“测试信号分析与处理”课程教学改革的若干思考

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摘要：“测试信号分析与处理”是测控技术及仪器专业的核心课程之一，提出了在该课程教学改革中对学生自主学习能力的培养、学生创新能力的培养、学生实践能力的培养、学生国际化能力的培养和学生可持续发展能力的培养等内容的思考，并给出了自己的体会。

关键词：测试信号分析与处理；教学改革；能力培养

作者简介：陈祯（1973-），女，湖南永州人，武汉理工大学机电工程学院，讲师。（湖北?武汉?430070）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）27-0079-02

创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的动力。培养和造就创新型人才，是建设创新型国家、实施科教兴国战略和人才强国战略的关键，意义重大。高等学校肩负着培养创新人才、发展科技文化、服务经济建设的历史重任，培养具有创新能力的人才，是高等学校的首要任务，需要在教学的各个方面为培养大学生创新能力创造条件。高等学校课程教学改革应围绕培养具有创新能力的人才这个首要任务进行。通过多年来进行“测试信号分析与处理”课程的教学实践，就该课程教学改革中围绕培养具有创新能力的人才这个首要任务的若干内容进行思考并提出自己的体会。

一、“测试信号分析与处理”课程的重要性

“测试信号分析与处理”是测控技术及仪器专业的核心课程之一，随着科学技术的迅速发展，信号处理技术已成为我国实施以信息化带动工业化战略的桥梁。“测试信号分析与处理”课程的研究对象是动态测试中常用的传感器、信号调理电路及记录仪器等的工作原理，测量装置基本特性的评价方法，测试信号的分析和处理，以及常见物理量的测量方法等。通过本课程的学习，培养学生能合理地选用测试装置并初步掌握进行动态测试所需的基本知识和技能，为学生进一步学习、研究和处理测试技术问题打下基础。

二、学生能力的培养

1.学生自主学习能力的培养

“测试信号分析与处理”是一门理论性和实践性都很强的课程，其特点为概念抽象，数学计算量大，并且涉及大量的矩阵计算和公式推导，计算复杂，势必使学生难以理解，使教学质量大打折扣。而且由于该课程的适用面极广，很多学校的不同专业都开设了该课程，但课程与专业的结合并不紧密，没有突出其专业特色。如何调动学生学习的主观能动性、培养学生自主学习能力非常重要。我们在教学实践中体会到：

第一，教师要充分认识到学生是教学的主体，是创新素质、创新思维和创新能力培养的对象，学生应结合自己的特点，适应创新能力培养教学方式的要求，充分发挥自己的主观能动性和主体精神，培养自主学习、主动创新的精神和能力。

第二，教师要充分认识到自己在教学过程中的主导作用，教师本身应结合自己的特点不断提高自己的创新素质、创新思维和创新能力，成为教育教学的创新者。并以此调动学生自主学习，激发学生求知欲和对创新能力培养的要求和行动。

第三，教师应将自身的特点与学生的特点有效地融合，在教学内容、教学组织形式、教学方式方法等方面要融合师生的教与学的特点，适应学生的基础条件和个性特点，应当注意从学生的实际出发，选择那些更能促进和发展学生独立性学习、培养学生创新能力的教学内容、组织形式、方式方法。当前工科大学教学方法的改革与创新，着眼点应在于如何通过教师的引导，使学生作为学习主体积极主动地进行探索性学习，从而完成大学阶段的知识意义建构。[1]我们在培养学生自主学习能力的教学方法的改革方面进行了一些尝试，如通过课堂启发式教学、推荐学习资料、布置研讨问题、组织课后讨论、安排学后总结等，提高学生自主学习的兴趣和主观能动性。教师不仅在课堂上传授知识，更注重组织、引导和鼓励学生参加实践，发现问题、解决问题和勇于创新，利用学校一切有利的教学资源，以任务带动教学，通过课程设计、课程实习，真刀真枪地在实践中学习和提高。

2.学生创新能力的培养

教学活动是大学生创新能力培养的基本载体，应把创新能力培养融入到学科教学的各个层面和环节，培养学生学会获取、选择、判断和运用知识的能力。首先，要认识到知识、技能的传授与获取是为了创新，创新才是教学的动力与目的。其次，学生创新能力的培养是一个系统，它包含创新素质、创新思维能力和创新实践能力的培养，包含着这些内容的融合、统一、协调、发展。第三，学生创新能力的培养寓于教学过程的各个方面，其中包括课程教学。如在教学中采用研究型教学模式，以知识教育为依托，以能力培养为主要内容，把学习、研究、实践有机结合，引导学生充分发挥主观能动性，创造性地运用知识的融合、重构、聚变和创新，培养学生自主发现问题、研究问题和解决问题的能力和创新能力，同时将学生培养成具有科学研究的精神、团结合作精神和科学态度的，高层次、复合型、多样化的高素质创新型人才。引导和组织学生进行研究性学习是“卓越工程师教育培养计划”着力推行的教学组织形式和教学形式，关系到参与高校的卓越工程师培养目标的实现和培养标准的达到。[2]“测试信号分析与处理”课程同样肩负培养学生创新能力的任务。在“测试信号分析与处理”课程中，我们对培养学生创新能力方面进行了一些尝试，如构建创新性教学内容、采用研究性与项目型教学方式方法、布置研讨性课后问题和组织专题讨论等，以培养学生的创新能力。

3.学生实践能力的培养

实践教学是课程的重要组成部分，它既能巩固和加深学生对理论知识的感性认识，训练学生动手操作的实践技能，又能培养学生观察能力、思维能力、创新能力和综合素质，是培养大学生创新意识、创新精神和创新能力的重要阵地。在学生实践能力的培养方面，第一，师生都要切实认识到理论与实践的关系，理论来源于实践，又受实践检验，实践才是科学发展的原动力，因此要非常重视实践能力的培养。第二，学生实践能力的培养是一个综合系统，它强调理论知识学习与实践能力培养的有机结合，强调教学内容、教学组织形式、教学方式方法、教学环境与管理条件的协调发展，因此要加强实践教学中各种教学资源的优选、整合、重构、创新，以最有效的教学模式最大限度地提高学生的实践能力和在实践中的创新能力。第三，实践是创新的基础，要有原创性的科研和创业成果，就要有原创性的实践研究经历，因此在打好实践基础时，要加强实践教学的前沿性、探索性、综合性和应用性，在学生实践能力的培养方面从原创性上下功夫。可以通过建立实验教学体系、改革实验教学内容与方法、开放实验教学、重视专业实习、推行实验室开放基金立项等提高实验实习型教学方式的教学效果，也可通过单独开设专业综合实践课程，并在实验内容、时间、方法上加以改革，有效地采用设计实验教学法、任务驱动教学法，在基础性实验的基础上，安排设计性实验、探索性实验，使实验更具有前沿性、综合性和应用性。由于“测试信号分析与处理”课程涉及的概念和理论知识比较抽象，所以学生不易掌握和理解其重要的分析方法，更难以利用相关知识解决相应的专业问题。其解决途径是提供一个良好的实验环境，让学生在实践中理解所学知识点，将原理与应用结合起来。我们在这方面进行了一些尝试，如在信号分析和处理方面，充分应用MATLAB软件提供的数据采集工具箱、信号处理工具箱以及滤波器设计工具箱等相关命令和函数，培养学生的研究和开发能力等。