湖南科技大学信息与电气工程学院 湖南 湘潭 411201；吉首大学信息科学与工程学院 湖南 吉首 416000
摘 要：“信号与系统” 是通信类专业一门重要的技术基础课程。针对该课程的特点,结合我校教学实际情况,进行了调整课程体系、优化教学内容、丰富教学手段、突出理论与实际相结合及加强实践教学等一系列课程改革, 使学生掌握必要的信号与系统基本理论, 提高学生综合分析问题和解决问题的能力。学生的网上评教及后续课程的评价表明,“信号与系统”的教学改革取得了很好的教学效果。
关键词：信号与系统 教学改革 教学实践
《信号与系统》是电气和信息类专业入门性质的技术基础课，理论严谨，数学性和系统性强，内容丰富，涉及通信方面大量的基本理论、基本概念和基本分析方法。通过本门课程的学习，学生将会接触多种基本的信号。掌握和处理信号的一般分析方法是必要的，更要学会利用线性非时变系统的时域和频域的分析方法去解决一些较难的信号问题。
在学习的过程中更要注意知识点的关联，融汇贯通。例如学习了时域下的傅里叶变换，就能很好地将傅里叶变换的转换思想运用到拉普拉斯变换中来。这样一来，看似很复杂的信号处理起来相对也就容易些了。从整体上把握，我们可以可以将课程分为三大块：傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换，其中还有一些简化信号的运用，如卷积，微分方程，差分方程。这些就需要同学们有很好的高等数学素养了，因而在学习通信类课程有很好的数学思想也是学好该类课程的关键。所以在学《信号与系统》之前必须先修《高等数学》与《电路分析基础》做为基础铺垫，对后续课程《通信原理》的学习有着至关重要的作用。因此《信号与系统》是通信专业类一门承上启下的基础专业课，其教学质量的好坏直接关系到学生对信号、系统等重要概念的理解和分析解决问题的能力，关系到后续课程的教学质量。并且在考研中占了重要比重，其重要性不言而喻。
但是一直以来，“信号与系统”课程教学一直处于学生难学、老师难教的境地，主要存在以下几个问题：
一是从课程自身特点分析：该课程不仅理论性和逻辑性强，并且对高等数学的运用极强，公式的逻辑推理和理论的高度结合让同学们格外头痛，容易产生厌学的情绪。
二是从教学时间和内容的安排上分析：该课程知识点众多，教学学时少，学生只能依靠大量的习题练习来巩固知识体系，整体缺乏知识内部之间的联系，不利于培养学生的综合能力。
三是从教学手段和方式上分析：现有的教学手段单一，关于信号的讲解模式更是枯燥无趣，学生将大量的课后时间运用于的数学公式运算，依旧不能很好地理解与运用信号在现实通信中的应用。
四是从实践环节分析：学生缺乏实际动手操作经验，对课程中大量的应用性较强的内容不能实际动手设计、调试和分析，不能学以致用。
从上述四个方面的分析可以看出，传统而又单一的教学模式大大制约了学生的学习兴趣。照本宣科式的教学只能让学生停留在反复的进行公式演算而不理解其背后的物理意义的阶段，而忽略了实践环节的重要性，更大地影响了教学质量，使学生对知识点的理解仅仅停留在教科书上。
针对上述四方面的分析，探索新的教学方法，最大限度地调动学生的积极性。在强化信号与系统概念理论的基础上，围绕可理解、可视化、可实践化的和谐统一，将成为新时代“信号与系统”教学改革的核心理念。
一、调整课程体系和优化教学内容
我们很容易发现信号与系统在教学内容上存在很大的重复，它关联了高等数学的傅里叶变换、拉普拉斯变换，还有电路原理的连续信号与系统分析等内容。一个学期两本信号与系统教科书，不仅让学生望而生畏，而且让老师也倍感压力。因为一个学期的课时太少，无法将全部的内容讲授给学生，老师只得在此基础上简练又简练，从而导致学生对该课程总是一知半解，得不到很好的教学效果。所以如何调整课程体系，优化教学内容是关键而又重要的一步。
首先针对每个专业领域的培养规划，学院领导应该做到细致安排，具体到每一门课程的穿插与关联，然后进行合理的教学规划，重要的是重点突出，不冗余，尽量减轻老师和学生的负担。比如说高等数学，运用到通信类课程在后续信号与系统所要用到的傅里叶变换，这就要求交通信类专业的高等数学老师特别针对该专业精讲这一章。事实上很多数老师认为该章节对学生来说太难，一笔就带过，学生也只是知其名而不知其意，这对后续信号与系统老师的授课带来了很大的麻烦。由于《信号与系统》课程涉及的知识面广，物理概念、数学知识繁多，学时少，所以如何选材料、如何组织内容、如何突出重点、如何把握难点，优化课程内容是关键。应遵循先时域后变换域，先连续后离散，先信号后系统，先微分方程后差分方程，先理论后应用的授课原则。
二、丰富教学方法和手段
1.教学方法改革
《信号与系统》课程涉及3个变换，分别是傅里叶变换，拉普拉斯变换和Ｚ变换。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆公式、定理较多，各种变换的性质交叉混叠，学生感到内容多而且关系复杂，容易混淆。教师如果不能纵观全局，提炼课程的主线，就会在教学中感到困惑，影响教学效果。
笔者认为，《信号与系统》的教学中要突出傅里叶变换，以其为教学重点，以信号的时域基本变换和运算为主线来组织教学。在教学方法上，老师可根据不同学生的学习能力和个人目标的差异性来进行分层次教学。针对普通学生，要求掌握课堂所学的基本内容，完成基本的作业即可。对于基础较好且有志向考研的同学，不仅要完成基本作业，还要进行作业补充，自己组队进行课外项目的探讨；而对于基础差的学生，可以采用团体组队学习，让那些成绩好的同学一对一地帮助成绩差的，将基础差的同学的成绩也提到中游水平。
2.加强教师与学生的互动与沟通
在教学的过程中老师与学生的互动和交流显得尤为重要，其最终结果反映在一个班级的整体成绩上。老师首先得学会去认识班级上的每一个同学，关注其内心想法，每个学生都希望被关注，老师一个鼓励的眼神都能让学生内心温暖好几天。然后真诚地以朋友的身份去引导学生们学习，当然幽默风趣更能吸引同学们的注意力，调动学生们的学习情绪。在整个教学过程中，老师应该多和学生交流，听取他们的建议，适当地调节讲课方式，突出重点和难点。有道是没有实战经验的兵都不是好兵。课上同学们反映再良好，也不应该忽视作业的重要性，每次课后都要布置相应的经典题目并让同学们按时上交作业。一定量的作业练习对学生掌握基本技能还是很有作用的，听的再多，也不如自己动手去做；只有自己动手了，才能发现自己的弊端和不足，如此才能有进步。精选课后作业，更要重视习题讲解，及时从批改的作业中了解学生的情况，帮助学生解决疑难。
3.深入浅出，淡化数学推导，强化物理概念
由于信号与系统中数学公式繁多，且推导复杂，许多老师往往将大部分精力用在为学生演练和推导公式上，而忽略了其背后的物理意义。一整堂课下来，学生扎扎实实地像上了一堂数学课。许多公式推导固然重要，但学生如果只知其数学含义而却不能将其运用到电路中去解决实际问题，岂不是本末倒置？教学中一方面要利用数学工具引导学生很快地抓住信号与系统理论和方法的本质；另一方面，把重点放在讲透由数学抽象所反映出来的物理概念和方法上。这样，才能使学生由抽象到具体来理解课程内容的本质，掌握课程精髓。
例如，在求解系统函数的时候，需要用到高数中的求齐次方程的解，还要求其特解。数学上的解题思想在高等数学书上已经学过，只需老师稍微帮同学们回忆一下就好了。重要的是在物理大背景下，我们如何发掘运用何种数学思想，开导同学的认识意识。
4.多种教学手段并用，提高教学效果
传统的教学手段很显然已经不能满足老师和学生的需求。板书式地在黑板上写写画画，效率低下，必然会影响到教学进程，同时也不能吸引学生们的注意力。慢慢的多媒体教学已经取代了传统教学。但是多媒体教学也存在着弊端：页面停留时间不长，暴风式的知识点冲击，学生的认知水平跟不上，一时难以接受。作者认为，应该有机地将两者结合起来，不仅能解决教学进度的问题，而且能激发同学的兴趣，起到了双赢的效果。
为了充分发挥网络教学的优势,利用Windows 2003 Server+ASP+IIS作为开发平台, 采用SQLServer 2000作为后台数据库, 开发了“信号与系统”网络教学系统, 将电子教案、网络课件、例题及习题解答等内容挂在网上, 同时设有自我测验, 网上答疑等模块。
三、加强实践教学
古时候赵括纸上谈兵，后来导致军队大败，那是因为他只是熟读兵法却没有实战经验。上课学习理论知识就像是熟悉兵法，而实验则是将兵法运用到实战中来。由此可见实践教学的重要性。
我们国家一直提倡学以致用，笔者认为没有什么比实验能更好地诠释这四个字了。况且《信号与系统》是一门与实验紧密相连的理科课程，通过实验学生才能有更深的理解和认识， 对学习知识有很大的启迪作用。另外，实验还可以培养学生的动手、分析问题、解决问题的能力。在实验教学过程中，可采用软硬结合的实验模式。在软件实验方面，通过采用MATLAB软件工具，学生不仅可以随意修改参数，比较实验结果，还可自行设计系统进行模拟，加强了学生的综合设计能力。
四、结论
本人针对《信号与系统》课程的教学存在的一些问题进行了分析，提出了调整课程体系、优化教学内容、丰富教学手段、突出理论与实际相结合及加强实践教学等一系列课程改革，希望能促进《信号与系统》的教学工作的发展。
参考文献
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[4]许波 陈晓平 姬伟 毛彦欣 “信号与系统”课程教学改革思考与实践[J].电气电子教学学报，2008，（2）。
作者简介
金杰（1982－ ），男，汉族，湖南双峰人，讲师，博士。主要从信息类课程教学和模拟、射频集成电路方面的科学研究工作。近年来，已发表中英文SCI/EI期刊论文20余篇。
论文作者:金杰
论文发表刊物:《教育学文摘》2018年10月总第280期
论文发表时间:2018/9/6
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