基于OBE理念的《信號與系統》教學課程的研究與改革

何美霖　王海泉　沈雷　胡志蕊

摘要：《信號與系統》課程是高等學校通信工程、信息工程、信息對抗技術、物聯網工程等專業的一門核心專業基礎課程，它對理工科大學生的自學能力，分析、解決問題能力的提高，科學思維、實踐技能和綜合素質的培養有著深遠的影響。在本科教學環節中起著承上啟下的作用，占有非常重要的地位，是學習現代信息理論、掌握現代信息技術、促進國家信息化建設的理論基礎。在授課過程中，需要重點分析《信號與系統》的教材內容，并且把學生的學習方向從之前的電子電路領域中引導至現階段的信號處理領域中來。

關鍵詞：OBE理念;《信號與系統》;課程研究;改革措施

基于成果的教育OBE（Outcome Based Education）是一種新型的先進教育理念，它把教育系統中的一切都集中圍繞著學生在畢業時應取得的成果去組織、實施和評價[1]。所謂成果，指學生在教育過程中的最終學習成果，不僅是學生獲得的書本知識，還包括學生能力的培養：多角度、多維度解決開放性問題的能力;獲得創造性、創新性思維的能力;分析綜合信息的能力;以及不斷學習和適應發展的能力等。因此，用成果導向教育理念引導工程教育改革，具有現實意義。

本文將針對OEB新型教育理念，對《信號與系統》課程進行深入的分析與研究，從而有效提升課堂教學的效率與質量，并且從根本上提升學生對于《信號與系統》課程相關知識的理解與掌握能力。另外，還借助專業課程的教學開展來體現承上啟下的教學理念，在《信號與系統》課程中順利開展理論教學內容與相應的實踐教學活動。

一、“理論+實踐”的雙效合一

在開展《信號與系統》課程教學的過程中，需要對學生重點分析信號與系統的相關內容。并且要在此基礎上與學生一起探討其概念和實踐方法。在討論的過程中，要在“理論結合實踐”的基礎上讓學生對相關課程內容有一個全面的理解與掌握，并且在這雙效合一的教學狀態下提高學生運用公式的能力和水平。隨后，再對學生進行深入的引導，確保在后期開展實踐活動教學的時候能夠更加順利與通暢。

例如：在對學生進行理論與實踐相結合的教學過程中，可以讓學生先深入了解什么是信號，什么是系統。然后，對學生進行概念與性質的分析與解讀。通過該方法，讓學生在學習的過程中全面的了解到課程的重點與難點內容，并且讓學生將抽象性的概念簡單化，將復雜性的內容條理化。在此基礎上，再對學生開展實踐活動的教學，如對相關知識的實驗驗證、對課堂問題的實際解決、對理論學習內容的實踐方式體現等。這樣，可以讓學生在不斷學習的過程中高效的掌握課堂知識，同時還能熟練的應用理論與實踐相結合的方法對學習過程中產生的問題進行有效地解決。

二、“軟件+硬件”的綜合應用

為了提高課堂教學的效率與質量，可以通過軟件與硬件相結合的方式對學生進行相應的引導與培養。通過該方法不僅可以提高學生的專業知識學習能力，還能讓學生在不斷學習的過程中了解到該課程技術層面上的原理與運作方法。在此，還可以通過實驗的方式對其進行相應的教學。

例如：在開展軟件應用教學的時候，可以利用實驗的方法讓學生對EDA軟件做出一個模擬仿真的計算分析。以此作為體現實驗理論與實驗原理的方法讓學生對其做出深入的了解與探索，從而全面加深學生對于《信號與系統》課程的理解能力和概念分析能力。又如，在對學生進行硬件應用教學的時候，也可以通過實驗的方式對其進行課堂教學方法的創設。在此，先讓學生分析硬件應用過程中所體現出來的各種模塊以及各個模塊中不同的功能和作用，然后再讓學生認證觀察在實際應用過程中，基于系統體現出的參數和波形有什么變化。同時，還需要將之建立在理論指導的基礎上讓學生對硬件應用的時間方法進行全面的對比與分析。通過分析，學生可得出不同單元模塊中的不同應用方式。

三、多課程融合教學

若要全面提高學生的學習能力，務必要對學生進行實驗教學的設計與開發，培養學生的實驗理念與實驗水平。這樣，學生在不斷學習的過程中才能將不同的知識點融合起來進行分析與思考，學習能力和學習水平才能更進一步。

例如：當前很多教師在開展教學的時候，都會利用學生已學的matlab編程對其進行課程的擴容教學，或者利用電子測量與電子電路的實驗方法讓學生對《信號與系統》的相關內容進行深化認識與了解?；诖?，學生可以在學習“多課程”的過程中對“專業課程”做出一個系統性的判斷。例如，在學習電子測量與電力電路實驗內容的時候，可以讓學生掌握到儀器儀表以及各種電子元件在實驗中的應用方法和應用范圍，而且還能促進學生對模擬電路實驗做出一個更加順利的操作和應用。

四、實驗教學效果分析

在分析實驗教學效果的時候，普遍采用的方法是通過座談的形式對學生的現實學習狀況做出相應的評價與判斷。例如，在此次教學過程中，可以從理論結合實踐以及軟件結合硬件的教學模式中開發出高效培養學生《信號與系統》課程的教學措施。通過與學生的交流和探討，不難發現，在長期學習的過程中，應用該教學方法，不但實現了學生個人對于專業知識的深度理解與認識，而且還有效提高了學生的學習能力，拓展了學生的學習與探索空間，幫助學生更好地實現了理論知識的抽象化分析與形象化建立理念，帶動學生動手動腦和綜合應用的水平發展與提升。

綜上所述，隨著新課改的發展和推進，當前我國的教育教學體系也迎來了全新的變化。特別是在高等教育院校中，教師對于學生的理論學習能力以及實踐應用能力看得更加重視，而且采取了多種方法對學生進行相應的培養與提升。旨在通過科學的教育理念以及正確的教學方法讓學生對所學知識形成一個深入的理解與掌握。在這一教育教學過程中，OBE教學理念作為一種先進的、且有著高度使用價值的教學方式逐漸進入了教師的視野，得到了廣大高校教師與學生的青睞。

參考文獻

[1]顧佩華，胡文龍，林鵬.基于“學習產出”（OBE）的工程教育模式——汕頭大學的實踐與探索[J].高等工程教育研究，2014（1）：27-37.

[2]周細鳳，曾榮周，曾敏，胡慧.基于LabVIEW的信號與系統課程的虛擬教學平臺[J].湖南工程學院學報（自然科學版），2019，29（03）：26-29+90.

[3]李娜，孟田宇，王妍，趙勝男.應用型本科的《信號與系統》課程改革探索[J].衛星電視與寬帶多媒體，2019（14）：64+66.

作者簡介：何美霖，女，博士，講師，主要研究方向：信息論編碼;

王海泉，男，博士，教授，主要研究方向：大規模天線通信;

沈雷，男，博士，教授，主要研究方向：生物識別圖像處理;

胡志蕊，女，博士，講師，主要研究方向：無線通信。