導(dǎo)語：信號與系統(tǒng)分析課改探索一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

1.合理組織教學(xué)內(nèi)容

“信號與系統(tǒng)分析”課程主要討論確定性信號的時域和頻域分析、線性時不變系統(tǒng)的描述與特性，以及信號通過線性時不變系統(tǒng)的時域分析與變換域分析。從概念上，課程可區(qū)分為信號分析和系統(tǒng)分析兩部分，但二者又是密切相關(guān)的。根據(jù)連續(xù)信號分解為不同的基本信號，對應(yīng)導(dǎo)出線性系統(tǒng)的分析方法分別為：時域分析、變換域分析（即頻域分析、復(fù)頻域分析）。離散信號分解和系統(tǒng)分析也類似。本課程主要研究確定性信號和線性時不變系統(tǒng)的基本概念、基本理論和基本分析方法，其內(nèi)容主要包括連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)的時域分析、連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析、連續(xù)系統(tǒng)的復(fù)頻域分析和離散系統(tǒng)的z域分析、系統(tǒng)函數(shù)和狀態(tài)變量分析，以及這些分析方法相互間的聯(lián)系及具體應(yīng)用。采用先連續(xù)后離散的布局安排知識，先集中精力學(xué)好連續(xù)信號與系統(tǒng)分析的內(nèi)容，再通過類比理解離散信號與系統(tǒng)分析的概念，而狀態(tài)分析方法也結(jié)合兩大塊給出，從而建立完整的信號與系統(tǒng)的概念。本課程教學(xué)中，對狀態(tài)分析方法等內(nèi)容，作為知識面擴(kuò)展或后續(xù)課程的主要內(nèi)容，以學(xué)生自學(xué)為主，不作為本課程教學(xué)的重點來要求。在教學(xué)過程中，首先將教學(xué)內(nèi)容按章節(jié)和知識點模塊化，每一模塊有不同的教學(xué)目的；其次，每一模塊對知識內(nèi)容的要求和學(xué)生的能力要求都力求循序漸進(jìn)，模塊之間一環(huán)扣一環(huán)，達(dá)到承上啟下的作用。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生牢固掌握信號與系統(tǒng)的時域、變換域分析的基本原理和基本方法，理解傅里葉變換、拉普拉斯變換、Z變換的數(shù)學(xué)概念、物理概念與工程概念，掌握利用信號與系統(tǒng)的基本理論與方法分析和解決實際問題的基本技能，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下堅實的基礎(chǔ)。

2.強(qiáng)調(diào)因材施教、分層次教學(xué)，滿足不同層次學(xué)生的需求

由于學(xué)生自身的知識積累、個人興趣、從業(yè)意向不盡相同，所以在教學(xué)過程中，要特別注意分層次教學(xué)的實施。根據(jù)一個教學(xué)班級不同學(xué)生的實際情況，將其分成三個層次：基礎(chǔ)好、接受能力強(qiáng)、有考研意愿的學(xué)生；以就業(yè)為主的學(xué)生（占大部分）；基礎(chǔ)較差的學(xué)生。這樣，既注重面的共同發(fā)展與提高，又注意點的突破。第一層次除掌握基本要求外，深入學(xué)習(xí)課程內(nèi)容體系，掌握信號與系統(tǒng)解題技巧，力求通過該課程的研究生入學(xué)考試；第二層次是掌握本課程的基本要求，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)課打下基礎(chǔ)；第三層次是幫助他們設(shè)法掌握本課程的基本要求，并努力通過本課程考試。所以在課堂教學(xué)過程中，將教學(xué)內(nèi)容按照三個層次進(jìn)行組織，按照最高層次教學(xué)，但進(jìn)行嚴(yán)格的分類指導(dǎo)，明確哪些內(nèi)容應(yīng)該是哪些層次必須掌握或需要了解的，按照教學(xué)大綱規(guī)定的最低要求考核。

二、改革教學(xué)方法與教學(xué)手段

1.靈活使用多種教學(xué)方法

（1）課堂講授采用傳統(tǒng)教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合的方法，上課前教師對課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精心安排，科學(xué)制訂教學(xué)日歷，并在“信號與系統(tǒng)分析”網(wǎng)絡(luò)課程上，學(xué)生可以清楚地了解課程的總體安排和各章節(jié)主要內(nèi)容，有利于自主安排預(yù)習(xí)。采用電子教案可以節(jié)省繪圖時間，增大課堂教學(xué)的信息量，而且繪制的圖形既規(guī)范又準(zhǔn)確，提高了教學(xué)效果。教學(xué)過程中采用回憶式提問、理解式提問、應(yīng)用式提問等方法，利用網(wǎng)絡(luò)等媒介，積極引導(dǎo)學(xué)生主動思考，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。在習(xí)題課上，讓部分學(xué)生到黑板上解題，大部分學(xué)生在下面思考解題，然后引導(dǎo)學(xué)生開展討論，收到了很好的效果。（2）堅持多方位，多渠道的師生交流，解決同學(xué)在學(xué)習(xí)中的疑問。依托學(xué)校的教學(xué)資源建成了“信號與系統(tǒng)分析”網(wǎng)絡(luò)課程，把先進(jìn)的信息技術(shù)手段應(yīng)用到教學(xué)中。通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的使用，實現(xiàn)網(wǎng)上作業(yè)、網(wǎng)上答疑，學(xué)生不受時空限制很容易地與教師就課程學(xué)習(xí)中的問題進(jìn)行遠(yuǎn)距離的交流。任課教師加強(qiáng)課間或課外與學(xué)生的交流，輔以網(wǎng)上答疑，不僅能夠解決同學(xué)在學(xué)習(xí)中的疑問，通過個別交流還能了解學(xué)生對教學(xué)的個別需求，從而改進(jìn)教學(xué)方法。（3）理論聯(lián)系實際。將科研成果引入“信號與系統(tǒng)分析”課程教學(xué)，創(chuàng)設(shè)與現(xiàn)實相近的教學(xué)情境。在講授有關(guān)設(shè)計方面內(nèi)容時，要把幾種設(shè)計方案加以比較，注重工程上的可行性與性價比。注意理論與工程實際相結(jié)合，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。將任課教師的最新科學(xué)研究成果加以總結(jié)、提煉、制作成多媒體課件，以動畫、圖片、錄像的形式充實到相應(yīng)的課程章節(jié)中，極大地豐富了教學(xué)內(nèi)容，使得課堂中看似復(fù)雜的理論知識與現(xiàn)實生活中的實例結(jié)合起來，以便于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同時使學(xué)生能夠及時獲取最新的科研成果，拓寬本科生的知識面，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維打下良好的基礎(chǔ)。通過實際工程背景和問題情境吸引并維持學(xué)生的興趣，使他們積極尋找解決問題的方法，為他們將來進(jìn)入社會更快地適應(yīng)工作環(huán)境打下良好的基礎(chǔ)。通過布置課外大作業(yè)等形式，用于加強(qiáng)學(xué)生的課外實踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練，極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。（4）實際能力的培養(yǎng)。注重平時表現(xiàn)，注重作業(yè)，注重教師的課堂提問，避免一張考試卷就決定成績的傳統(tǒng)考核方法。

2.現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用與教學(xué)改革

（1）強(qiáng)化電子教案的應(yīng)用效果。經(jīng)過多年的教學(xué)總結(jié)，課程組老師意識到采用電子教案的教學(xué)也有其兩面性，有積極的一面，也有其消極的一面。課程組認(rèn)真研究總結(jié)，有針對性地、對有利于提高教學(xué)效果的章節(jié)統(tǒng)一設(shè)計和制作了部分電子教案，不千篇一律地使用電子教案，而是只對一些教學(xué)效果好的章節(jié)使用電子教案。對教學(xué)效果不明顯的章節(jié)禁止使用電子教案，仍采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段，做到有的放矢。（2）通過“信號與系統(tǒng)分析”網(wǎng)絡(luò)課程，把先進(jìn)的信息技術(shù)手段應(yīng)用到教學(xué)中，所建的網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)平臺已投入使用。通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的使用，實現(xiàn)網(wǎng)上作業(yè)、網(wǎng)上答疑，學(xué)生很容易地與教師對課程學(xué)習(xí)中的問題，不受時空限制，進(jìn)行遠(yuǎn)距離的交流。（3）本課程結(jié)束后，鼓勵學(xué)生積極參加各種學(xué)科競賽、創(chuàng)新活動及實驗室二次開發(fā)活動，給學(xué)生以更多的實踐鍛煉機(jī)會。

三、建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程

依托學(xué)校網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)平臺，建設(shè)“信號與系統(tǒng)分析”網(wǎng)絡(luò)課程并順利投入使用?！靶盘柵c系統(tǒng)分析”網(wǎng)絡(luò)課程由課程通知、課程簡介、教學(xué)隊伍情況、教學(xué)大綱、教學(xué)進(jìn)度表、多媒體課件、實驗實踐教學(xué)、授課教案、課外參考、網(wǎng)絡(luò)資源、作業(yè)及解答、參考樣卷、工具、交流、討論板、新聞共16個功能模塊組成；通過網(wǎng)絡(luò)課程，課程簡介、教學(xué)大綱、教學(xué)進(jìn)度表、教學(xué)內(nèi)容和各章節(jié)的電子講稿、PPT講稿得以在網(wǎng)上呈現(xiàn)；課程網(wǎng)絡(luò)資源反映了學(xué)科發(fā)展的最新動態(tài)，對國內(nèi)外同行的著作等中西交融的資源進(jìn)行整合，使用圖片、動畫等多媒體教學(xué)素材，提供大量的研究論文、教學(xué)參考資料、相關(guān)網(wǎng)址等；在線討論、交流為學(xué)生在網(wǎng)上和老師溝通、答疑提供了一個良好的平臺；實驗?zāi)K中有大量采用MATLAB編制的相關(guān)程序；習(xí)題集涵蓋該課程各章節(jié)內(nèi)容的習(xí)題資料，具有提供實際例子、學(xué)習(xí)交流等功能?！靶盘柵c系統(tǒng)分析”網(wǎng)絡(luò)課程資源從收集，到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，都力求規(guī)范、完整。網(wǎng)絡(luò)課程的結(jié)構(gòu)充分體現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的要求，內(nèi)容安排人性化，給學(xué)生最大的自主權(quán)。教學(xué)內(nèi)容的數(shù)字化處理，把教學(xué)內(nèi)容與多種媒體形式整合、教學(xué)活動與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)整合，為學(xué)生提供了一個自主學(xué)習(xí)的平臺。網(wǎng)絡(luò)課程能夠正常開展網(wǎng)上學(xué)習(xí)、討論、作業(yè)、輔導(dǎo)、答疑、實驗、測試等各個教學(xué)環(huán)節(jié)。通過“信號與系統(tǒng)分析”網(wǎng)絡(luò)課程的運行，為學(xué)生提供了一個自主學(xué)習(xí)的平臺。學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)課程進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，同老師進(jìn)行交互。從課堂教學(xué)老師明顯感覺學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動性比以前更高，學(xué)生能真正開始做到課前預(yù)習(xí)、課堂認(rèn)真聽講、課后利用網(wǎng)絡(luò)課程進(jìn)行復(fù)習(xí)；完成的作業(yè)出錯率也有所減小。老師和學(xué)生之間的交流更多了，這樣對教與學(xué)也起了十分積極的作用?！靶盘柵c系統(tǒng)分析”網(wǎng)絡(luò)課程的目的之一就是能夠帶動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與主動性，想辦法吸引大家多到這個自主學(xué)習(xí)的平臺來。

四、加強(qiáng)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

“信號與系統(tǒng)分析”課程是一門理論性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，必須深化課程教學(xué)模式的改革，讓學(xué)生深刻理解信號傅里葉變換、拉普拉斯變換、Z變換的數(shù)學(xué)概念、物理概念及工程概念，建立信號表達(dá)及系統(tǒng)函數(shù)的概念。本課程同時也是一門實踐性較強(qiáng)的技術(shù)技能課，在注意學(xué)科本身系統(tǒng)性的同時，特別強(qiáng)調(diào)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，圍繞著一切以提高學(xué)生的實際動手和創(chuàng)新能力為出發(fā)點，在實驗項目的設(shè)置上，安排了基礎(chǔ)性、設(shè)計性和綜合性的實驗項目。具體做法為：第一，針對知識點設(shè)置基礎(chǔ)實驗或驗證性實驗，其目的是使學(xué)生掌握本課程的基本實驗規(guī)范、實驗過程，掌握實驗的基本要領(lǐng)和方法。第二，融合若干知識點設(shè)置綜合實驗及由學(xué)生自行設(shè)計實驗方案并加以實現(xiàn)的設(shè)計性實驗，其目的是重點培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力及發(fā)揮學(xué)生的個性。在這一實驗環(huán)節(jié)中，教師所起的作用是如何激發(fā)學(xué)生對所從事實驗的興趣和好奇心，以便調(diào)動學(xué)生的積極性、主動性和豐富想象力。第三，在“信號與系統(tǒng)分析”課程理論教學(xué)環(huán)節(jié)中，任課教師會在每一章節(jié)安排相關(guān)的課外大作業(yè)，要求學(xué)生借助與先進(jìn)測控技術(shù)聯(lián)合實訓(xùn)中心等實驗室的軟硬件資源，以MATLAB、LABVIEW等軟件開發(fā)平臺為基礎(chǔ)，自主獨立進(jìn)行開發(fā)與設(shè)計，完成相關(guān)的課外大作業(yè)，以達(dá)到相應(yīng)的實驗實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的要求。圖2所示“信號與系統(tǒng)分析”虛擬實驗與仿真平臺為歷屆學(xué)生通過課外大作業(yè)設(shè)計作品的提煉。該平臺運用LabVIEW編制應(yīng)用程序，實現(xiàn)了基于虛擬儀器技術(shù)的“信號與系統(tǒng)分析”實驗功能。實驗功能模塊用于實現(xiàn)課程要求的實驗內(nèi)容，主要包括典型信號的波形分析、周期信號的分解與合成、數(shù)字濾波器特性測試、抽樣定理驗證、典型信號的頻譜分析、卷積運算、復(fù)頻域分析、信號的調(diào)制與解調(diào)、信號頻域分析與卷積運算等，為“信號與系統(tǒng)分析”課程的實驗實踐教學(xué)提供了豐富的素材。通過筆者多年的教學(xué)實踐表明，經(jīng)過基礎(chǔ)性、設(shè)計性和綜合性的實驗教學(xué)培養(yǎng)，輔以課外大作業(yè)等實踐環(huán)節(jié)，能使學(xué)生基本掌握信號與系統(tǒng)分析的要領(lǐng)和技能。

五、實踐成效

通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法與教學(xué)手段、建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程、加強(qiáng)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)等多項措施對“信號與系統(tǒng)分析”課程教學(xué)改革進(jìn)行探索與實踐，取得了較大的成效。具體表現(xiàn)為：第一，該課程根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和崗位的需求選取教學(xué)內(nèi)容，并突出學(xué)生實際能力的培養(yǎng)，課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計合理。第二，該課程在教學(xué)方法上采用多樣的教學(xué)法，注重學(xué)生的實際操作能力的培養(yǎng)。第三，該課程從教學(xué)大綱的設(shè)計、教材的選用、教師的講授、課后的輔導(dǎo)與作業(yè)、考試改革等各環(huán)節(jié)均科學(xué)規(guī)范，符合課程特點和學(xué)生實際，教學(xué)效果好。第四，該課程師資隊伍建設(shè)有了明顯改進(jìn)；任課教師能應(yīng)用先進(jìn)教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué)；任課教師積極參加科研項目，注重理論聯(lián)系實際，將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，以科研促進(jìn)教學(xué)；能以多種方法特別是網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)平臺與學(xué)生進(jìn)行溝通，形成教與學(xué)的良好互動。第五，該課程在歷年學(xué)生評教中，學(xué)生都充分肯定了老師的教學(xué)水平，教學(xué)評估成績都為優(yōu)秀。學(xué)生普遍反映課程教學(xué)方法靈活、教學(xué)手段先進(jìn)，教學(xué)內(nèi)容能反映技術(shù)發(fā)展最新成果，學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣較濃厚。

作者：謝啟陳飛朱培逸工作單位：常熟理工學(xué)院電氣與自動化工程學(xué)院