1、现代教育模式下信号与系统课程的教学改革研究【摘 要】 信号与系统课程，一直以来都以基础、重要在专业课程体系中有举足轻重的地位，但其内容较为抽象，往往不能被学生很好地理解、掌握。为了有效帮助学生掌握该课程的知识点，为后续专业课打下坚实的基础，本文总结了对该课程的教学改革建议，希望通过全方位的教学改革，使学生的理论学习和实践探究相联系，促进学习效果。 【关键词】卓越工程师；信号与系统；教学改革 信号与系统课程，是电子信息工程和通信工程等相关专业非常重要的专业基础课，在专业课程知识体系中承上启下，占据非常重要的地位，也经常是考研科目之一。但该课程理论性、逻辑性极强，模型比较抽象，一直是学生学习的难点
2、。在传统的教学模式中，学生往往对该课程中的抽象概念、各种变换等难以准确的理解和掌握，导致学习效果不理想。而在实施了课程教学改革之后，通过多种现代教育方法进行模拟动态演示、仿真实验、一体化教学等手段，将理论与实践有效结合，使学生对各种信号、各种系统、各种变换有了直观的认识和深刻的理解，也增加了学生的学习兴趣，从而提升学习效果，为后续课程的学习打下良好的基础。 一、传统的信号与系统课程教学中存在的问题 （一）课程本身特点 信号就是函数，而系统的数学模型就是方程，因此，该课程是要研究数学问题的；但又不是纯粹的数学问题，因为数学分析、处理所得到的各种结果，要赋予物理意义，与实际的物理系统相对应。因此，
3、该课程的学习，既要求良好的数学基础，又要有扎实的电路知识，从系统的角度，对电路进行分析，并检测系统中的信号。这就需要学生有良好的逻辑思维能力和抽象思维能力。 （二）教学方式、方法问题 该课程传统的教学方式以黑板课讲授为主，存在板书的书写会花费较多时间和精力等多种问题。如重要公式的推导，需要一步步地推导验算，学生虽然可以很好地理解公式及其变换过程，但却要花费大量的时间、精力书写大量的板书，占用宝贵的课时。而系统模型，也需要在黑板上不停地画各种模型及其变换图，费时费力效果差。黑板讲授方式，还存在一系列问题，如老师写的板书是否工整、好认，后排的学生是否看得清楚等问题。此外，黑板课还存在不能动态演示信
4、号的变化过程，不能直观比较信号变换前后的波形、频谱分布等问题。 （三）教学内容问题 传统的教学过程中，该课程为纯理论教学，没有实验。学生只能进行纯数学的推导、计算、变换，并不能通过实践环节，建立起信号与系统的直观立体模型，从而影响学生的理解。 （四）专业背景问题 以九江学院为例，在以往的教学中，电信专业和通信专业执行相同的教学大纲，并没有仔细考虑不同专业对该课程的不同需求，也没有充分考虑专业课程体系中不同课程之间内容的衔接性和连贯性，导致有些内容在不同的课程中重复学习，有些内容可能两门课程都漏讲。 二、 信号与系统课程教学改革研究 以上所提到的问题，都是当前制约信号与系统课程教学效果的主要因素
5、，一方面制约教师的发挥，一方面影响学生的学习效果。为了掌握好专业基础课程，为以后的课程奠定良好的基础，迫切地需要对该课程进行必要的教学改革研究，以期打破常规教学模式的限制，提高学生的理论基础和专业实践能力。 （一）教学方式、方法改革研究 多媒体教学，以具有图、文、声并茂甚至有活动影像、信息量大、使课堂教学变得活泼生动有趣、富有启发性、真实性、方便、快捷、高效等一系列特点，已经在日常的教学活动中推广普及，从根本上改变了传统上单调的教学模式，从而活跃学生的思维，激发学生的学习兴趣。 但单纯的多媒体教学，也存在一些问题，如一页PPT 显示的内容有限，导致有些公式推导、例题讲解需要分布在多页 PPT
6、中显示，不便于前后对照，重点强调。多媒体教学信息量大，节奏快，难免重点不突出，会使部分学生无法跟上讲课的进度，只能被动地接受授课内容，缺乏思维的过程，不利于学习。 最好的教学方式，就是将多媒体授课和黑板授课有机结合起来，以多媒体讲授为主，黑板为辅，取长补短。 （二）实践教学的改革 该课程传统的教学，没有实验环节，学生不能通过实验，切实地观察信号的波形、频谱特点，不能直观地观测信号在系统中各部位的形态，不能生动形象地感受信号的各种变化、变换。 信号与系统的实验，可以以 Matlab 编程、Simulink 建模为平台，进行验证性仿真实验。教师可以提前将要讲解的系统电路在 Simulink 中建模
7、，并把电路模型、微分方程模型、状态空间模型等都搭建起来，在讲解对应内容的时候，先进行理论分析，再把所给输入信号输入到相应系统中，最后检测输出信号的特征，看是否与分析结果相同。通过实验，能够将复杂的计算和变换结果变得更加简单直接，提高教学的直观性，加深学生的理解，而且能够对学过的知识融会贯通，提高学习兴趣和学习效果。 （三）教学内容的改革 不同专业的课程体系不同，该课程所起的作用不同，要想更好地为不同的专业负责，就应该根据不同专业的需求，来设置授课内容，如通信工程专业，在后续课程中有数字信号处理、DSP 原理与应用、通信原理等课程，那么在通信工程专业的信号与系统课程中，就可以不讲数学信号，不讲数
8、字系统的分析，可以注重于模拟信号与模拟系统的分析、处理。而自动化专业，因为不存在这些后续课程，这些内容则要提及，同时需要提及的，还有模拟信号数字化、调制解调等内容，但每个知识点却无需精讲。电信专业，因为后续课程中没有相应的系统仿真内容，实验环节则是必须要的，通信专业因后续开设通信系统仿真课程，所以在信号与系统课程中，可以不设置仿真实验。因材施教，才能更好地实现教学效果。 三、总结 随着我国教育改革的深入发展和推进，教学模式、教学手段、教学理念、教学内容都在潜移默化地发生着改变，随着社会对技术人才专业素养需求的提升，学生知识体系结构的完整性、合理性，学生的理论分析能力、实践动手能力的提高，也是各高校各专业需要进一步研究的课题。 基金项目：九江学院校级教改课题（XTJG18，信号类课程交叉实证研究） ，九江学院校级科研课题（2015LGYB01，基于共振信号稀疏分解的故障诊断方法研究） 。
