以学生创新能力培养为目标的信号与系统教学改革探讨

高海燕

摘要：针对信号与系统教学中缺少对学生创新能力培养的问题，从教学内容、教学方法和实验方式方法等方面探讨了面向创新能力培养的教学改革措施，以期在教学中培养学生的创新思维，提升他们熟练运用知识的能力。

关键词：信号与系统;创新能力

一、引言

在新工科背景下，相对于传统的工科人才，未来新兴产业和新经济需要的是工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才[1]。创新能力是工程人员必备的能力，长期以来，受教学条件、实验设备等各方面约束，大学本科教学中较注重学生理论知识的掌握，而轻视学生创新能力的培养。这导致我国的科学技术发展受到制约，缺少具有自主知识产权的产品。因此，提高学生的创新能力迫在眉睫，本论文旨在通过一定的改革举措培养学生的创新能力。

信号与系统是电子信息领域的专业基础课，主要讨论信号与系统的基本理论和基本分析方法。它以高等数学、电路分析等课程为基础，同时又是自动控制原理、通信原理等课程的先修课程，广泛地应用于通信、遥感、雷达、电路设计、语音、图像处理等领域，是电子信息领域连接硬件和软件两大系统的桥梁，是最重要的专业基础课程之一。

信号与系统现有的常规教学方法与创新人才培养的需求有较大差距[2]。要培养出符合新工科要求的应用创新型人才，对“信号与系统”课程教学内容、教学方法和实践教学方式方法等方面进行教学改革是非常重要和必要的。

二、信号与系统教学中存在的问题

（1）重视理论推导，轻运用，较少与实际结合，没有與专业特色相联系

当前，信号与系统教学中一般讲授线性时不变系统的时域分析、复频域分析和频域分析方法，重视基本概念的理解和理论推导而忽略了相关理论和方法的物理意义的解释，较少将相关理论与实际结合，导致同学们学完这门课程只记住一些系统响应的求解方法，而不了解如何将相关理论用于解决实际问题。并且教材针对的是一般的线性时不变系统，没有与相关的专业相结合，导致同学们不知道该门课程的学习与本专业有什么关联。

（2）教学方法单一

当前，信号与系统教学中，很大程度上还是停留在传统的“填鸭式”教学，教师讲授相关理论方法，通过例题讲解巩固所学理论知识，这种授课方式学生被动听课，导致学生掌握的知识不够灵活，也不懂得如何应用。

（3）实验课偏重理论验证，缺少创新能力培养

目前信号与系统实验课中大部分是通过仿真，验证课程的理论知识，而缺少需要同学们自己思考的设计性实验，导致同学们做实验都是被动地将相关程序代码输入仿真软件得到运行结果，而不能通过实验调动同学们的主观能动性，不能达到培养创新能力的目的。

综上所述，信号与系统的教学状况与实际应用脱节，难以满足人才培养的要求，因此，寻找行之有效的信号与系统课程教学改革方法势在必行。

三、信号与系统教学改革的思考

笔者结合自身信号与系统教学实践，对当前信号与系统教学提出几点思考：

（1）与专业实际相结合的教学内容改革

教学内容中除了基础知识的传授，针对不同专业引入不同的实例，如：对于通信专业的学生，增加滤波器设计和应用方面的内容;对于电气自动化的学生，增加电网的谐波分析应用实例。此外，还可以引导他们发现身边待解决的信号处理问题，激发学生的学习热情。通过与专业实际应用结合，不仅使同学们明白学习理论知识的目的与意义，还了解了相关专业知识，提高了学习兴趣，提高学生的专业知识综合应用能力，从而激发了学生的创新思维与创新能力。

（2）调动学生自主学习能力的教学方法改革

在新的教学环境下，教师应转变传统的“填鸭式”教学方法，在教学中起到指导者、引导者的作用。如：可以在课后安排学生做一些调研报告，引导学生了解和跟踪学科发展中存在的问题，鼓励学生查找信号处理、通信、电气等领域当前研究课题，分析所学专业知识在解决问题过程中所起的作用。课堂上可通过演讲和讨论的形式，组织学生相互交流，扩展知识面。

（3）培养学生创新能力的实验教学改革

实验课中可通过验证性实验进一步巩固同学们的理论知识。除此之外，为了更好地调动同学们的主观能动性，培养他们的创新能力，根据专业特色安排一些与专业相关的设计性实验，即在信号与系统实验中映射相关专业的理论知识，便于同学们将本门课程内容与所学专业结合，从而培养他们应用所学知识解决实际工程问题的能力，进而培养他们举一反三、触类旁通的能力。

四、总结：

本文分析了信号与系统教学中存在的问题，并针对性地提出了一些应对策略和改革方案。

参考文献：

[1]刘舒祺，陶为戈，贾子彦等.“3+4”分段培养模式下“信号与系统”课程改革的探讨[J].智库时代，2018，1：64-66.

[2]卜方玲，徐新，邹炼，徐兆卓.面向创新能力培养的信号与系统教学改革[J].计算机教育，2016，1：52-55.

本文基金项目来源：项目名称：以学生创新能力培养为目标的信号与系统教学改革（项目编号：JG2018013）。