！ ： Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｌｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 创新教育 信号与系统 课程教学研究与实践 谢家兴刘洪山张字代秋芳 （华南农业大学工程学院广东广州５１ ０６４２） 摘 要：《信号与系统》是我校电子信息工程、通信工程、电子科学与技术等电子电气类专业本科生的专业基础主干课程，是承上启下的核心课 程，讲述了信号与线性系统的基本概念、原理．方法与工程应用，其课程实质是把物理系统抽象为数学模型，通过分析模型进而研究系统性能， 具有抽象性强和枯燥乏味等特点，给教学带来了一定的难度。本文针对信号与系统的课程特点，结合我校电类相关专业学生的特点，对信号与系 统的教学提出了一些改进意见，以期提高信号与系统的教学质量。 关键词：信号与系统 教学改革 实践教学 中图分类号：Ｇ６４２．０ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－０９８ｘ（２０１４）０１（ａ）－０１６４－－０２ １我校信号与系统教学现状 ２．２突出物理意义，淡化其数学推导，注重 《信号与系统》是我校电子信息工程、 基础课与后续专业知识点的结合 通信工程、电子科学与技术等电子电气类专 该课程涉及傅里叶级数、傅里叶变换、 业本科生的专业基础主干课程，其中的概 拉普拉斯变换及ｚ变换等内容，学生感到内 念和分析方法广泛应用于通信、自动控制、 容多且关系复杂，因此在推导公式时，一定 信号与信息处理、电路与系统等领域，又与 要注意将公式的来源讲清楚。另外，同学们 工程实际有着密切联系，目前许多高校研究 也注意到傅里叶变换、拉普拉斯变换的性 生入学考试专业课中都包含有该课程内容。 质大多是相似的，可大学生不明白是什么道 该课程以《高等数学》、《电路分析》及Ⅸ复 理，他们心里有所疑惑，但如果让学生理解 变函数》等课程为基础，同时又是学习后续 傅里叶变换、拉普拉斯变换的共同前提就 《数字信号处理》、《通信原理》等必修课 是正交变换，这两个变换性质相似的根源 的基础课程，在教学环节上起到承上启下 是它们都是以指数函数为完备正交集的正 的作用，其教学质量的好坏直接影响到学 交变换，只是指数的取值不同而已。这就是 生对信号和系统的时频分析掌握，关系到 从全局上把握所学知识中最本质的东西， 后续课程的教学质量。该课程由于对数学 即寻找事物的共同点，从而起到事半功倍 有一定要求，理论性较强，概念抽象，公式 的效果 。 多，学时少，所以一直存在“学生难学，教师 注重基础课与后续专业知识点的结合， 难教”的问题，学生在学习过程中很容易钻 例如在讲授信号与系统概念的过程中，引出 牛角尖，对内容也不是很理解。在理论教学 通信系统和控制系统以及稳定性等概念。 过程中往往容易围绕着数学推导进行，而忽 使学生用辩证发展的思维看待基础课程中 略课程与实验相结合的教学方法。如何提 知识的学习，形成发散的思维；使学习的知 高学科的效果，看老师对学生的了解。作者 识构成有机的整体。有利于学生对后续专 从事这门课程教学九年，依托我校广东省 业课程的学习和培养学生的能力。 名牌专业电子信息工程专业、中央与地方共 ２．３利用网络平台，建立信号与系统课程网 建电子资讯工程基础实验室信号与系统实 站 验室这个平台，对信号与系统课程的教学内 教学网站是网络课程有效的载体和支 容、课程体系和教学方式上进行了调整，不 撑平台，是网络课程的最佳的表现形式。网 仅提高了学生的学习兴趣，而且教学效果也 络课程的教学网站是学生自主学习、个性发 是突出。 展、教学互动、学习交流、信息反馈、自我评 价的重要平台，对于实现传授知识、培养能 ２运用多种教学方法和现代教学手段， 力、提高素质的协调发展将起到重要作用。 提高课堂教学，提高教学成果 为了提高信号与系统的教学质量，本着便于 ２．’采用多媒体手段授课。提高学生学习兴 学生学习课程内容、查阅教学资料原则，利 趣 用软件Ｄｒｅａｍｗｅａｖｅｒ设计和建立了信号与 信号与系统涉及很多公式、推导繁、 系统课程网站。该课程网站包括电子教案、 慨念抽象且不易理解与掌握，利用现代多 作业习题、试卷样题、实验指导、课程复习、 媒体手段教学，将各种技术组合在一起， 教学动画等等学习资料，又包括供同行参考 用计算机色彩、动画、视频、等有效地结合 用的课程介绍、教学大纲、教学计划、教师 起来，形象的展示在学生面前，从而提高 介绍等教学资料。让学生边学习、边实践、 学生的学习兴趣，也提高课堂效果，让学 边研讨。通过相关连接把最新的发展、方 生更容易记住并理解所学的内容，多媒体 法、概念、技术、器件展示给学生。网络化 教学带给学生的既有量的积累，也有质的 的学习环境能改善学生“死读书，读死书” 飞跃…。 的状况。 １ ６４ 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ ２．４利用Ａｕｔｈｏ ｒｗａ ｒｅ工具软件。研究和开 发信号与系统多媒体教学系统 信号与系统多媒体教学系统以 Ａｕｔｈｏｒｗａｒｅ为开发平台，综合运用图像、 文本、视频、音频等结合在一起，把抽象东 西形象的表现出来，以大量视听信息、高科 技表现手段来冲击学生的思维兴奋点，加 上虚拟现实技术和图形、图像、三维动画使 教学内容表现得丰富多彩、形象生动，让学 生通过多个感觉器官来获取相关信息，提高 教学信息传播效率，增强教学的积极性、生 动性和创造性，从而有效地提高Ⅸ信号与系 统》课程的教学质量，在今后教育教学中势 必发挥更大的作用 。 ２．５开设综合性实验 依托专业实验室，利用现有仪器设备， 结合教学内容开发综合性和设计性实验， 学生以团队合作的方式积极参与综合性和 设计性实验，描述自己的方案并与其他小组 讨论。通过开设综合型实验，不断开阔学生 思路，使其对现有的各类信号与系统原理 和方法有较全面的认识，提高学生综合分 析和运用知识的能力。通过开设设计型实 验，主要锻炼学生独立思考和解决问题的 能力，拓宽就业渠道 。 ２．６利用ＭＡＴＬＡＢ软件改进课堂教学 信号与系统课程中的理论和结论大都 是经过数学推导得来的，对学生来说比较 抽象、也较难理解，同时作业也具有较多计 算量，单纯的笔算较为繁琐。ＭＡＴＬＡＢ语 言能对信号产生、信号关于时间尺度变换、 卷积和相关等时域运算，傅里叶变换和拉 普拉斯变换的频域计算，以及诸如调制、 抽样定理、信号无失真传输、滤波器设计等 一系列的关于该课程的概念理解和计算问 题都可通过图形建模、数值计算使之具有 可视化功能。因此，课堂上将多媒体教学与 ＭＡＴＬＡＢ图形和动态演示结合起来，会使 得课堂教学更加直观、生动、紧凑，使学生 易于加深对课堂抽象概念的理解，巩固课 堂上所学的理论知识，帮助他们很好掌握 信号课程中的基本概念、基本原理、基本分 析方法 。 ！ Ｑ：业 创新教育 Ｓｃｉｅｎｃｅ ｅｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ『ｎｎｏｖｅｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ ２．７注重对学生知识运用能力的考核，重 养学生的工程能力和素质方面发挥相当的作 中培养学生创新能力模式探析【Ｊ】．中国 成人教育，２０１０（２）：１５１－１５２． 统》教学质量的探讨［Ｊ］．高校理科研 究，２０１０（３）：４８０－４８０． 构考核评价体系 用。通过九年来对信号与系统的教学和教学 为了加深学生对课程知识的学习和掌 经验的积累，本文论述了采用灵活的教学方 ［２】马红梅，李鹏，黄成玉．提高 信号与系 握，注重对学生知识运用能力的考核，重构 法和手段培养学生的创新能力；突出物理意 考核评价体系。课程考核成绩，由期末考试 义淡化其数学推导、注重基础课与后续专业 试成绩占总评成绩的５０％（以前为７０％），平 统课程网站；利用ＡｕｔｈｏｒｗａｒｅＩ具软件研 时成绩占５０％（以前为３０％）。平时成绩考 究和开发信号与系统多媒体教学系统；开设 注重对学生知识运用能力的考核，重构 少三次）、课程作业、实验成绩等的综合评 教学；定。通过两年的考核实践，学生普遍认为通 考核评价体系等七个方面对《信号与系统 课 ３】郭婧．运用现代教学手段，改进工程光 成绩与平时成绩综合评定。该课程期末考 知识点的结合；利用网络平台建立信号与系 【学教学［Ｊ］．中国现代教育装备，２０１０（１）： ５７－５９． ４】代秋芳，洪山，代芬，等．情感教育在《电 核内容包括对学生课堂考勤、随堂测验（至 综合性实验；利用ＭＡＴＬＡＢ软件改进课堂 ［磁场与电磁波》课程教学中的应用［Ｊ】． 武汉大学学报（理学版），２０１２，５８（ｓ２）： ｌ８１—１８４． 过平时测验和加大平时成绩比重，有利于 程和教学内容体系改革和整体优化研究与实 学生平时对知识的积累，可以有效避免部 践进行了探讨，提高信号与系统的教学质量，分学生期末考试前临时抱佛脚的心理。 为学生们学习后续专业课打下扎实的基础。 【５１高远．基于ＭＡＴＬＡＢ的信号与系统教学 改革与实践【Ｊ】．柳州师专学报，２０１０， ２５（２）：９９—１０１． ３结语 参考文献 信号与系统作为专业基础课能够在培 ［１】胡金敏，谢双维，丁振军．工程光学教学 计算机和三维重建软件有着较高的要求， 【２】李志强．人体解剖学【Ｍ】．北京：中国科 （上接１ ６３页） 术的掌握与分割工作的仔细程度直接决定 普通操作者难以完成。所以，目前三维重建 学技术出版社，２００７． 后期三维图像的质量，因此在进行三维重建 技术在解剖学教学过程中只能起到辅助作 ［３】王剑华，周庭勇．三维重建资料在解 的过程中必须要求熟练掌握计算机与三维 用，而不能完全代替人体标本与实物图谱 重建软件的应用。其次，对图像收集的要求 同样不能忽略传统教学的作用 。因此，在 维重建有着决定性的作用。但ＣＴ图像对于 学方法、手段相互结合，取长补短，才能达 软组织的显示分界并不清晰，在重建过程 到理想的教学效果。 中很难清楚分割，因此对于肌肉、筋膜等软 组织的重建效果不好，尤其要分割肌与肌 参考文献 群难度很大，分割出来的三维图形易失真。 【１】马合木提・买买提明，刘海，王涛．浅谈开 ＭＲ则可以清晰显示软组织的结构，将ＣＴ 和ＭＲ图像利用三维重建技术有机结合起 来则可清晰显示各结构，但此操作要求对 剖学教学中的应用［Ｊ】．四川解剖学杂 志，２０ｌ０，１８（４）：５３－５７． 也比较高，因为清晰的原始资料对后期的三 教学中只有将３Ｄ多媒体教学模式与传统教 ［４】高鹰，程安运．计算机应用初级教程 ［Ｍ】．广州：中山大学出版社，２００８：２３— ２３． ［５】郝木峰，贺振泉，王家有，等．护理学专 业解剖学教学的体会［Ｊ】．解剖学研 究，２００９，３ｌ（５）：１４９－１５０． 发网络教学资源的理论依据和教学模 【６】刘军，李佳林．开设解剖动物器官实验的 式【Ｊ】．中国高等医学教育，２０１２（２）：７３— ７４． 尝试［Ｊ】．卫生职业教育，２００６（２２）：ｌ１８． 科技创新导报 稿件要求及投稿说明 稿件要求 １．稿件应具有科学性、先进性和实用性，论点明确、论据可靠、数据准确、逻辑严谨、文字通顺。 ２．计量单位以国家法定计量单位为准；统计学符号须按国家标准《统计学名词及符号》的规定书写。 ３．所有文章标题字符数在２Ｏ字以内。 ４．参考文献按引用的先后顺序列于文末 ６．正确使用标点符号，表格设计要合理，推荐使用三线表。 ７．图片要清晰，注明图号。 投稿说明 １．来稿一律使用ｗｏｒｄ排版且具有一定的学术水平，以２７００字左右为宜，并保证文章版权的独立性，严禁 抄袭，文责自负，请勿一稿多投，欢迎投稿。 ２．本刊已加入《中国学术期刊（光盘版）》《中文科技期刊数据库》《万方数据数字化期刊群》等网络媒体， 本刊发表的文章将在网络媒体上全文发布。 ３．本刊编辑部对来稿有修改权，不愿改动者请事先说明。自收稿之日起１个月内未收到刊用通知，作者可自 行处理。 ４．来稿请注明作者姓名、单位、通讯地址、邮编、联系电话及电子信箱。 ５．本刊发表周期为１０天，出刊后５天内邮寄样刊。 ６．如有一稿多投、剽窃或抄袭行为者，一切后果由作者本人负责。 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