“信号与系统”课程互动交流式教学改革方法探索与研究
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摘要：“信号与系统”课程有教学方法单一、课程内容重复、理论性较强等特点。结合学校教学实际情况，提出互动交流式教学方法。该方法分为6个阶段：随机分组和自主选题、预习探究、中期答辩、汇报展示及互动交流、教师讲解及学生回顾反思、成绩评定。实践证明：相对于传统的教学方式，该方法加深了学生对相关知识点的理解，大大调动了学生学习的主动性、积极性以及团队意识，实现了教与学的双向互动，取得了很好的教学效果。
关键词：信号与系统；互动交流；教学改革；教学效果
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）36-0152-02
“信号与系统”是电学类专业本科生的一门重要的专业基础课程。该课程以高等数学、工程数学及电路原理等课程为基础，这门课程的理论在该专业的很多后续课程如数字信号处理、通信原理、自动控制原理等都要用到，在教学环节中起着承上启下的作用。但是长期以来，由于这门课程理论性比较强，用到的数学知识比较多，教学方法和手段的单一，“信号与系统”课程一直处于教难、学更难的情况之中[1-4]。同时大学教学总是强调以接受知识、死记硬背和机械训练为特征的被动接受式教学方法，很少通过学生的自主学习与互动来获得发展，一定程度上阻碍了大学生的创新和创造能力的发展。我校一直坚持“育人为本，学以致用”的办学理念，确立了“厚基础、宽专业、强素质、重实践、有创新”的人才培养目标，原有的教学模式不再适应创新型教学的要求。同时国家近年来也推出了一些鼓励和支持教育教学方法改革的政策和措施，且力度有加大的趋势。本着树立人人“愿意学习，自主学习”的学生发展观和凸现“发掘学生潜能、发现学生价值”的教学理念，对“信号与系统”课程实施了互动交流式教学改革[5]，采用了开放性的创新型课堂教学模式。该方法改变过去被动的接受式教学模式，把自学能力和创新能力的培养作为本科教育的责任。学生作为学习主体，在自学和讨论过程中能够发挥独立思考、自主获取知识的主动性，锻炼独立学习的能力，拓展思考空间，形成多种思维方式，激发创新能力。
一、“信号与系统”课程现状和存在的问题
（1）“信号与系统”课程，在教学内容的选择上遇到了相当突出的问题，主要表现在和“电路原理”课程以及“自动控制原理”课程的内容有大量重复。因此，如何优化教学内容，避免重复教学，节省课时为学生讲解新内容是该课程教学互动交流式改革的一个目的。
（2）教学模式中仍以传统式教学为主。传统式教学中，教师往往把知识作为定论传输给学生，学生被动接受记住了课本知识和公式定理，具有较强的解题能力，但没有自己的思想，缺少判断和分析，缺乏综合应用知识的能力。如何使学生变被动接受为主动学习也是该课程教学互动交流式改革的一个重点内容。
（3）教学内容多、教学要求高，但教学学时却不断减少。信号与系统课程内容丰富，然而概念、原理抽象，理论性很强，对前修课程特别是对数学的要求比较高，课程中的理论结果几乎都来自于复杂的数学推导，因此教师难教、学生难学，这与新的教学大纲中教学学时的不断减少形成矛盾。
（4）工科学生的表达能力急需提高。如何在授课的过程中锻炼学生表述自己观点的能力，加强学生团队合作精神等也是教师在教学中的义务。
二、互动交流式教学改革方法实施
1.互动交流式教学改革实施前提
“信号与系统”课程在相关课程之间内容有大量重复。在“电路原理”课程中包含了“信号与系统”课程中连续信号与系统分析的相关内容，如傅里叶级数和傅里叶变换、电路与系统的复频域分析、系统函数等；在“自动控制原理”课程中也有一段“信号与系统”课程中的有关系统分析方面的内容，如系统稳定分析、信号流图等。而我校的“电路”课程开在第三学期，“信号与系统”课程与“自动控制原理”同开在第四学期，这就为互动交流式教学改革打下了基础。由于这门课程理论性比较强，用到的数学知识比较多，因此在“信号与系统”课程教学内容中需选取与学生以前学过的“电路”、“自动控制原理”内容相关的章节进行互动交流教学改革。笔者选择了吴大正版“信号与线性系统”中的第二章连续系统时域分析，第五章复频域分析以及第七章系统函数作为实验章节进行了教学改革。
2.互动交流式教学改革实施步骤
可以分为以下6个阶段：
（1）随机分组和自主选题。为了提高学生的交流能力，加强团队意识，采用随机分组的方式。教师不提供任何备选题目，每小组根据兴趣和自身对相关课程的理解程度自行选题，选题的形式多样，例题、报告等均可。
（2）预习探究。为了检查各小组学习的成果，提高学习探究的效率和课堂汇报展示的效果，每个小组必须在完成题目的选定后，与教师预约，提前一周进行讨论选择的具体题目以及对题目的认识，对课程设计的计划以及每位队员的分工，确保课堂讲授的效果。
（3）中期答辩。中期答辩主要考察学生的进展情况。学生反馈遇到的问题和难点，提出自己的解决办法。同时老师根据学生遇到的难点等问题，予以指导。
（4）汇报展示和交流互动。主要检查学生课程设计的完成情况。学生上讲台汇报选题内容，相关理论，以及对选题的讲解，最后描述课程设计的收获和心得体会。当某小组汇报展示后，其他小组进行提问，对于大家都有困惑或疑惑的问题，由教师与学生一起共同分析、讨论，寻找问题的解答，培养学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。
（5）教师讲解以及学生回顾反思。针对学生讲解过程教师点评并再次串讲本次课的框架逻辑、重点难点，回答学生的疑问困惑。同时学生一定要写下对知识的理解、掌握和感受，记录在书本上或专门的课堂笔记上，这也起到了温故知新的作用。
（6）成绩评定。成绩共由以下几部分组成：卷面分（占60%；出勤分（占10%）；团队表现分（15%）（根据汇报展示情况，由教师和小组长进行打分）；个人表现分（15%）。根据小组成员完成分工任务情况、回答问题、汇报发言、总结发言、提出问题等课堂表现计分。 三、问卷调查
为了客观了解互动交流教学法在教学实践中的效果、存在的问题和学生的建议，针对我校2011电子科学与技术专业参加教学改革的学生进行了问卷调查。通过学生反馈的信息，来更好地改革教学手段和方式，提高教学水平。
表1是学生学习本课程前后对相关课程知识点的熟悉掌握情况。可以看出，通过交流互动式教学方法，确实让大多数学生对“电路”“自动控制原理”等相关课程有了更深入的认识，这相当于让学生重新进行了复习，加深了印象。
表2调查互动交流式教学改革的总体效果满意度以及该方法是否值得推广的看法。绝大部分学生对于该方法是满意和认可，并认为值得推广。这就为推广教学改革提供了信心。
表3调查了互动交流式教学改革方法调动学习的主动性和积极性以及团队意识情况。可以看出通过教学改革，提高了学生自主学习的能力，学习效率得到了很大提升；提高了学生与人沟通的能力；提高了学生的团队协作能力。
四、总结
与未实施自学交流模式的章节相比较，实施教学改革之后的课堂显得更有吸引力，学生的认可度和接受度更高并且学生出勤率很高。在教师与学生互动合作的教与学中，学生不再处于顺从被动地位，自信心得以提升，发言积极踊跃，自主学习积极性高。互动交流式教学方法改变了学生对传统大学课堂教学的认识，真正实现了教与学的双向互动和自由、民主、和谐的课堂氛围。
虽然此次教学改革总体效果很好，但在改革中仍存在不足之处：
第一，个别同学适应性差，融入课堂教学程度不高，在学期结束时仍保持旧有的学习习惯，对新式教学方法并不十分感兴趣。表现在“没有积极主动地回答过问题”，较少参与小组成员讨论，不愿分享自己的想法，缺乏自信。
第二，部分学生思维存在局限，语言组织和表达能力较弱。交流是教学的重要环节，有些学生基于内向的个性或自信心不足，往往只听讨论不发言。因此如何保证交流讨论的广泛性，鼓励每个学生开口交流是教师需要不断提高的技巧。
第三，存在滥竽充数的情况。如何使得每一位学生广泛、充分、深入的参与到教学改革中来，尚有待探索更好的解决方法。
与传统教学方法相比，交流互动式教学改革在改革课堂教学结构，优化教与学的时间分配，丰富课堂教学内容，提高学生学习主动性积极性和团队精神的同时，也提升了教师素质教师，做到真正的教学相长。下一步工作的重点是将互动交流教学改革从“信号与系统”逐步推广到相关课程，组成教学改革“课程群”，在更多的课程中推广，让更多老师、学生逐步接受教学模式改革。
参考文献：
[1]陈后金，胡健，等.我校“信号与系统”课程的改革与建设[J].电气电子教学学报，2004，（6）：30-32.
[2]李远禄.“信号与系统”课程教学改革的思考与实践[J].中国电力教育，2009，（4）：42-43.
[3]李玲.自学交流模式在《计算机应用技术基础》教学中的应用及思考[J].新课程研究（中句刊），2011，（2）：82-83.
[4]崔琳莉，朱学勇.《信号与系统》课程设计的实践与探索[J].实验科学与技术，2012，10（1）：99-102.
[5]李刚.“自主-交流-互动”教学模式总结[R].华北水利水电大学，2013.
（责任编辑：刘丽娜）
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