应用型人才培养目标下《信号与系统》课程改革
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作者:李娥
随着经济社会不断发展，科技不断进步，各行各业的改进与提升都需要大量具有扎实的专业理论知识以及能解决各种实际问题的应用型人才。国家也致力于培养一批创新能力强、实践能力突出的各类高素质应用型工程技术人才。结合国家的人才培养目标以及学校建设高水平应用型大学的定位，本科课程必然成为培养应用型人才的一个良好阵地，本文围绕这一问题，对本科课程中比较重要的一门专业核心课程信号与系统这门本科课程进行了一系列探索。
一、电子信息工程专业信号与系统课程简介
信号与系统课程是电子信息工程专业的核心课程，本门课程对学生专业知识结构的养成起到了很重要的作用。国内外很多知名高校都开设了本门课程，并出版了一系列的优质教材。国内各类理工科高校对信号与系统这门课程也相当重视，很多高校将本门课程设为相关专业的研究生入学考试课程。一些知名高校的信号与系统课程还被选定为国际级精品课程。由此可见，信号与系统这门课程在本科教学中的地位举足轻重。
信号与系统课程是一门承上启下的课程，它的先修课程是高等数学、线性代数、复变函数以及电路分析基础，根据所在专业的不同，它的后续课程有数字信号处理、通信原理、数字图像处理、自动控制原理等。本门课程的学习效果将直接影响学生后续专业课的学习，也会影响后续培养高水平、应用型人才培养目标的实现，所以，如何更好地进行信号与系统课程的教学，提高教学质量，使学生更好地接受本门课程的知识内容，是个值得探究的问题。
二、电子信息工程专业信号与系统教学现状与不足
信号与系统课程具有一系列特点：理论性强、应用性广、概念晦涩、公式繁杂且不好推导。截止到目前，很多高校信号与系统课程都是采用教师讲授的方式来授课，本校的教学手段也是教师讲，学生听，教学模式比较单一，学生只是被动地接收知识，不愿参与学习过程，往往课堂气氛比较沉闷，学生的学习积极性不高。同时，由于本门课程用到大量的数学知识来处理各种电路问题，就导致更加不好理解，这一系列的因素就会加重课堂的沉闷气氛，从而导致教学效果不好。该课程的上机实验学时紧张且以验证性为主，学生往往知其然不知其所以然，课后对实际问题的分析能力和处理能力并没有得到有效的提高，对后续的科研及就业工作帮助并不理想。作为本课程的任课教师，必须立足于专业应用型人才的培养，探索出更加高效的教育教学方法，使得学生更加积极主动高效地进行学习，从而达到更好的教学效果。
三、电子信息工程专业信号与系统教学反思
1.教学内容方面加强理论与实际的结合。信号与系统课程是学生接触比较早的一门理论与实践相结合的课程。课程的教学内容多、理论性强、公式复杂，导致课程的入门难度较大，学生在学习过程中容易产生畏难情绪。为了适应专业应用型人才培养的需要，在教学内容方面尝试将理论与实践结合起来，将启发式、趣味式、直观化、探索性贯穿于整个教学过程，激发学生学习兴趣、树立学习信心，夯实学生的理论基础，培养学生分析问题和解决问题的能力。
理论学习奠定基础。信号与系统课程涉及到大量的数学公式，传统的教学中偏重了公式的推导，而学生学习的侧重点也往往偏向于习题的计算。改革后将重点强调知识点的物理意义以及工程应用价值。在知识点的讲授过程中穿插趣味性的工程实例来提高学生的学习热情。
仿真实验巩固理论。本课程理论的抽象性较强，MATLAB仿真能够将抽象的理论可视化，使学生深入的理解信号、系统相关模型的物理意义。之前课程理论授课和仿真演示是分开进行的，通常四次理论课配备一次上机仿真，这种设置造成了所学理论不能及时验证，无法趁热打铁;由于上机时间有限，只能验证基础理论，无法将工程案例的演示引入教学之中;学生对上机的重视程度也不够。改革后将MATLAB仿真验证引入到日常课堂教学中，教师在课前将验证程序编写好，理论授课的同时进行仿真演示，加深學生对知识点的理解，验证的程序放在网络教学平台上，学生可以随时下载、验证、修改，学生也可将改进的内容做基础验证。同时，可以引入工程案例，比如雷达信号的分析、声呐信号分析、语音信号处理，案例的驱动方式，学生会觉得更具有挑战性，更接近于实际应用的场景，学生也更愿意去探索、去学习，能够学以致用才是提高学生学习兴趣的关键。
自主学习进一步提升。为使学生真正的深入学习，将所学知识化为己有，课程还设置了主题研讨课。将本课程的重点、难点问题划分为几大知识模块，如采样定理之应用、卷积之美、傅里叶变换之强大等。学生分组任选研讨主题，然后通过在网络上查阅资料或在图书馆查阅文献等途径，对认领的知识点进行学习、总结和研讨，最后进行汇报演讲。在资料的查阅和整理的过程中，学生既深入学习了知识，还锻炼了自主学习的能力。在分工合作的过程中培养了学生的团队协作意识，最后的汇报演讲实现了资源的共享，提高了全体同学的学习效率。
2.教学方法上做到优势互补。教学方法的改革是教学改革的核心。改革的宗旨是实现教学过程由以教师为中心向以学生为主体、教师为主导的转变;课堂氛围由单项知识灌输向师生互动的转变;教学成果由知识的简单传授向理论与实践相结合的转变。
把讲台留给学生。传统的授课环节，教学过程是单向的知识灌输模式，师生互动匮乏、课堂气氛沉闷，这样就会导致学生听课疲劳，注意力不集中，不求甚解。改革后，我们可采用放开讲台的教学方法。每堂课的前三分钟，由学生上讲台做课前导入，概括讲解与本次课内容相关的前续知识点。上课中，视知识点的难易适时地选择由教师或学生交替讲授，而在每堂课的最后三分钟，同样由学生上台做课程的总结，提炼本次课的重点、难点，这样就会迫使学生课后复习、课前预习、课上集中注意力。同时学生上讲台的讲解过程，逻辑能力和表达能力都会得到锻炼。对于本课程的相关知识点，鼓励学生在网上查阅资料，寻找比较趣味、容易理解的讲授方法，然后由同学向老师申请讲台，在合适时间会安排学生上台以创新的方式去代替老师讲解，凡是主动申请讲解的都会在平时成绩上给予一定的倾斜，对于讲解效果好的会将讲解方案推荐到教学平台上与其它专业同学共享。在学生的讲解过程中，老师做必要的解释与知识点的补充。
通过问题导入学习。旨在培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。改革后在教学过程中引入了问题引导的教学方法。教师以问题为教学主题的切入点，引导和鼓励学生思考并回答问题，整个教学活动都围绕着问题的形式进行展开，不断地发现问题、分析问题、解决问题，从而激发学生强烈的求知欲、自觉思考、主动探索。这种教学方法能够充分地实现师生互动，使学生参与到教学活动中来。
通过实战巩固知识。理论与实践相结合是专业应用型人才培养的基本原则，将所学的理论知识应用于实际的工程项目中，才能达到学以致用的目的。改革后的上机课不再只做基本理论的演示，而是将各类科技竞赛中的合适题目作为项目引入到上机课中。由于这些题目都是综合性的项目，考虑到上机时间有限，教师需要先将项目题目、项目要求等在网络平台公布，学生自主学习，上机时间只做项目指导、项目验收、项目总结。项目驱动的教学方法不但有助于学生工程实践能力的培养，还可为学生日后参加各种大赛奠定基础。
通过改革教育教学方法，将教师为主的课堂逐步转变为以学生为主的课堂，激发学生的学习自主性和学习积极性。注重理论与实际相结合，培养学生解决实际问题的能力。放开讲台，让学生有更多施展的空间。通过以上几种途径，希望在以后的信号与系统教学过程当中，师生可以更融洽地进行教与学，实现教学效果和学习效果的双赢。
四、结语
针对本校信号与系统课程的教学现状，结合学校建设高水平、应用型大学的定位目标以及培养一批具有扎实专业技术知识的高水平、应用型人才的培养目标，本文探索了信号与系统课程的教育教学方法的改进措施，致力于将学生的被动学习变为主动，提高学生的学习积极性，采取教学手段与方法的改革，转变传统授课当中重理论轻实践的教学模式，引导学生进行探索性、创新性学习，为学生后续专业课的学习打下良好的基础，增强学生理论与实践相结合的能力，以及动手操作能力，为学生以后的发展奠定良好的基础。另外，也为本校本门课程的教学模式提供了更好的参考模式，以求提高学校本门课程整体的教学质量，为学校建设高水平、应用型大学的目标作出贡献。
（作者单位：山东管理学院（智能工程学院））
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