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摘要 信号与系统和数字信号处理是电子信息工程、通信工程类专业基础理论的核心课程。本文以研究型教学为目标，对这两门课程进行整合研究，在建立新的课程体系，对教学内容、教学方式、实验教学、考核方式、师资队伍建设等方面进行了改革的尝试。
关键词 信号与系统 数字信号处理 研究型教学 课程整合
信号与系统和数字信号处理课程是国内外许多工科类大学通信和电子信息类专业的两门关系最紧密、最活跃、最具生命力的专业基础平台课程，起着承上启下的核心作用。一直以来信号与系统作为数字信号处理的先修课程，信号与系统中有8～10个学时用来学习离散时间信号的基础知识，而在数字信号处理的开始部分，又要对这部分内容进行学习。这种用重复学时来学习重复内容的做法存在缺陷，不能够适应教学改革和全面压缩课时的需要，也不符合新世纪创新人才培养目标的要求。因此，国内外许多高校都对这两门课程的优化整合进行了探索和实践。研究型教学是目前国际上普遍认同和实施的一种新的教学模式，已经成为培养创新型人才的重要环节。为了适应研究型教学的需要，高校课程的设置也进行了相应的改革。本文试以哈尔滨工程大学为例，从教学体系、教学内容、教学方法、实验教学等方面对信号与系统和数字信号处理两门课程的教学进行探索，以适应高等教育改革的多样化、特性化的发展趋势以及高等教育课程改革的综合化发展趋势。
一、调整课程教学目标，强调创新精神和实践能力的培养
传统课程强调知识的传递与复制，课程的实现过程以培养学生系统知识为教学的中心。这种守成教育锻炼了学生的博闻强记能力，却未能培养出具有创造能力的高素质人才。推行素质教育，开展研究型教学，课程目标的实现过程必须转变为以培养学生的创新精神和实践能力为中心。
二、应用型课程体系结构的建设，体现课程的系统性、科学性和创新性特点
现代科学技术的发展越来越需要多学科的协同与融合，因此导致了跨学科研究领域的出现和新学科的产生。这种科学与技术的综合化趋势，反映到高等教育，就是设置综合课程。在这两门课程的改革上的思路是：使课程设置改纵向深入型为横向宽广型，并注重学科间渗透。确保信号与系统课程的基础地位，数字信号处理教学应做好衔接和过渡，在数字信号处理课程的教学中，应以实践性和应用性为教学实施的主要目的，通过适当的措施来提高学生的动手能力。应实现两门课程目标、教学与操作内容(包括例子、练习等)、学习手段等课程要素之间的互相渗透、互相补充，制定新的教学大纲。
三、两课教学内容的优化整合
信号与系统课程的特点是理论性、概念性较强，涉及的数学运算和理论推导较多。在信号与系统课程教学中，应强化连续时间信号分析和处理的数学概念、物理概念、工程概念，把物理问题与数学表述紧密结合，使学生了解信号与系统的工程背景，淡化其数学技巧和运算。特别要强调三大变换(傅氏变换、拉氏变换和z变换)的数学概念、物理概念和工程概念。在保证分析方法和解决问题的系统性和完整性的基础上，有意识地加强离散时间信号的分析，为学习离散时间信号分析与数字系统设计奠定坚实的基础。
在数字信号处理课程教学中，应做好衔接和过渡，对与信号与系统课程重复的内容，在避免重复教学的同时，突出讲授以数字信号与系统的分析为核心和目的的离散问题，以实践性和应用性为教学实施的主要目的，增加数字信号处理的软硬件实现方法，达到理论和实践相结合的目的。
在实验教学环节中，同样应根据两门课程相互融合的特点，对实验的内容进行统一的合理安排。两课建立课程体系之后，实验课在信号与系统课程阶段，注重安排验证性实验，使学生充分认识理论课中的结论和实验结果的统一。而在数字信号处理课程实验中，就应以设，计性和综合性实验为主，学生自己动手完成系统的设计和仿真，拓展传统意义上的实验的深度和广度，以利于培养学生的创新能力及设计能力。
四、教学手段的优化整合，使系统的知识学习与研究实践相结合
为实现研究型教学的目标，可采用“多媒体课件+板书+讨论+网络辅助教学”的形式。板书与多媒体结合运用，利用大量生动的工程应用实际案例，激发学生兴趣，引导学生思考。使用网络课程，把全部的课堂内容和扩展内容上网，突破课堂的时空限制，使课程从“课内”向“课前”、“课后”延伸，弥补了教学中课堂人数过多，师生沟通不便，学生自学通道不畅等问题，使学生学习的主动性加强，网络答疑和讨论更是激发了学生学习的兴趣和参与性，也给师生之间建立了更方便的沟通平台。
五、考核方式的优化改革
设立开放的评价标准，实现形成性评价与终结性评价相结合、课内教学评价和课外自主学习评价相结合、基本的质量要求和开放的评价标准相结合的新的综合评价模式。
在考核方式上，可以采用开卷、闭卷、半开卷及笔试、口试、写小论文、动手操作等多样化的形式。注重平时学生的知识积累、考核学生的综合设计能力。
在考核内容上，将注重计算转移到注重分析和综合上，在强调考核基本内容、基本概念以及知识的综合应用的同时加大综合与分析型试题的比重，并设计部分创新与拓展题(占10％)。这样在保证试卷适于大多数学生的同时，也拉开了成绩的分布，能够比较客观地考察学生的学习情况。
可以吸收学生参与制定课程考核的评价方案，让学生及时了解他们在自我构建知识体系的过程中的进展和取得的成绩，使考核评价成为一个继续学习的过程，充分体现学生在自主学习中的主体地位。
六、师资队伍的建设
两课的改革对教师提出了更高的要求。对此，首先要提高教师的学术研究水平，教师要多接触实际科研和生产实践，积累应用案例和实践问题，使得课堂教学内容有深度、有新意；其次要建立两课的课程组，建立健全课程体系的研究和讨论机制，并做到分工明确，以保证两课教学改革的实施。主讲教师要了解国内外相关领域的发展趋势，教学经验丰富，对两门课程的前修和后续课程都有较深入的了解。同时还要特别注重培养青年教师参与课程建设，鼓励他们在教学的同时，积极从事科研项目的研究和开发工作，积极参加教学方法研究，以提高学术水平，掌握最新的相关领域的理论和技术，使教改能够持续地进行。
参考文献
[1]赵春晖，研究性教学与精英教育[I]，教育探索，2008(7)
[2]赵春晖，董宇艳，差异化教育与人才竞争优势[1]，黑龙江高教研究，2008(7)
[3]赵春晖，张朝柱，杨莘元，多媒体教学课件的设计与制作[J]哈尔滨工程大学学报(教育科学版)，2006(3)
[4][美]奥本海姆，信号与系统[M]，刘树棠译，西安：西安交通大学出版社，2000
[5]陈戈珩，王宏志，信号与系统和数字信号处理课程优化整合的探索与实践[J]，长春工程学院学报，2008(2)
关键词 信号与系统 数字信号处理 研究型教学 课程整合
信号与系统和数字信号处理课程是国内外许多工科类大学通信和电子信息类专业的两门关系最紧密、最活跃、最具生命力的专业基础平台课程，起着承上启下的核心作用。一直以来信号与系统作为数字信号处理的先修课程，信号与系统中有8～10个学时用来学习离散时间信号的基础知识，而在数字信号处理的开始部分，又要对这部分内容进行学习。这种用重复学时来学习重复内容的做法存在缺陷，不能够适应教学改革和全面压缩课时的需要，也不符合新世纪创新人才培养目标的要求。因此，国内外许多高校都对这两门课程的优化整合进行了探索和实践。研究型教学是目前国际上普遍认同和实施的一种新的教学模式，已经成为培养创新型人才的重要环节。为了适应研究型教学的需要，高校课程的设置也进行了相应的改革。本文试以哈尔滨工程大学为例，从教学体系、教学内容、教学方法、实验教学等方面对信号与系统和数字信号处理两门课程的教学进行探索，以适应高等教育改革的多样化、特性化的发展趋势以及高等教育课程改革的综合化发展趋势。
一、调整课程教学目标，强调创新精神和实践能力的培养
传统课程强调知识的传递与复制，课程的实现过程以培养学生系统知识为教学的中心。这种守成教育锻炼了学生的博闻强记能力，却未能培养出具有创造能力的高素质人才。推行素质教育，开展研究型教学，课程目标的实现过程必须转变为以培养学生的创新精神和实践能力为中心。
二、应用型课程体系结构的建设，体现课程的系统性、科学性和创新性特点
现代科学技术的发展越来越需要多学科的协同与融合，因此导致了跨学科研究领域的出现和新学科的产生。这种科学与技术的综合化趋势，反映到高等教育，就是设置综合课程。在这两门课程的改革上的思路是：使课程设置改纵向深入型为横向宽广型，并注重学科间渗透。确保信号与系统课程的基础地位，数字信号处理教学应做好衔接和过渡，在数字信号处理课程的教学中，应以实践性和应用性为教学实施的主要目的，通过适当的措施来提高学生的动手能力。应实现两门课程目标、教学与操作内容(包括例子、练习等)、学习手段等课程要素之间的互相渗透、互相补充，制定新的教学大纲。
三、两课教学内容的优化整合
信号与系统课程的特点是理论性、概念性较强，涉及的数学运算和理论推导较多。在信号与系统课程教学中，应强化连续时间信号分析和处理的数学概念、物理概念、工程概念，把物理问题与数学表述紧密结合，使学生了解信号与系统的工程背景，淡化其数学技巧和运算。特别要强调三大变换(傅氏变换、拉氏变换和z变换)的数学概念、物理概念和工程概念。在保证分析方法和解决问题的系统性和完整性的基础上，有意识地加强离散时间信号的分析，为学习离散时间信号分析与数字系统设计奠定坚实的基础。
在数字信号处理课程教学中，应做好衔接和过渡，对与信号与系统课程重复的内容，在避免重复教学的同时，突出讲授以数字信号与系统的分析为核心和目的的离散问题，以实践性和应用性为教学实施的主要目的，增加数字信号处理的软硬件实现方法，达到理论和实践相结合的目的。
在实验教学环节中，同样应根据两门课程相互融合的特点，对实验的内容进行统一的合理安排。两课建立课程体系之后，实验课在信号与系统课程阶段，注重安排验证性实验，使学生充分认识理论课中的结论和实验结果的统一。而在数字信号处理课程实验中，就应以设，计性和综合性实验为主，学生自己动手完成系统的设计和仿真，拓展传统意义上的实验的深度和广度，以利于培养学生的创新能力及设计能力。
四、教学手段的优化整合，使系统的知识学习与研究实践相结合
为实现研究型教学的目标，可采用“多媒体课件+板书+讨论+网络辅助教学”的形式。板书与多媒体结合运用，利用大量生动的工程应用实际案例，激发学生兴趣，引导学生思考。使用网络课程，把全部的课堂内容和扩展内容上网，突破课堂的时空限制，使课程从“课内”向“课前”、“课后”延伸，弥补了教学中课堂人数过多，师生沟通不便，学生自学通道不畅等问题，使学生学习的主动性加强，网络答疑和讨论更是激发了学生学习的兴趣和参与性，也给师生之间建立了更方便的沟通平台。
五、考核方式的优化改革
设立开放的评价标准，实现形成性评价与终结性评价相结合、课内教学评价和课外自主学习评价相结合、基本的质量要求和开放的评价标准相结合的新的综合评价模式。
在考核方式上，可以采用开卷、闭卷、半开卷及笔试、口试、写小论文、动手操作等多样化的形式。注重平时学生的知识积累、考核学生的综合设计能力。
在考核内容上，将注重计算转移到注重分析和综合上，在强调考核基本内容、基本概念以及知识的综合应用的同时加大综合与分析型试题的比重，并设计部分创新与拓展题(占10％)。这样在保证试卷适于大多数学生的同时，也拉开了成绩的分布，能够比较客观地考察学生的学习情况。
可以吸收学生参与制定课程考核的评价方案，让学生及时了解他们在自我构建知识体系的过程中的进展和取得的成绩，使考核评价成为一个继续学习的过程，充分体现学生在自主学习中的主体地位。
六、师资队伍的建设
两课的改革对教师提出了更高的要求。对此，首先要提高教师的学术研究水平，教师要多接触实际科研和生产实践，积累应用案例和实践问题，使得课堂教学内容有深度、有新意；其次要建立两课的课程组，建立健全课程体系的研究和讨论机制，并做到分工明确，以保证两课教学改革的实施。主讲教师要了解国内外相关领域的发展趋势，教学经验丰富，对两门课程的前修和后续课程都有较深入的了解。同时还要特别注重培养青年教师参与课程建设，鼓励他们在教学的同时，积极从事科研项目的研究和开发工作，积极参加教学方法研究，以提高学术水平，掌握最新的相关领域的理论和技术，使教改能够持续地进行。
参考文献
[1]赵春晖，研究性教学与精英教育[I]，教育探索，2008(7)
[2]赵春晖，董宇艳，差异化教育与人才竞争优势[1]，黑龙江高教研究，2008(7)
[3]赵春晖，张朝柱，杨莘元，多媒体教学课件的设计与制作[J]哈尔滨工程大学学报(教育科学版)，2006(3)
[4][美]奥本海姆，信号与系统[M]，刘树棠译，西安：西安交通大学出版社，2000
[5]陈戈珩，王宏志，信号与系统和数字信号处理课程优化整合的探索与实践[J]，长春工程学院学报，2008(2)