“信号与系统”应用导向型教学探索_荣海娜.pdf
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1、第 卷第 期 年 月电气电子教学学报 收稿日期:;修回日期:基金项目:国家自然科学基金();西南交通大学教改项目();成都信息工程大学教改项目()第一作者:荣海娜(),女,博士,讲师,主要从事信号与系统、模式识别、人工智能的教学和研究工作,:“信号与系统”应用导向型教学探索荣海娜 张葛祥(西南交通大学 电气工程学院,成都)(成都信息工程大学 自动化学院,成都)摘要:“信号与系统”是电气、信息与自动化类本科专业的基础课程,该课程理论性强,易导致学生内容理解困难。针对该问题,对课程教学进行了应用导向型探索,以实际应用为导向,将课程理论与实际应用相结合,在教学的不同阶段引入不同层次的应用实例,促进学
2、生对理论知识的理解,加强学生专业知识构架,拓展学生知识维度。课堂问卷调查表明该方法可有效提升教学效果。关键词:信号与系统;教学;应用导向中图分类号:文献标识码:文章编号:()(,)(,):,:;“信号与系统”是电气工程、电子信息、通信工程、自动化等领域的本科专业基础课。在科技快速发展的今天,各行业装备越来越多的高科技设备,“信号与系统”课程在本科教学、工程应用和研究生教育等方面发挥越来越重要的作用。但在教学实践中,受限于教学大纲要求和课时限制,该课程往往偏重理论讲解,缺乏足够的应用背景介绍和工程应用前景展望。导致刚接触专业知识的本科生对课程内容理解困难,难于将理论教学与专业应用相结合,从而对课
3、程重要性认识不足,学习动力欠缺。因此,如何紧跟当前科技发展,激发学生兴趣,提高教学质量,一直是“信号与系统”教学中亟待解决的关键问题。为解决“信号与系统”教学实践中存在的这一系列问题,比较常见的措施是采用仿真软件或虚拟实验平台来辅助展示信号和系统教学,或者采用混合教学提高教学有效性。虽然这些措施都可以在一定程度上改善教学效果,但更加重要的问题是如何在提高教学质量的同时将理论教学与后续专业知识统一在一起,构建完善的专业知识体系。针对教学实践中的实际问题,以西南交通大学电气工程学院“信号与系统”教学为例,分析教学中存在的实际问题,探讨应用实例选用原则,探索应用导向型教学方式,并进行实践调研。教学实
4、践中存在的问题“信号与系统”教学涉及众多领域的本科生,这些学生专业不同,教学背景不尽相同,教学侧重点和应用实例也有所不同。有的教材偏重于通信信号,比较适合信息通信类专业;有的教材偏重于用电路,更适合电气类专业。因此,讨论“信号与系统”教学就必须先对学生专业背景和学情进行调研。在教学初期(第 教学周),对学生进行问卷调查,随机抽查 个教学班(专业分别为电气工程和电子信息),每个教学班学生 人,调查结果如图 所示。调查结果显示:超过一半的学生认为“信号与系统”理论性较强,学习困难。因此,如何解决课程抽象理论导致的学生理解困难,是提高教学质量,改善教学效果的关键。针对教学实践中存在的问题,下面分别从
5、课程与教学体系的关系和课程与应用实例的关系出发,探讨如何采用“应用导向型”教学方法,解决理论知识理解困难这一难题。图 学情调查分析 课程与专业教学体系有序融合虽然各信号与系统教材具体内容有所差异,但核心内容大致相同,主要内容包括:对信号的分析和处理,对系统的分析和处理,以及信号与系统间的相互关系三大部分。信号、系统均由实际信号和实际系统抽象而来,但其描述方式通常采用数学表达式或数学模型。若在教学过程中不加入应用实例予以引导,会导致学生对理论知识理解困难,难以建立数学表达式与实际信号、系统之间的关系,从而无法与后续课程构建完善的专业知识体系。“信号与系统”的理论内容还会导致学生对课程存在误解:(
6、)“信号与系统”与专业课关系不大,属于辅助课程;()“信号与系统”的内容在其它课程中有所涉及,如“电路分析”“高等数学”,似乎没必要学。为避免以上问题,采用“应用导向型”教学方法。在教学中通过引入不同层次的应用实例,将课程与后续专业课程、专业教学体系有序融合,在改善课程教学质量的同时,发挥课程在专业教学体系中应有的作用。课程与应用实例有机结合在教学中,有些教材虽然会采用一些应用实例对理论知识进行说明讲解,但这些应用实例是否与学生的专业背景一致,是否便于学生理解,是否与后续专业课程相关都是不确定的。甚至部分教材为节省篇幅,缺乏必要的应用示例。因此,通过引入应用实例的策略解决数学模型导致的理解困难
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