结合“信号与系统”课程进行心理素质教育

张法全，王国富，丁 勇

(桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林541004)

“信号与系统”课程是电气信息类专业本科生的一门重要的专业基础课［1-3］。我们在讲授知识的同时，针对相应的知识点，对学生进行了适当的心理素质教育。这一方面可以活跃课堂气氛，提高学生的学习兴趣。另一方面寓教于乐，把枯燥的素质教育融入到学生的日常学习中。他们不仅学习了专业知识，也接受了心理素质教育，提高了综合素质。

1 理想和现实的关系

现在很多学生认为理想是遥不可及的东西，在现实的严酷竞争条件下，谈理想是可笑的事情，从而没有明确的目标和理想，在整个大学生活中未能充分发挥自己的主观能动性。针对这种情况，我们可以结合“信号与系统”课程中关于理想滤波器的内容加以引导。现以理想低通滤波器为例说明［4］。理想低通滤波器的幅度谱如图1所示，其对应的冲激响应如图2所示。

图1 低通滤波器的幅度谱

图2 对应的冲激响应

由图可以看出，h(t)在t＜0时有非零值，违背因果关系，所以理想低通滤波器在物理上是无法实现的。但它对于实际系统具有指导意义，可以用于指导滤波器的设计。我们知道理想滤波器幅度谱的垂直边缘无法在实际滤波器中实现，但如果把垂直边缘改为带有一定斜度的过渡边缘，采用各种优化设计方式，便能够在一定精度内逼近理想滤波器。

讲清这些理论内容后，可以引导学生思考理想的作用，引导学生树立正确的理想观。这些内容给我们的启示至少有二：第一，理想不是遥不可及、毫无用处的，树立理想可以指导自己的人生发展，使自己行动有方向;第二，理想的实现并不是一帆风顺的，不经努力就不可能实现。只有自己刻苦努力，经过长期积累，才能由量变到质变。为了实现理想，也应像设计滤波器一样，对自己的人生进行各种规划和优化设计，脚踏实地一步步逼近理想，最终实现自己的理想，从而实现自己完美的人生。

2 正确处理目标和现实条件的关系

“信号与系统”课程的授课对象是大二学生，他们经过大一阶段的学习生活，对学校学习和生活的各种情况有了一定了解，对个人的目标开始进行思考。部分学生对当前所处的环境及所在学校的现实状况并不满意，觉得不是自己理想中的大学，郁不得志，不能集中精力在学习方面。他们在自己的目标和现实条件存在矛盾时，不知道应该如何处理。

我们针对类似情况，在“信号与系统”课程中讲授拉氏变换的引入时，可以有意识地选取下面介绍的引入方法，借此说明如何处理目标与现实条件不匹配的问题。

在“信号与系统”课程中，拉氏变换的引入是用于解决不满足傅氏变换条件的信号。例如单边指数信号：f(t)=eatU(t)，(a＞0)。由于t→∞时，f(t)→∞，傅氏变换不存在。只有设法变换为衰减信号，才存在傅氏变换。这就是目标与现实条件不匹配问题。此处的目标是求单边指数信号f(t)的傅氏变换，要实现此目标则要求f(t)为衰减信号，而现有条件f(t)是指数增长信号，解决这个不匹配问题的方法是将f(t)乘以一个衰减速率比原信号增长速率更快的信号，使得到的信号变为衰减信号，即在f(t)=eatU(t)(a＞0)时，乘以衰减因子 e-σt。于是当 σ ＞ a时，eatU(t)e-σt就成为指数衰减信号。此时的傅氏变换是存在的。

通过上述讲解过程，学生既可以掌握本课程应该传授的专业知识，又能从整个讲解过程中体会到如何解决目标与现实条件不匹配问题的方法。即如果现实条件不满足目标要求，则应增加中间过程，设法使现实条件转换为满足要求的条件［5，6］。

由此，我们可以适当引导学生知道：当自己的目标与现实条件不匹配时，应该认清现实条件，积极利用现有条件，勤奋努力，创造机会，改变条件，最终实现自己的目标。进一步还可以引伸到每个学生将来的工作中，如何正确处理相关矛盾，解决好目标与现实条件不匹配的问题。它关系到每个学生的职业规划和人生发展。

3 如何面对挫折

讲解傅氏变换前，先介绍傅利叶的生平事迹，可以像讲故事一样，既增加了课程内容的趣味性，又可以因势利导地对学生进行面对挫折的思想教育。

傅利叶是法国数学家和物理学家，在19世纪初就提出，满足一定条件的时域信号可以表达为一系列正弦(或虚指数)信号的加权叠加。当时四位著名的学者参与评审他的论文，由于拉格朗日的反对，他的论文未能公开发表。为了使他的研究成果能让法兰西研究院接受并发表，傅利叶把他的研究成果以另一种方式出现在“热的分析理论”著作中。这比他首次提出他的研究成果晚了15年!直到晚年，他才得到了早应有的承认。他的研究成果在数学、科学和工程等众多领域内产生了巨大影响。

讲解上述内容后，可以引导学生思考，傅利叶提出了一项对人类社会有巨大影响的理论，却遭到了不公正待遇，没能及时得到承认。但他没有气馁和消沉，而是继续采用别的方式推广他的理论。虽然在有生之年他未能享受到成果带给他的荣誉。但他的名字写入了教科书中，永远受到世人的尊重。我们可由此启发学生在受到不公正待遇时应该怎么办?遭到挫折时，应该采取何种方式对待、如何克服挫折?从而引导学生正确处理大学学习生活中遇到的挫折，如考试成绩不理想等，要做到不气馁，坦然面对，积极上进。

4 学会多角度看待问题

在“信号与系统”课程中，分别从时域、频域和复频域三种不同领域里介绍了信号的表示。

通常学生熟悉信号的时域表示形式，包括表达式和波形。但是，为什么还要引入频域和复频域的表示形式呢?教师讲解时应让学生知道，信号的某些特征在时域中无法看清楚，需要变换角度看，才能更清楚地了解原信号。同时启发学生学习从多角度看待人、事物和各种问题。比如与人相处时，由于大家性格和习惯不同，难免会出现矛盾，此时应从多角度看矛盾的起因、严重的程度和可能引起的后果等，经过全面的思考，矛盾就容易解决。

大学生谈恋爱受挫时，大部分人能够正确处理。但少数人会走极端，发生自杀或他杀等危害生命的事件。我们结合课程内容，教育学生要从多角度和多方面考虑这个问题。第一，恋爱不是生命的全部，很多名人都经过多次婚姻;第二，生命是非常宝贵的，值得珍惜;第三，如果恋爱失败，说明两个人是不合适的，可以去寻找更为适合的朋友;第四，大学阶段学习是最主要的，应以学习为重。

类似的很多事情，都可以利用多角度的方法加以分析。采用这种方式，既加深了学生对课程内容的理解和掌握，又对学生的思想和心理素质进行了教育。

5 结语

“信号与系统”课程是专业基础课程，很多内容都可以进行相应的引伸和扩展，实现对学生进行心理素质教育。上述四个方面的内容已经在教学实践中实施，受到了如下的好评：①枯燥的公式和定理中，引伸出心理素质教育的相关内容，增加了课程的趣味性;②引伸和扩展的内容穿插在课程内容的讲解过程中，不会延长学生的学习时间，不会增加学生的学习负担;③如果把心理素质教育作为一门独立的课程，容易受到学生的抵触。如把这些内容穿插在较枯燥的公式和定理中，学生容易接受。在学习专业知识的同时，可以引起学生的思考。

［1］王秀芳，高丙坤，刘霞.信号与系统课程教学的改革与实践［J］.北京：高等教育与学术研究，2010，3：27－29.

［2］许波，陈晓平，姬伟.“信号与系统”课程教学改革思考与实践［J］.南京：电气电子教学学报，2008，30(1)：8－10.

［3］任景英，闫艳霞，路立平.“信号与系统”课程教学方法和手段现代化的改革［J］.北京：中国电力教育，2012，05：41-42.

［4］王渊，岳振军，贾永兴.专题式教学模式及其在信号与系统课程中的应用探讨［J］.西安：中国电子教育，2012，01：41-44.

［5］张法全，王国富.“信号与系统”课程与解决问题能力的培养［J］.南京：电气电子教学学报，2012，33(5)：6-8.

［6］陈后金，胡健，薛健.信号与系统［M］.北京：高等教育出版社，2009.