论文部分内容阅读
[摘要]针对专科《信号与系统》教学过程中的问题,先从建立课程群的思路入手,帮学生理顺本课程与前后专业课在内容上的联系,然后通过适当选择教材,降低难度,最后引入MATLAB分析软件,最终实现“知识-能力-素质”的教育理念。从两年的考试结果分析,此种教育思路能有效的降低学生的不及格率,提升学生的学习兴趣和动手能力。
[关键词]信号与系统 课程群 MATLAB
[中图分类号]TN911.72 [文献标识码]A
一、《信号与系统》教学中的难度
《信号与系统》是电子通信类专业学生的一门重要的专业课,但是课程内容涉及大量的数学公式与计算,对学生的数学计算能力有很大的要求,特别对于专科学生来说,他们普遍数学成绩不佳,这种偏理论的学科让学生在学习的过程中觉得极为枯燥,极大的降低了他们的学习兴趣,最后会出现大量挂科的现象。为了有效的实现教学大纲的要求,笔者在教学过程中进行了下列探讨,并取得了一定的效果。
二、《信号与系统》教学中的尝试
1.课程群的构想
在以往的教学中,任课老师往往更加的关注自己教授的学科,不太注重同一专业相关学科之间在内容上的重叠及联系。但是现在随着教育部关于压缩课时的安排出台,各个学科的教学课时都相对被压缩,没有办法在内容饱满的前提下充分完成教学。为了更好的提升教学效果,因此我们在本次的教改中,将《电路分析》、《信号与系统》和《自动控制理论》联系起来,组成了一个课程群。在课程群的基础上,协调各位任课老师,找出课程间重复的基础性内容以及相关内容,适当调整教学大纲,实现课程群内课程重复的基础性内容尽量不重复讲解,相关内容要做到重点讲解。这样的分配,能在教学过程中充分利用学时,提升教学质量,并且让学生建立课程体系的概念,而非单一的学习某一门课程。
2.教材的更换
通过课程群概念的引入,在相关任课老师重新调整教学大纲,微调授课内容后,笔者进行了教学的第二步尝试,更换教材。笔者学校原来根据学生情况,给电子通信专科学生选择的是郑君里的《信号与系统引论》,教材的优秀毋庸置疑,但是偏重理论的教材不太适合专科学生,并且与《電路分析》课程内容重复很多,比如教材在第二章“连续系统的时域分析”[1]中大量出现了电路中的内容,这对我们现在压缩的课时来说,也有些浪费。所以,我们把教材更改为吴大正的《信号与线性系统分析》[2]。相比于郑君里版教材,这版例题相对较多,内容重复较少,能过满足我们初步的期望。
3.MATLAB软件的引入
MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 MATLAB中的有大量的关于信号与系统的处理函数,在理论教学中插入MATLAB软件的应用,形象的降低了对计算能力的要求,极大提高了学生的学习兴趣,增强了学生的学习信心。比如,传统教学中,要求解一个线性的高阶的微分方程:y``+5y`+6y=2,y(0)=1,y`(0)=-1,需要的步骤是:
而我们引入MATLAB软件,进行求解,如图1所示,只需调用一个“dsolve”[3]函数即可,这样的例子形象的弱化了课程对数学计算的要求,大大增强了学生学习这门课程的信心。
图1:MATLAB求解演示
三、教改成果
通过课程改革,我们取得了一定的效果,我们简单的以两年的考试成绩分析表来对比说明一下:
表格1:教改前成绩统计
表格2:教改后成绩统计
四、结语
从考试结果来看,教改是可行的。更重要的是在教改具体的实施过程中,引发了我们更多的关于如何让专科学生更好的学好这门课,如何切实的提升他们的能力的思考。下一步,我们希望借着学校调整专科培养方案的大好机会,在专科培养的培养方案中增加《MATLAB及应用》课程,并且能够找到更加适合于专科学生学习《信号与系统》的教材。
基金项目:烟台大学文经学院教改立项(项目编号2012JYB003)
[参考文献]
[1]《信号与系统》,郑君里,高等教育出版社,2008,44-57
[2]《信号与线性系统分析》,吴大正等,高等教育出版社,2009
[3]《MATLAB程序设计及应用》,刘卫国,高等教育出版社,2006
(作者单位:烟台大学文经学院 电子信息与计算机科学系 山东烟台)
[关键词]信号与系统 课程群 MATLAB
[中图分类号]TN911.72 [文献标识码]A
一、《信号与系统》教学中的难度
《信号与系统》是电子通信类专业学生的一门重要的专业课,但是课程内容涉及大量的数学公式与计算,对学生的数学计算能力有很大的要求,特别对于专科学生来说,他们普遍数学成绩不佳,这种偏理论的学科让学生在学习的过程中觉得极为枯燥,极大的降低了他们的学习兴趣,最后会出现大量挂科的现象。为了有效的实现教学大纲的要求,笔者在教学过程中进行了下列探讨,并取得了一定的效果。
二、《信号与系统》教学中的尝试
1.课程群的构想
在以往的教学中,任课老师往往更加的关注自己教授的学科,不太注重同一专业相关学科之间在内容上的重叠及联系。但是现在随着教育部关于压缩课时的安排出台,各个学科的教学课时都相对被压缩,没有办法在内容饱满的前提下充分完成教学。为了更好的提升教学效果,因此我们在本次的教改中,将《电路分析》、《信号与系统》和《自动控制理论》联系起来,组成了一个课程群。在课程群的基础上,协调各位任课老师,找出课程间重复的基础性内容以及相关内容,适当调整教学大纲,实现课程群内课程重复的基础性内容尽量不重复讲解,相关内容要做到重点讲解。这样的分配,能在教学过程中充分利用学时,提升教学质量,并且让学生建立课程体系的概念,而非单一的学习某一门课程。
2.教材的更换
通过课程群概念的引入,在相关任课老师重新调整教学大纲,微调授课内容后,笔者进行了教学的第二步尝试,更换教材。笔者学校原来根据学生情况,给电子通信专科学生选择的是郑君里的《信号与系统引论》,教材的优秀毋庸置疑,但是偏重理论的教材不太适合专科学生,并且与《電路分析》课程内容重复很多,比如教材在第二章“连续系统的时域分析”[1]中大量出现了电路中的内容,这对我们现在压缩的课时来说,也有些浪费。所以,我们把教材更改为吴大正的《信号与线性系统分析》[2]。相比于郑君里版教材,这版例题相对较多,内容重复较少,能过满足我们初步的期望。
3.MATLAB软件的引入
MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式,代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 MATLAB中的有大量的关于信号与系统的处理函数,在理论教学中插入MATLAB软件的应用,形象的降低了对计算能力的要求,极大提高了学生的学习兴趣,增强了学生的学习信心。比如,传统教学中,要求解一个线性的高阶的微分方程:y``+5y`+6y=2,y(0)=1,y`(0)=-1,需要的步骤是:
而我们引入MATLAB软件,进行求解,如图1所示,只需调用一个“dsolve”[3]函数即可,这样的例子形象的弱化了课程对数学计算的要求,大大增强了学生学习这门课程的信心。
图1:MATLAB求解演示
三、教改成果
通过课程改革,我们取得了一定的效果,我们简单的以两年的考试成绩分析表来对比说明一下:
表格1:教改前成绩统计
表格2:教改后成绩统计
四、结语
从考试结果来看,教改是可行的。更重要的是在教改具体的实施过程中,引发了我们更多的关于如何让专科学生更好的学好这门课,如何切实的提升他们的能力的思考。下一步,我们希望借着学校调整专科培养方案的大好机会,在专科培养的培养方案中增加《MATLAB及应用》课程,并且能够找到更加适合于专科学生学习《信号与系统》的教材。
基金项目:烟台大学文经学院教改立项(项目编号2012JYB003)
[参考文献]
[1]《信号与系统》,郑君里,高等教育出版社,2008,44-57
[2]《信号与线性系统分析》,吴大正等,高等教育出版社,2009
[3]《MATLAB程序设计及应用》,刘卫国,高等教育出版社,2006
(作者单位:烟台大学文经学院 电子信息与计算机科学系 山东烟台)