“信号与系统”及相关课程一体化改革

李昌利

(广东海洋大学信息学院,广东湛江 524088)

“信号与系统”作为电气、电子信息类专业的核心基础课程,它是信息与通信工程和控制科学与工程两个一级学科、电路与系统二级学科硕士研究生入学考试必考的基础课程。本文讨论“信号与系统”及相关课程——“电路分析”、“数字信号处理”、“高频电子线路”、“自动控制原理”和“通信原理”等的一体化教学改革。

1 回归特定课程的教学规律

当前各高校针对单门课程的教改项目和精品课程建设项目非常多,本文充分考虑“信号与系统”课程的历史渊源和教学现状,讨论一体化的教学改革。

1983年美国麻省理工学院的奥本海姆编著的《信号与系统》是经典的优秀教材[1],1979年南京工学院(东南大学前身)的《电路信号与系统》[2]和1982年清华大学的《信号与系统》[3]是国内教材的杰出代表。那时的“信号与系统”和“电路分析”很多的内容融合在一起。而如今的“信号与系统”和“电路分析”已分为两门相对独立的课程。我们可以改变传统的开课次序,把“信号与系统”安排在“电路分析”之前,因为“信号与系统”中的拉氏变换可为“电路分析”中的复频域模型奠定理论基础。这样处理的一个显著效果是:培养计划中“信号与系统”和“电路分析”各自的教学重点突出,彼此有效衔接且基本上没有重复。

“信号与系统”的课程内容和历史渊源决定了本课程及相关课程的教学改革不能孤立地进行。而必须进行一体化的教学改革,并且一体化改革的首要任务是对“信号与系统”进行教学改革。具体来说,要对“信号与系统”和“电路分析”、对“信号与系统”和“数字信号处理”、对“信号与系统”和“自动控制原理”、对“信号与系统”和“通信原理”及“高频电子线路”分别进行同步的一体化教学改革。

我校信息学院在全校较早开展课程组建设,我院在如何合理划分课程组,有效整合教学资源和师资力量有待进一步探索。本项目通过整合“信号与系统”及其相关课程,并进行一体化教学改革,选题合乎教学规律,层面适中,易于组织实施,因而是一个有益的尝试,对课程组建设是一个极大的促进,具有很好的借鉴意义。近年来第一作者撰写了许多的学术论文,不断提升教学水平。通过“传-帮-带”,在本项目完成后能带动10余位青年教师进行深层次的教学改革,大大提升青年教师的教学水平,必将发挥很好的示范效应[4]。

2 专业培养计划的修订

我院电子工程专业和通信工程专业在“信号与系统”开课之前开设了“Matlab语言”课程。考虑到电气和电子信息类专业课程设置的不同,应该采用不同的方案。

(1)通信工程类专业,开设课程为:“信号与系统”、“电路分析”、“数字信号处理”、“高频电子线路”及“通信原理”。

(2)电子信息工程专业,开设课程为:“信号与系统”、“电路分析”、“数字信号处理”及“高频电子线路”。

(3)电气自动化专业,开设课程为:“信号与系统”、“电路分析”、“数字信号处理”及“自动控制原理”。

我们应在充分了解“信号与系统”及相关课程的教学内容、要求和重点的前提下,修订相关课程的教学大纲和相关专业的培养计划,合理安排学时。这不仅有利于学时的有效使用,又有利于各门课程教学内容的无缝衔接和减少重复。

3 一体化改革的实施方案

(1)对“信号与系统”的教学改革是一体化改革的首要任务。对该课程中理论性和应用性的内容组织成专题,每个专题用2学时讲解,同时安排综合性和设计性实验。

(2)整合“信号与系统”及相关课程的教学内容,合理安排教学课时数。

(3)“通信原理”课程需要“高频电子线路”课程的一些基础知识,两门课程的教学内容也要衔接好。

(4)由于我校部分专业没有开设“Matlab语言”课程,所以建议在“信号与系统”前补开这门课程;“积分变换”课程的内容在“信号与系统”中都有涉及,建议取消该课程。

(5)从创新型和应用型人才的需要出发,安排综合性和设计性实验。

(6)实施方案分为三个步骤:①项目主持人召集各门课程的负责人把各门课程的教学要求和教学重点确定下来,合理分配课时,修订教学计划,修订专业培养计划;②课程负责人召集学院该课程的全体任课教师讨论课程的教学改革方案并组织实施,继续建设好已获批的三门精品课程;把“信号与系统”建成校级精品课程,编写出版省部级“十二五”规划教材;③项目主持人根据各课程负责人反馈意见,调整实施方案。

4 结语

2006年秋季开始,我们针对本项目涉及到的三门课程——“信号与系统”、“数字信号处理”和“通信原理”进行了教学改革实践,逐步形成了一体化改革的思路。“信号与系统”及相关课程的一体化改革在我院已经实施,并已取得了显著成效和阶段性成果。项目受益的学生为我校信息学院一半的教学系,还惠及我校理学院电子科学与技术、信息与计算科学两个专业的学生,每年的总人数达1200人以上。本项目的整体思路对全国地方院校的电气、电子信息类专业都会有借鉴意义。

[1] 奥本海姆等箸,刘树棠译.信号与系统(第二版)[M].西安:西安交通大学出版社,1998

[2] 管致中,夏恭恪.信号与线性系统(第三版)[M].北京:高等教育出版社,1992

[3] 郑君里,应启珩,杨为理.信号与系统(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2000

[4] 李昌利.有限长序列卷积和求解法[J].南京:电气电子教学学报,2008,30(1):63-65