徐丽娜 孙莹

摘要：针对“信号与系统”专业基础课程较为抽象、难以理解以及偏重物理概念的特点，结合学生的实际情况，本门课程进行了大幅度改革。实行教学改革后，上课教学质量高，学生学习兴趣浓厚，且对知识点掌握扎实，对物理概念理解深入，取得了较好的教学效果。这一教学改革方式可以在同类课程中进行推广。

关键词：信号与系统；教学改革；现代教育技术

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）45-0139-02

一、传统教学方法与现代教育技术教学的特点

（一）传统教学的优点及缺点

传统教学方法是一种以教师为中心、书本为中心和课堂为中心的教学模式，在课堂上以教师讲授课本知识为主要特征的教学方法。传统教学所使用的手段主要是黑板、粉笔等。

传统教学方法的优点：（1）讲授法不仅有助于让学生形成知识的系统性，还有助于基本技能的培养。

（2）有利于学生较快形成概念，可以让学生减少探索时间，避免走弯路。（3）讲授法有利于学生接受和理解知识。教师在推导过程中，可以根据学生的接受程度，随时调整授课的进度。（4）教师可以根据不同层次的学生选择不同的教学方法，也可以随时调整授课内容。[1]

传统教学方法的缺点：（1）传统的课堂教学模式往往形成了教师单向灌输、学生被动接受的局面。

（2）传统教学在形象性和信息显示方面存在着明显的劣势。（3）由于旧的评价体系，师生只重视分数，学生的发散性思维、逆向思维被束缚，幻想的翅膀被折断。（4）学生在教学过程中处于被动的地位，学生的主动性无从发挥，没有充分发挥学生的主观能动性。

（二）现代教育技术教学的优点及缺点

现代教育技术教学方式主要是指多媒体教学。交互式白板教学也是一种现代教育技术手段，但是它不是主流，因为还没有大规模普及，一般在研究生小组讨论过程中使用。本文主要讨论的是多媒体教学。多媒体教学所使用的主要设备有投影仪、屏幕等。

多媒体教学的优点：（1）可以极大地激发学生的积极性，提高学生的学习效率，拓展学生的思维空间，从而实现在新的课程体系下应用新的教学手段，提高学生素质，培养学生的创新能力[2]。（2）操作可重复，有利于学生接受知识。（3）课件可多次观看，有利于学生课后复习。

多媒体教学的不足：（1）课件的画面如果切换太快，教学进度过快，不利于学生转换思维，不利于学生当堂吸收。（2）教师埋头操作电脑，忽视了与学生的沟通，无法对学生的行为进行有效监督。

由此可见，上述两种教学方式有各自的优点和缺点，因此单一地提倡一种而排斥另一种是片面的，应将两者有机地融合起来再对教学方法进行改革。

二、教学改革

（一）改革教学方法

适当采用多媒体技术，把原理、方法和应用紧密结合起来。比如制作电子教案，在教案中插入动画。在“信号与系统”课程中，有许多的数学概念和物理概念比较抽象，比如频谱、卷积、抽样等，难以用传统教学方式表达，如果只在黑板上讲解，学生容易陷入复杂的数学计算中，从而忽略了对概念本身的理解。而集声音、动画、文字于一体的多媒体课件，可以更形象、更有效地表达和展现这些概念。可以利用PowerPoint等软件制作“信號与系统”多媒体电子课件。在多媒体电子课件中插入动画，以生动的表现形式来讲述具有动态性质的知识点。例如，将图解法求信号卷积的过程、周期方波信号的分解与合成的过程、采样定理等知识点制作成动画演示。图1所示为利用图解法求两个信号卷积的过程，这里看到的是固定的图片，但是在PowerPoint中，可以把这个过程做成动画，这样学生可以清楚的理解图解法求卷积的过程，弥补了板书教学的不足。

引入MATLAB仿真软件，增加仿真实验，使理论联系实际。“信号与系统”这门课程的特点是概念性、理论性比较强，涉及大量的理论推导和数学公式，如果采用简单的手工演算，过程冗长复杂，不利于学生对概念的理解。对于此类数学计算问题，特别适合采用MATLAB软件来解决。在备课准备时，利用MATLAB软件精心制作多媒体演示。在电子教案中，可以给出MATLAB的程序以及运算结果，并在教学实践中不断丰富和完善这些教学手段和方法。

（二）改革教学内容

教学内容的设计应符合人才培养的目标要求，依据人才培养方案对课程进行准确定位和整体设计。随着科学技术的不断发展，相关知识领域的知识不断更新，信息技术在当今社会的重要性日益明显。“信号与系统”的教学内容也根据新技术的发展不断调整，其应用背景从单一的通信系统扩展到其他的信息处理系统。

“信号与系统”课程的总学时为56学时，理论学时为48学时，实验学时为8学时。为了优化课程体系结构，针对我校学生的特点，我们对教学内容做了一些调整。考虑到在电路原理课程中讲述过拉式变换的相关内容，因此我们把重点放在傅里叶变换和Z变换上面，进一步弱化了电路分析方面的内容，加强了信号的分析，重点要求学生掌握信号和线性系统分析的基本理论、原理和方法，使其内容进一步向信号和系统分析上集中，使课程的体系更加突出，便于学生掌握课程的核心内容。

首先介绍信号的描述和系统的整体概念，接下来介绍连续时间信号的傅里叶变换和拉普拉斯变换，最后介绍离散系统的时域分析和离散时间信号的Z变换，这样可以从信号本身的特性将本门课程的内容分为连续和离散两部分，使学生思路更加清晰。教学内容各部分是相辅相成的，相互之间有着非常密切的关系，教学中我们可以突出这些相互之间的联系，使学生更深入、更清楚地掌握相关内容。

（三）改革考核方式

在考核的方式和内容上，我们采用20%期中笔试、50%期末笔试、10%评价学生的主动性和参与性、20%实践教学评价的方式。（1）在期中笔试中，主要侧重考察学生对知识点的掌握情况。（2）在期末笔试中，变传统的知识简单再现为知识综合应用，侧重基本原理和概念的灵活应用。（3）通过学生的课堂出勤、完成作业、课堂回答问题、答疑等情况，评价学生的主动性和参与性。（4）实践环节，通过MATLAB上机实践，侧重学生的能力考核，包括上机作业、综合题目、小论文等的评定。另外，无论是期中考试还是期末考试，我们一直采取半开卷的笔试方式，也就是在考试的时候，允许每个学生带一张A4纸，在这张纸上可以写上学生认为重要的内容，这样一来，不仅可以引导学生从简单地套用公式转变为注重基本原理和基本概念的应用，还可以锻炼学生归纳提炼课程内容的能力。

三、结语

上述改革方法经过教学实践的证明是可行和有效的。从学生的反馈来看，对“信号与系统”课程所涉及的内容很感兴趣，并希望在范围拓宽的同时，对某些问题作更加深入细致的了解。这就要求我们在今后的教学工作中，进一步整合教学内容，提高教学效率，争取在有限的学时内，满足学生的学习要求，完善“信号与系统”课程的建设成果。总之，实行教学改革后，上课的教学质量高了，学生的学习兴趣浓厚了，且对知识点掌握扎实了，对物理概念理解深入了，并取得了较好的教学效果。因此，这一教学改革方式可以在同类课程中进行推广。

参考文献：

[1]李方.对立与融合：传统教学方法与现代教学方法[J].华南师范大学学报：社会科学版，2003，（6）.

[2]李英慧.浅议信息技术在现代教学模式中的应用[J].学周刊，2013，（4）.