETEACHINGMEASURESAREPRESENTED,INCLUDINGTHEAPPLICATIONOFCAMPUSWIRELESSNETWORK,INNOVATIONOFTEACHINGMETHODSANDTRAININGOF