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一、優化教學內容

1.合理組織教學內容

“信號與系統分析”課程主要討論確定性信號的時域和頻域分析、線性時不變系統的描述與特性，以及信號通過線性時不變系統的時域分析與變換域分析。從概念上，課程可區分為信號分析和系統分析兩部分，但二者又是密切相關的。根據連續信號分解為不同的基本信號，對應導出線性系統的分析方法分別為：時域分析、變換域分析（即頻域分析、復頻域分析）。離散信號分解和系統分析也類似。本課程主要研究確定性信號和線性時不變系統的基本概念、基本理論和基本分析方法，其內容主要包括連續系統與離散系統的時域分析、連續系統的頻域分析、連續系統的復頻域分析和離散系統的z域分析、系統函數和狀態變量分析，以及這些分析方法相互間的聯系及具體應用。采用先連續后離散的布局安排知識，先集中精力學好連續信號與系統分析的內容，再通過類比理解離散信號與系統分析的概念，而狀態分析方法也結合兩大塊給出，從而建立完整的信號與系統的概念。本課程教學中，對狀態分析方法等內容，作為知識面擴展或后續課程的主要內容，以學生自學為主，不作為本課程教學的重點來要求。在教學過程中，首先將教學內容按章節和知識點模塊化，每一模塊有不同的教學目的；其次，每一模塊對知識內容的要求和學生的能力要求都力求循序漸進，模塊之間一環扣一環，達到承上啟下的作用。通過本課程的學習，使學生牢固掌握信號與系統的時域、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變換的數學概念、物理概念與工程概念，掌握利用信號與系統的基本理論與方法分析和解決實際問題的基本技能，為進一步學習后續課程打下堅實的基礎。

2.強調因材施教、分層次教學，滿足不同層次學生的需求

由于學生自身的知識積累、個人興趣、從業意向不盡相同，所以在教學過程中，要特別注意分層次教學的實施。根據一個教學班級不同學生的實際情況，將其分成三個層次：基礎好、接受能力強、有考研意愿的學生；以就業為主的學生（占大部分）；基礎較差的學生。這樣，既注重面的共同發展與提高，又注意點的突破。第一層次除掌握基本要求外，深入學習課程內容體系，掌握信號與系統解題技巧，力求通過該課程的研究生入學考試；第二層次是掌握本課程的基本要求，為進一步學習專業課打下基礎；第三層次是幫助他們設法掌握本課程的基本要求，并努力通過本課程考試。所以在課堂教學過程中，將教學內容按照三個層次進行組織，按照最高層次教學，但進行嚴格的分類指導，明確哪些內容應該是哪些層次必須掌握或需要了解的，按照教學大綱規定的最低要求考核。

二、改革教學方法與教學手段

1.靈活使用多種教學方法

（1）課堂講授采用傳統教學與多媒體教學相結合的方法，上課前教師對課程教學內容進行精心安排，科學制訂教學日歷，并在“信號與系統分析”網絡課程上，學生可以清楚地了解課程的總體安排和各章節主要內容，有利于自主安排預習。采用電子教案可以節省繪圖時間，增大課堂教學的信息量，而且繪制的圖形既規范又準確，提高了教學效果。教學過程中采用回憶式提問、理解式提問、應用式提問等方法，利用網絡等媒介，積極引導學生主動思考，培養學生良好的學習習慣。在習題課上，讓部分學生到黑板上解題，大部分學生在下面思考解題，然后引導學生開展討論，收到了很好的效果。（2）堅持多方位，多渠道的師生交流，解決同學在學習中的疑問。依托學校的教學資源建成了“信號與系統分析”網絡課程，把先進的信息技術手段應用到教學中。通過網絡教學平臺的使用，實現網上作業、網上答疑，學生不受時空限制很容易地與教師就課程學習中的問題進行遠距離的交流。任課教師加強課間或課外與學生的交流，輔以網上答疑，不僅能夠解決同學在學習中的疑問，通過個別交流還能了解學生對教學的個別需求，從而改進教學方法。（3）理論聯系實際。將科研成果引入“信號與系統分析”課程教學，創設與現實相近的教學情境。在講授有關設計方面內容時，要把幾種設計方案加以比較，注重工程上的可行性與性價比。注意理論與工程實際相結合，提高學生的學習興趣。將任課教師的最新科學研究成果加以總結、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的課程章節中，極大地豐富了教學內容，使得課堂中看似復雜的理論知識與現實生活中的實例結合起來，以便于提高學生學習的興趣，同時使學生能夠及時獲取最新的科研成果，拓寬本科生的知識面，為培養學生的創新思維打下良好的基礎。通過實際工程背景和問題情境吸引并維持學生的興趣，使他們積極尋找解決問題的方法，為他們將來進入社會更快地適應工作環境打下良好的基礎。通過布置課外大作業等形式，用于加強學生的課外實踐環節訓練，極大地提高了學生學習的積極性和主動性。（4）實際能力的培養。注重平時表現，注重作業，注重教師的課堂提問，避免一張考試卷就決定成績的傳統考核方法。

2.現代教育技術應用與教學改革

（1）強化電子教案的應用效果。經過多年的教學總結，課程組老師意識到采用電子教案的教學也有其兩面性，有積極的一面，也有其消極的一面。課程組認真研究總結，有針對性地、對有利于提高教學效果的章節統一設計和制作了部分電子教案，不千篇一律地使用電子教案，而是只對一些教學效果好的章節使用電子教案。對教學效果不明顯的章節禁止使用電子教案，仍采用傳統的教學方法和手段，做到有的放矢。（2）通過“信號與系統分析”網絡課程，把先進的信息技術手段應用到教學中，所建的網絡課程教學平臺已投入使用。通過網絡教學平臺的使用，實現網上作業、網上答疑，學生很容易地與教師對課程學習中的問題，不受時空限制，進行遠距離的交流。（3）本課程結束后，鼓勵學生積極參加各種學科競賽、創新活動及實驗室二次開發活動，給學生以更多的實踐鍛煉機會。

三、建設網絡課程

依托學校網絡課程教學平臺，建設“信號與系統分析”網絡課程并順利投入使用。“信號與系統分析”網絡課程由課程通知、課程簡介、教學隊伍情況、教學大綱、教學進度表、多媒體課件、實驗實踐教學、授課教案、課外參考、網絡資源、作業及解答、參考樣卷、工具、交流、討論板、新聞共16個功能模塊組成；通過網絡課程，課程簡介、教學大綱、教學進度表、教學內容和各章節的電子講稿、PPT講稿得以在網上呈現；課程網絡資源反映了學科發展的最新動態，對國內外同行的著作等中西交融的資源進行整合，使用圖片、動畫等多媒體教學素材，提供大量的研究論文、教學參考資料、相關網址等；在線討論、交流為學生在網上和老師溝通、答疑提供了一個良好的平臺；實驗模塊中有大量采用MATLAB編制的相關程序；習題集涵蓋該課程各章節內容的習題資料，具有提供實際例子、學習交流等功能。“信號與系統分析”網絡課程資源從收集，到網絡技術的應用，都力求規范、完整。網絡課程的結構充分體現學生自主學習的要求，內容安排人性化，給學生最大的自主權。教學內容的數字化處理，把教學內容與多種媒體形式整合、教學活動與網絡技術整合，為學生提供了一個自主學習的平臺。網絡課程能夠正常開展網上學習、討論、作業、輔導、答疑、實驗、測試等各個教學環節。通過“信號與系統分析”網絡課程的運行，為學生提供了一個自主學習的平臺。學生通過網絡課程進行自主學習，同老師進行交互。從課堂教學老師明顯感覺學生的學習積極性與主動性比以前更高，學生能真正開始做到課前預習、課堂認真聽講、課后利用網絡課程進行復習；完成的作業出錯率也有所減小。老師和學生之間的交流更多了，這樣對教與學也起了十分積極的作用。“信號與系統分析”網絡課程的目的之一就是能夠帶動學生的學習積極性與主動性，想辦法吸引大家多到這個自主學習的平臺來。

四、加強實踐教學環節

“信號與系統分析”課程是一門理論性很強的專業基礎課程，必須深化課程教學模式的改革，讓學生深刻理解信號傅里葉變換、拉普拉斯變換、Z變換的數學概念、物理概念及工程概念，建立信號表達及系統函數的概念。本課程同時也是一門實踐性較強的技術技能課，在注意學科本身系統性的同時，特別強調實踐教學環節，圍繞著一切以提高學生的實際動手和創新能力為出發點，在實驗項目的設置上，安排了基礎性、設計性和綜合性的實驗項目。具體做法為：第一，針對知識點設置基礎實驗或驗證性實驗，其目的是使學生掌握本課程的基本實驗規范、實驗過程，掌握實驗的基本要領和方法。第二，融合若干知識點設置綜合實驗及由學生自行設計實驗方案并加以實現的設計性實驗，其目的是重點培養學生綜合運用知識的能力及發揮學生的個性。在這一實驗環節中，教師所起的作用是如何激發學生對所從事實驗的興趣和好奇心，以便調動學生的積極性、主動性和豐富想象力。第三，在“信號與系統分析”課程理論教學環節中，任課教師會在每一章節安排相關的課外大作業，要求學生借助與先進測控技術聯合實訓中心等實驗室的軟硬件資源，以MATLAB、LABVIEW等軟件開發平臺為基礎，自主獨立進行開發與設計，完成相關的課外大作業，以達到相應的實驗實踐性教學環節的要求。圖2所示“信號與系統分析”虛擬實驗與仿真平臺為歷屆學生通過課外大作業設計作品的提煉。該平臺運用LabVIEW編制應用程序，實現了基于虛擬儀器技術的“信號與系統分析”實驗功能。實驗功能模塊用于實現課程要求的實驗內容，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、復頻域分析、信號的調制與解調、信號頻域分析與卷積運算等，為“信號與系統分析”課程的實驗實踐教學提供了豐富的素材。通過筆者多年的教學實踐表明，經過基礎性、設計性和綜合性的實驗教學培養，輔以課外大作業等實踐環節，能使學生基本掌握信號與系統分析的要領和技能。

五、實踐成效

通過優化教學內容、改革教學方法與教學手段、建設網絡課程、加強實踐教學環節等多項措施對“信號與系統分析”課程教學改革進行探索與實踐，取得了較大的成效。具體表現為：第一，該課程根據專業培養目標和崗位的需求選取教學內容，并突出學生實際能力的培養，課程教學內容設計合理。第二，該課程在教學方法上采用多樣的教學法，注重學生的實際操作能力的培養。第三，該課程從教學大綱的設計、教材的選用、教師的講授、課后的輔導與作業、考試改革等各環節均科學規范，符合課程特點和學生實際，教學效果好。第四，該課程師資隊伍建設有了明顯改進；任課教師能應用先進教學手段進行教學；任課教師積極參加科研項目，注重理論聯系實際，將科研成果轉化為教學資源，以科研促進教學；能以多種方法特別是網絡課程教學平臺與學生進行溝通，形成教與學的良好互動。第五，該課程在歷年學生評教中，學生都充分肯定了老師的教學水平，教學評估成績都為優秀。學生普遍反映課程教學方法靈活、教學手段先進，教學內容能反映技術發展最新成果，學生自主學習興趣較濃厚。

作者：謝啟陳飛朱培逸工作單位：常熟理工學院電氣與自動化工程學院