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摘要：《信号与系统》课程是电子通信类专业的学科基础课程，具有较强的实践应用背景，其所修理论知识和问题解决方法，将广泛应用于现代通信领域和自动控制领域等。案例式教学是通过实例，使抽象的理论具体化，对于提高学习兴趣和积极性有很大的帮助。本文以生活中常见的调频式收音机为案例，探讨案例教学法在《信号与系统》课程中的应用。经过近五年的课堂实践，证明案例式教学是《信号与系统》课程的行之有效的教学方法之一。
关键词：信号与系统；案例教学法；调频式收音机
基金项目：2013年校级教改项目；项目标号：20
TN911.6-4
信号与系统是电子通信类学科的专业课程，为后续的数字信号处理、通信原理、通信电子线路等专业课程奠定基础，提供基本理论和解决问题的方法等支持。该课程具有较强的实践应用背景，其所修理论知识和问题解决方法，将广泛应用于现代通信领域和自动控制领域等。因此，如何提高教学效果成为教学研究的重点。
案例教学法（Case method），又称“苏格拉底式教学法（Socratic method）”，主要强调的是自主学习、合作学习和探究学习。最初应用于法学和医学专业的教学中，现在已经广泛应用于会计、市场营销等教学领域。
案例为教学目标服务，所选案例要紧扣教学内容，应具有典型性，真实性。还要具有代表性和普遍性，具有举一反三、触类旁通的作用。典型的案例往往涉及的关系比较全面，有助于学生从各个方面对所学理论加以验证，从中得出正确结论。
通过真实典型的代表性案例，可以充分调动学生学习的主动性和积极性，有利于学生精神始终维持最佳状态，提高教学效果。
一、案例教学法在《信号与系统》课程中应用的可行性研究
案例法教学可以有效的激发学生的学习兴趣，培养学生分析问题、解决问题的能力，变被动的接受知识为主动的探索学习。
《信号与系统》课程主要以介绍基本概念和基本原理为主，对于首次接触专业领域的学生来说，学习起来有一定的难度，特别是在三大变换的必要性、调制解调、抽样定理等重点、难点内容上。传统的授课方式，容易养成学生被动学习的模式，势必会导致学习积极性的降低，随着课程講授内容增加，很多学生不解部分越来越多，容易学习疲劳。
而案例法教学则可以有效解决这一问题。可以将生活中常常出现的、侧重原理应用的内容以案例的形式引入教学中，引导学生对这些特殊的情景进行讨论分析，使本课程中的理论知识有着落点，理论联系实际，从实际应用引出理论学习的必要，之后再利用理论进一步指导实际案例的更好运用。
二、案例教学法在《信号与系统》中的应用
本校采用的是高等教育出版社出版的郑君里的《信号与系统》第3版教材。第3章傅里叶变换，主要讲述了傅里叶变换的定义、常用信号的傅里叶变换、常用傅里叶变换的基本性质等，也是培养学生时域到频域分析问题的关键。传统的讲授是以课本为主，注重推导理论，但繁多的公式，复杂的过程，对于初学者容易形成枯燥、沉闷的学习氛围。
案例教学的引入，可以有效的改变这一难题。根据教学大纲的内容，在授课之前规划案例。案例可以是单独的小知识点，也可以是综合性的。傅里叶变换这一章，重点和难点是傅里叶变换的定义、调制与解调、抽样定理等。
为了提高学习的积极性和主动性，培养学生的探索问题、分析问题、解决问题的能力，设计调频式收音机综合案例来解决这一难题。
在讲授第3章之前引出案例，在教师的引导下，以调频收音机为案例，在了解发射端和接收端的主要功能时，画出收音机的基本原理框图，如图1所示：
语音信号经过处理之后发射，存在的问题及解决方法：
（1）语音信号在基带传输中存在混叠问题
为解决这个问题，引入傅里叶变换3章第4节的内容傅里叶变换。傅里叶变换是把时域中的问题变换到频率域（简称频域）的一种变换域的分析问题的方法。语音信号在时域中是随着时间变化的无规则信号，但在频域中，发现语音信号是频带有限的信号。如图2所示：
通过傅里叶变换的学习，培养学生变换域解决问题的方法，开阔思路，为后续的拉普拉斯变换和Z变换打下良好的基础。
（2）如何在空间中传输多路信号，
通过学习傅里叶变换、常用信号的傅里叶变换、基本性质发现，可以采用调制来解决语音信号在基带的混叠问题。示意图3所示：
（3）接收端如何选出接收的某一路信号
在接收端，要选择频段，涉及滤波器的参数选取问题，对滤波器的分类、工作原理等，由此引出这一部分内容。
在本案例中则是选择带通滤波器选择某一路信号，进行解调，为了保证语音信号的质量，解调后信号经低通滤波器处理，再经过功率放大，通过喇叭播出。
由此不难发现，通过合适的案例，带着探索的问题，既可以在授课时，充分引起学生的学习兴趣，理论联系实际，充实理论，培养学生学以致用的观念，又避开只讲理论，造成学习动力不足，后继无力的现象，同时又可以培养学生的分析、综合、动手能力。
在系统学习完这部分内容，可以让学生利用MatLab软件进行仿真，也可以利用电路元器件进行实际电路的设计与实现。真正做到理论与实践的有效结合，提高学习的主动性和创新性，使课堂教学实践教学和自主学习等高效的结合起来，互相支撑，相辅相成。
三、总结
《信号与系统》是一门学科基础理论课程，主要以基本概念和基本理论，基本分析方法为主，培养学生的变换域分析问题的思想。而传统教学模式，不利于学习兴趣的提高，探究问题的培养。
案例式教学法以现实生活中常见的案例，将枯燥的理论知识运用到实际的生活中，可以有效的提高学生分析问题、解决问题的能力，利于创新思维的培养，使教学活动变得有趣、实用、生动、高效。从而提高教学效率、保证教学质量，是提高信号与系统课程授课效率的有效的教学方法之一。
参考文献：
[1]刘学柱，刘海英.高职院校信号与系统课程教学改革与实践【J】.中国教育技术装备，2013，303（9）：77-81.
[2]孙明.《信号与系统》课程案例教学方法研究【J】.武汉大学学报（理学版），2012，58（S2）：173-176.
[3]张文明，罗鹏飞，谢晓霞，蔡宣平.“随机信号分析与管理”案例式教学研究【J】.电气电子教学学报，2013，35（5）：63-65.
[4]朱永红.《信号与系统》的综合案例教学方法【J】.教育教学论坛，2014，53：192-193.
作者简介：郑秀萍，女，讲师，硕士，太原科技大学电子信息工程学院，主要从事信号与系统及相关课程的教学研究，盲源分离、信号处理等方面的科学研究。
关键词：信号与系统；案例教学法；调频式收音机
基金项目：2013年校级教改项目；项目标号：20
TN911.6-4
信号与系统是电子通信类学科的专业课程，为后续的数字信号处理、通信原理、通信电子线路等专业课程奠定基础，提供基本理论和解决问题的方法等支持。该课程具有较强的实践应用背景，其所修理论知识和问题解决方法，将广泛应用于现代通信领域和自动控制领域等。因此，如何提高教学效果成为教学研究的重点。
案例教学法（Case method），又称“苏格拉底式教学法（Socratic method）”，主要强调的是自主学习、合作学习和探究学习。最初应用于法学和医学专业的教学中，现在已经广泛应用于会计、市场营销等教学领域。
案例为教学目标服务，所选案例要紧扣教学内容，应具有典型性，真实性。还要具有代表性和普遍性，具有举一反三、触类旁通的作用。典型的案例往往涉及的关系比较全面，有助于学生从各个方面对所学理论加以验证，从中得出正确结论。
通过真实典型的代表性案例，可以充分调动学生学习的主动性和积极性，有利于学生精神始终维持最佳状态，提高教学效果。
一、案例教学法在《信号与系统》课程中应用的可行性研究
案例法教学可以有效的激发学生的学习兴趣，培养学生分析问题、解决问题的能力，变被动的接受知识为主动的探索学习。
《信号与系统》课程主要以介绍基本概念和基本原理为主，对于首次接触专业领域的学生来说，学习起来有一定的难度，特别是在三大变换的必要性、调制解调、抽样定理等重点、难点内容上。传统的授课方式，容易养成学生被动学习的模式，势必会导致学习积极性的降低，随着课程講授内容增加，很多学生不解部分越来越多，容易学习疲劳。
而案例法教学则可以有效解决这一问题。可以将生活中常常出现的、侧重原理应用的内容以案例的形式引入教学中，引导学生对这些特殊的情景进行讨论分析，使本课程中的理论知识有着落点，理论联系实际，从实际应用引出理论学习的必要，之后再利用理论进一步指导实际案例的更好运用。
二、案例教学法在《信号与系统》中的应用
本校采用的是高等教育出版社出版的郑君里的《信号与系统》第3版教材。第3章傅里叶变换，主要讲述了傅里叶变换的定义、常用信号的傅里叶变换、常用傅里叶变换的基本性质等，也是培养学生时域到频域分析问题的关键。传统的讲授是以课本为主，注重推导理论，但繁多的公式，复杂的过程，对于初学者容易形成枯燥、沉闷的学习氛围。
案例教学的引入，可以有效的改变这一难题。根据教学大纲的内容，在授课之前规划案例。案例可以是单独的小知识点，也可以是综合性的。傅里叶变换这一章，重点和难点是傅里叶变换的定义、调制与解调、抽样定理等。
为了提高学习的积极性和主动性，培养学生的探索问题、分析问题、解决问题的能力，设计调频式收音机综合案例来解决这一难题。
在讲授第3章之前引出案例，在教师的引导下，以调频收音机为案例，在了解发射端和接收端的主要功能时，画出收音机的基本原理框图，如图1所示：
语音信号经过处理之后发射，存在的问题及解决方法：
（1）语音信号在基带传输中存在混叠问题
为解决这个问题，引入傅里叶变换3章第4节的内容傅里叶变换。傅里叶变换是把时域中的问题变换到频率域（简称频域）的一种变换域的分析问题的方法。语音信号在时域中是随着时间变化的无规则信号，但在频域中，发现语音信号是频带有限的信号。如图2所示：
通过傅里叶变换的学习，培养学生变换域解决问题的方法，开阔思路，为后续的拉普拉斯变换和Z变换打下良好的基础。
（2）如何在空间中传输多路信号，
通过学习傅里叶变换、常用信号的傅里叶变换、基本性质发现，可以采用调制来解决语音信号在基带的混叠问题。示意图3所示：
（3）接收端如何选出接收的某一路信号
在接收端，要选择频段，涉及滤波器的参数选取问题，对滤波器的分类、工作原理等，由此引出这一部分内容。
在本案例中则是选择带通滤波器选择某一路信号，进行解调，为了保证语音信号的质量，解调后信号经低通滤波器处理，再经过功率放大，通过喇叭播出。
由此不难发现，通过合适的案例，带着探索的问题，既可以在授课时，充分引起学生的学习兴趣，理论联系实际，充实理论，培养学生学以致用的观念，又避开只讲理论，造成学习动力不足，后继无力的现象，同时又可以培养学生的分析、综合、动手能力。
在系统学习完这部分内容，可以让学生利用MatLab软件进行仿真，也可以利用电路元器件进行实际电路的设计与实现。真正做到理论与实践的有效结合，提高学习的主动性和创新性，使课堂教学实践教学和自主学习等高效的结合起来，互相支撑，相辅相成。
三、总结
《信号与系统》是一门学科基础理论课程，主要以基本概念和基本理论，基本分析方法为主，培养学生的变换域分析问题的思想。而传统教学模式，不利于学习兴趣的提高，探究问题的培养。
案例式教学法以现实生活中常见的案例，将枯燥的理论知识运用到实际的生活中，可以有效的提高学生分析问题、解决问题的能力，利于创新思维的培养，使教学活动变得有趣、实用、生动、高效。从而提高教学效率、保证教学质量，是提高信号与系统课程授课效率的有效的教学方法之一。
参考文献：
[1]刘学柱，刘海英.高职院校信号与系统课程教学改革与实践【J】.中国教育技术装备，2013，303（9）：77-81.
[2]孙明.《信号与系统》课程案例教学方法研究【J】.武汉大学学报（理学版），2012，58（S2）：173-176.
[3]张文明，罗鹏飞，谢晓霞，蔡宣平.“随机信号分析与管理”案例式教学研究【J】.电气电子教学学报，2013，35（5）：63-65.
[4]朱永红.《信号与系统》的综合案例教学方法【J】.教育教学论坛，2014，53：192-193.
作者简介：郑秀萍，女，讲师，硕士，太原科技大学电子信息工程学院，主要从事信号与系统及相关课程的教学研究，盲源分离、信号处理等方面的科学研究。