“信號與系統”課程互動交流式教學改革方法探索與研究

常瑞?徐燕?蘇海濱

摘要：“信號與系統”課程有教學方法單一、課程內容重復、理論性較強等特點。結合學校教學實際情況，提出互動交流式教學方法。該方法分為6個階段：隨機分組和自主選題、預習探究、中期答辯、匯報展示及互動交流、教師講解及學生回顧反思、成績評定。實踐證明：相對于傳統的教學方式，該方法加深了學生對相關知識點的理解，大大調動了學生學習的主動性、積極性以及團隊意識，實現了教與學的雙向互動，取得了很好的教學效果。

關鍵詞：信號與系統；互動交流；教學改革；教學效果

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）36-0152-02

“信號與系統”是電學類專業本科生的一門重要的專業基礎課程。該課程以高等數學、工程數學及電路原理等課程為基礎，這門課程的理論在該專業的很多后續課程如數字信號處理、通信原理、自動控制原理等都要用到，在教學環節中起著承上啟下的作用。但是長期以來，由于這門課程理論性比較強，用到的數學知識比較多，教學方法和手段的單一，“信號與系統”課程一直處于教難、學更難的情況之中[1-4]。同時大學教學總是強調以接受知識、死記硬背和機械訓練為特征的被動接受式教學方法，很少通過學生的自主學習與互動來獲得發展，一定程度上阻礙了大學生的創新和創造能力的發展。我校一直堅持“育人為本，學以致用”的辦學理念，確立了“厚基礎、寬專業、強素質、重實踐、有創新”的人才培養目標，原有的教學模式不再適應創新型教學的要求。同時國家近年來也推出了一些鼓勵和支持教育教學方法改革的政策和措施，且力度有加大的趨勢。本著樹立人人“愿意學習，自主學習”的學生發展觀和凸現“發掘學生潛能、發現學生價值”的教學理念，對“信號與系統”課程實施了互動交流式教學改革[5]，采用了開放性的創新型課堂教學模式。該方法改變過去被動的接受式教學模式，把自學能力和創新能力的培養作為本科教育的責任。學生作為學習主體，在自學和討論過程中能夠發揮獨立思考、自主獲取知識的主動性，鍛煉獨立學習的能力，拓展思考空間，形成多種思維方式，激發創新能力。

一、“信號與系統”課程現狀和存在的問題

（1）“信號與系統”課程，在教學內容的選擇上遇到了相當突出的問題，主要表現在和“電路原理”課程以及“自動控制原理”課程的內容有大量重復。因此，如何優化教學內容，避免重復教學，節省課時為學生講解新內容是該課程教學互動交流式改革的一個目的。

（2）教學模式中仍以傳統式教學為主。傳統式教學中，教師往往把知識作為定論傳輸給學生，學生被動接受記住了課本知識和公式定理，具有較強的解題能力，但沒有自己的思想，缺少判斷和分析，缺乏綜合應用知識的能力。如何使學生變被動接受為主動學習也是該課程教學互動交流式改革的一個重點內容。

（3）教學內容多、教學要求高，但教學學時卻不斷減少。信號與系統課程內容豐富，然而概念、原理抽象，理論性很強，對前修課程特別是對數學的要求比較高，課程中的理論結果幾乎都來自于復雜的數學推導，因此教師難教、學生難學，這與新的教學大綱中教學學時的不斷減少形成矛盾。

（4）工科學生的表達能力急需提高。如何在授課的過程中鍛煉學生表述自己觀點的能力，加強學生團隊合作精神等也是教師在教學中的義務。

二、互動交流式教學改革方法實施

1.互動交流式教學改革實施前提

“信號與系統”課程在相關課程之間內容有大量重復。在“電路原理”課程中包含了“信號與系統”課程中連續信號與系統分析的相關內容，如傅里葉級數和傅里葉變換、電路與系統的復頻域分析、系統函數等；在“自動控制原理”課程中也有一段“信號與系統”課程中的有關系統分析方面的內容，如系統穩定分析、信號流圖等。而我校的“電路”課程開在第三學期，“信號與系統”課程與“自動控制原理”同開在第四學期，這就為互動交流式教學改革打下了基礎。由于這門課程理論性比較強，用到的數學知識比較多，因此在“信號與系統”課程教學內容中需選取與學生以前學過的“電路”、“自動控制原理”內容相關的章節進行互動交流教學改革。筆者選擇了吳大正版“信號與線性系統”中的第二章連續系統時域分析，第五章復頻域分析以及第七章系統函數作為實驗章節進行了教學改革。

2.互動交流式教學改革實施步驟

可以分為以下6個階段：

（1）隨機分組和自主選題。為了提高學生的交流能力，加強團隊意識，采用隨機分組的方式。教師不提供任何備選題目，每小組根據興趣和自身對相關課程的理解程度自行選題，選題的形式多樣，例題、報告等均可。

（2）預習探究。為了檢查各小組學習的成果，提高學習探究的效率和課堂匯報展示的效果，每個小組必須在完成題目的選定后，與教師預約，提前一周進行討論選擇的具體題目以及對題目的認識，對課程設計的計劃以及每位隊員的分工，確保課堂講授的效果。

（3）中期答辯。中期答辯主要考察學生的進展情況。學生反饋遇到的問題和難點，提出自己的解決辦法。同時老師根據學生遇到的難點等問題，予以指導。

（4）匯報展示和交流互動。主要檢查學生課程設計的完成情況。學生上講臺匯報選題內容，相關理論，以及對選題的講解，最后描述課程設計的收獲和心得體會。當某小組匯報展示后，其他小組進行提問，對于大家都有困惑或疑惑的問題，由教師與學生一起共同分析、討論，尋找問題的解答，培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力。

（5）教師講解以及學生回顧反思。針對學生講解過程教師點評并再次串講本次課的框架邏輯、重點難點，回答學生的疑問困惑。同時學生一定要寫下對知識的理解、掌握和感受，記錄在書本上或專門的課堂筆記上，這也起到了溫故知新的作用。

（6）成績評定。成績共由以下幾部分組成：卷面分（占60%；出勤分（占10%）；團隊表現分（15%）（根據匯報展示情況，由教師和小組長進行打分）；個人表現分（15%）。根據小組成員完成分工任務情況、回答問題、匯報發言、總結發言、提出問題等課堂表現計分。

三、問卷調查

為了客觀了解互動交流教學法在教學實踐中的效果、存在的問題和學生的建議，針對我校2011電子科學與技術專業參加教學改革的學生進行了問卷調查。通過學生反饋的信息，來更好地改革教學手段和方式，提高教學水平。

表1是學生學習本課程前后對相關課程知識點的熟悉掌握情況?？梢钥闯?，通過交流互動式教學方法，確實讓大多數學生對“電路”“自動控制原理”等相關課程有了更深入的認識，這相當于讓學生重新進行了復習，加深了印象。

表2調查互動交流式教學改革的總體效果滿意度以及該方法是否值得推廣的看法。絕大部分學生對于該方法是滿意和認可，并認為值得推廣。這就為推廣教學改革提供了信心。

表3調查了互動交流式教學改革方法調動學習的主動性和積極性以及團隊意識情況?？梢钥闯鐾ㄟ^教學改革，提高了學生自主學習的能力，學習效率得到了很大提升；提高了學生與人溝通的能力；提高了學生的團隊協作能力。

四、總結

與未實施自學交流模式的章節相比較，實施教學改革之后的課堂顯得更有吸引力，學生的認可度和接受度更高并且學生出勤率很高。在教師與學生互動合作的教與學中，學生不再處于順從被動地位，自信心得以提升，發言積極踴躍，自主學習積極性高?；咏涣魇浇虒W方法改變了學生對傳統大學課堂教學的認識，真正實現了教與學的雙向互動和自由、民主、和諧的課堂氛圍。

雖然此次教學改革總體效果很好，但在改革中仍存在不足之處：

第一，個別同學適應性差，融入課堂教學程度不高，在學期結束時仍保持舊有的學習習慣，對新式教學方法并不十分感興趣。表現在“沒有積極主動地回答過問題”，較少參與小組成員討論，不愿分享自己的想法，缺乏自信。

第二，部分學生思維存在局限，語言組織和表達能力較弱。交流是教學的重要環節，有些學生基于內向的個性或自信心不足，往往只聽討論不發言。因此如何保證交流討論的廣泛性，鼓勵每個學生開口交流是教師需要不斷提高的技巧。

第三，存在濫竽充數的情況。如何使得每一位學生廣泛、充分、深入的參與到教學改革中來，尚有待探索更好的解決方法。

與傳統教學方法相比，交流互動式教學改革在改革課堂教學結構，優化教與學的時間分配，豐富課堂教學內容，提高學生學習主動性積極性和團隊精神的同時，也提升了教師素質教師，做到真正的教學相長。下一步工作的重點是將互動交流教學改革從“信號與系統”逐步推廣到相關課程，組成教學改革“課程群”，在更多的課程中推廣，讓更多老師、學生逐步接受教學模式改革。

參考文獻：

[1]陳后金，胡健，等.我?！靶盘柵c系統”課程的改革與建設[J].電氣電子教學學報，2004，（6）：30-32.

[2]李遠祿.“信號與系統”課程教學改革的思考與實踐[J].中國電力教育，2009，（4）：42-43.

[3]李玲.自學交流模式在《計算機應用技術基礎》教學中的應用及思考[J].新課程研究（中句刊），2011，（2）：82-83.

[4]崔琳莉，朱學勇.《信號與系統》課程設計的實踐與探索[J].實驗科學與技術，2012，10（1）：99-102.

[5]李剛.“自主-交流-互動”教學模式總結[R].華北水利水電大學，2013.

（責任編輯：劉麗娜）