与实践相结合的《信号与系统》双语教学改革初探.doc

匸交发表专家一L B 国学朮发叢网 www,qikanwa ng.nEt 与实践相结合的信号与系统双语教学改革初探 摘要：信号与系统课程的双语教学对于扩展信息类专业大学 生的国际视野和增强交流能力至关重要。将信号与系统双语教 学与应用实践相结合，是教学改革的一条思路。本文结合教学实践， 讨论了教学中面临的相关问题，为进一步深化双语教学改革提供了 关键词：信号与系统；双语教学；教学方法 信号与系统课程是高等学校信息类专业的本科基础课程。该 课程引导学生应用数学的方法描述和解决物理问题。通过对于物理 问题的描述、分析、处理和综合，信号与系统课程将物理问题 与数学的解决方法有机融为一体。因此，信号与系统课程成为 学生进一步学习通信、电子、自动化、计算机等专业课程并进行专 业研究的重要基础。对于该课程的教学也受到教师、学生和教学管 理单位的高度重视。为了适应当今科研生产日益国际化的趋势，满 足社会对于国际化人才的要求，作为综合性高等学校培养的信息类 人才，应该具有较强的国际交流能力和应用实践能力。因此，在高 等学校的信息类专业教育中，采用双语教学的形式成为了趋势。由 于信号与系统课程在电子信息领域研究中的重要地位，将该课 程的双语教学和应用实践相结合显得尤为重要。 一、信号与系统课程双语教学的实施 我校的信号与系统课程双语教学在信息科学和技术学院与软 匸交发表专家一L B 国学朮发叢网 件学院的 2007 级和 2008 级学生中展开。基于已有的软硬件条件， 我们在教学中以学生为中心，强化双语教学的特点，注重培养学生 分析问题和解决问题的能力，为学生后续的学习和研究奠定坚实基 础。与具体实践相结合，是我校信号与系统课程双语教学改革 的一条思路。 1. 合理选择教材，完善教学大纲。合适的教材对于教学的实施具 有重大作用。由于信号与系统课程在电子信息类本科教育中的 突出地位，全世界多个出版社都曾推出了数本经典教材。我们选用 了美国麻省理工学院 a.v.oppenheim 教授等人编著的signals and systems (second edition )作为教材。该教材在第一版的基础上 重新组织、改写和补充，具有结构新颖、论述研究条理清晰等特点， 是信号与系统分析领域的佳作。更为重要的是，该教材语言清新易 懂，非常适合双语教学的实施。通过几年来的教学实践，我们认为 该教材是合适的。结合我校学生特点和未来的发展方向，考虑到信 号与系统课程的学时安排以及相关专业的后续课程，我们进一步 完善了该课程双语教学的教学大纲。该大纲总体上将课程的教学分 为了绪论、信号与系统的时域分析、傅里叶级数与傅里叶变换、拉 普拉斯变化和 z 变换几大部分。在授课过程中以连续时间信号与系 统的分析为主，适当引入离散时间信号的分析。根据各专业学生今 后研究领域的差别，各有侧重地介绍信号与系统分析在通信系统、 电路设计、系统控制与稳定性以及图像信号处理中的应用。 匸交发表专家一L B 国学朮发叢网 2. 与实践相结合的双语授课。在采用英文教材、英文 ppt 的基础 上，我校信号与系统课程的双语教学在多数班级中使用中文授 课，在信息科学与技术学院与香港中文大学合作办学的“ 2+2”班 级中采用英文授课。考虑到双语教学工作的渐进过程，这样的安排 可以在保证课程教学效果的基础上逐步尝试向英文授课过渡，为双 语教学的不断深入打好基础并积累经验。由于信号与系统在电 子信息领域中具有广泛的应用，在双语教学过程中结合相关的实践 应用问题，将有利于学生更加深入地理解问题的实质并掌握解决问 题的方法。因此，与实践紧密结合是双语教学成功的保障。例如， 在介绍卷积运算时，我们以使用对图像的平滑和锐化操作为例，分 析卷积的运算特性和运算效果，并且为后续从频率域进行解释做好 铺垫。在对傅里叶分析进行总体概述时，我们结合对音乐频率特性 的实践分析，向学生展示频谱分析的重要作用。由于采用了学生非 常熟悉和喜爱的实例，增加了教学的生动性和针对性，提高了学生 的兴趣。实践表明，这样的措施明显提高了信号与系统双语教 学的效果。 3. 面向实践的练习。为了帮助学生更好掌握和巩固所学的知识， 我们向学生布置三方面的作业。一是传统的书面作业，鼓励学生使 用英文作答，主要解决学习到的理论问题；第二是阅读作业，由于 使用双语教学，选用课本篇幅又比较大，因此在上课之前进行适当 阅读预习对于提高教学质量有重要作用；第三类是基于 matlab 的 匸交发表专家一 m 国学朮发叢网 实践作业，这是教学面向实践的重要一环。matlab 是信号处理领域 研究中的重要软件工具，信号与系统中绝大多数知识点的应用 实践都能通过 matlab 完成。因此，将信号与系统课程教学内 容与 matlab 实现相结合，有助于学生积累感性认识和实践经验， 并更加深入理解课程知识点的实质。 4. 完善考核体系。教学中对于学生进行考核的意义不仅在于评估 学生对于知识的掌握情况，而且可以督促学生更加努力学习。以往 的课程考核方法过于偏重期末考试成绩，但是一份期末考试试卷很 难高质量地涵盖本课程的所有重要内容，而且单一的考试也难以评 估学生的平时学习成果和实践动手能力。因此，我们对于学生学习 情况的考核分为以下几个方面。一是平时的作业，主要包括书面作 业的成绩和 matlab 实验的成绩；二是阶段小考的成绩，我们根据 教学内容的特点将整个学期分为了四个学习阶段：时域分析阶段、 频域分析阶段、s 域分析阶段和 z 域分析阶段，在每个阶段学习结 束之后都要进行小测验并以此检测学生的阶段学习成果和督促学 生；第三方面是期末考试，用于考查学生对课程整体的掌握情况。 这样的考核结构强调了平时的学习和实践动手能力，而且能鼓励学 生投入精力到自己感兴趣的题目上来，对于培养学生学习的兴趣和 创造性很有帮助。 二、信号与系统课程双语教学的讨论 结合信号与系统课程的双语教学实施两年以来的经验和教训， 匸交发表专家一L B 国学朮发叢网 我们认为在以下问题中值得讨论。首先是教学的目的问题。双语教 学是一种手段，其目的是在使学生在掌握该课程知识内容的同时， 积累和锻炼使用外文进行学术交流的能力。掌握知识和锻炼外文专 业交流能力是紧密结合的。因此，在锻炼外文学习交流的同时，更 要注意对课程知识点的掌握。在我们的科研和教学中发现，以往有 些学生能够机械地计算某些课程内的问题，但是在科研中遇到类似 的问题就不知道如何着手，其根本原因就是只学了信号与系统 的表面知识，但未能掌握信号与系统解决问题的思想，其实解 决问题的思想才更为重要。其次就是讲授理论和学生实践之间的关 系问题。信号与系统课程体系严谨，理论性强，而且具有非常 广泛的应用。不论是在音频信号处理、数字图像处理，还是在通信 信号处理领域，都可以找到具体的应用实例。在教学中结合具体的 实践内容有助于提高学生的学习兴趣，也有助于加深学生对课程内 容的理解。但是，加强与实践内容的同时，不能放松理论讲授的要 求。因为实践的成功实施需要理论知识作为基础，离开了扎实的理 论基础，任何实践都会变为无本之木。第三方面问题是关于授课的 方法和内容。我们在双语教学实践中尝试了中文授课和英文授课， 发现英文授课在锻炼学生的外语能力上很有帮助。但是英文授课也 受到一些局限。该局限主要是因为教师和学生受母语的影响，对于 用英文表达知识和问题的方法比较单一。尽管我校信号与系统 课程教学的所有教师都具有一年以上国外学习的经历，但是与使用 匸交发表专家一L B 国学朮发叢网 汉语授课相比，教师对于知识点的讲解仍然比较单一，难以做到像 使用汉语一样从多方面解释问题。从学生角度来说更是如此。因此， 进一步提高教师和学生的外语能力非常重要。在授课内容方面，原 理推导与具体的实现方法同等重要。因此，我们尝试在讲述重要的 原理推导的同时，还结合 matlab 代码来展示该理论的具体实践过 程。这样的办法明显提高了学生应用所学知识解决实践问题的能 力。作业的内容和作业量对于巩固学生掌握的知识具有重要意义。 我们认为考核中使用的题目应该是综合了基本概念的题目，而非对 某一结论的生搬硬套。从目前各大高校研究生入学考试信号与系 统科目的考试题中，也可以发现这一思路是当今信号与系统 课程考核的主流。 我校信号与系统课程的双语教学受到了学校双语教学改革项 目的资助。通过近几年的教学实践，我们发现学生在牢固掌握信号 处理知识的基础上，较为明显地提高了使用英文进行专业学习的能 力。在今后的教学工作中，继续坚持该课程的双语教学与实践相结 合，并努力进一步提咼教学质量和教学效果，对于培养具有开阔视 野和国际交流能力的信息类人才具有重要的意义。 参考文献： 1 刘忠，吴京，罗鹏飞，唐朝京信号处理与系统课程双语教学 实践与思考j.电气电子教学学报，2005, 27 (4): 96-98. 2 陈红艳，马上.关于电子信息类专业课双语教学的思考j.西 匸交发表专家一L B 国学朮发叢网 南科技大学高教研究，2009, （4）: 68-69. 3 翟懿奎，甘俊英，应自炉.“信号与系统”双语教学初探与研 究j.计算机教育，2010，（6）： 128-130. 4 郑吉平.研究生双语教学实践中出现的新问题及其对策j. 计算机教育，2010，（6）： 137-140.