随机信号分析是一门研究随机信号变化规律的学科,是电子信息类专业高年级本科生必修的专业基础课程,在整个专业教学计划中起着承上启下的作用。《随机信号分析》课程学习的主要内容包括随机信号的基本概念、时域和频域统计特性描述、随机信号通过系统分析。我从2005年3月开始担任该课程的主讲教师,已有8年多的授课经验。现就如何讲好《随机信号分析》课谈几点个人体会。
跟班听课传帮带
我的备课工作是在虚心请教、学习教研室众多老教师丰富教学经验的前提下完成的,他们的言传身教令我获益匪浅。从担任《随机信号分析》课程的讲授工作开始,我先后跟班听取了沈允春、张朝柱、姜弢、马惠珠老师的课,这四位老教师承担该课程的讲授工作多年,对待工作一丝不苟、兢兢业业,他们的很多教学经验值得我学习和借鉴。在跟班听课过程中,我发现他们总是反复推敲如何引课,如何与以往内容衔接,如何把基本教学内容与工程实际问题结合。受他们的启发我在备课的过程中也会有所侧重。在听课、做笔记、参考老教师讲稿的基础上,我逐渐形成了自己的课堂讲稿。有了老教师的传帮带,我的备课工作开展得很顺利,课堂上也能很快适应大课氛围。在之后每年授课前,我都会根据上一年度教学过程中存在的问题对已有的讲稿进行查漏补缺,不断完善。
融会贯通上好引导课
《随机信号分析》这门课需要掌握的知识较多,与前期课程内容联系紧密,如《高等数学》、《概率论》、《信号与系统》、《数字信号处理》等。学生刚开始接触这门课程或其中的概念时,并不了解学习的意义,也不清楚知识间的相互联系,如果没有正确的学习方法引导,对所学知识就无法融会贯通。因此,如何站在学生的角度上好导课、引课十分关键。教师要引导和帮助学生迅速了解这门课程讲述的内容、学习的意义及如何学好这门课程等一些学生关心的问题,从课程一开始就抓住学生的注意力。同时,我还在授课过程中利用前一次课所学知识,设计小问题调动起学生学习的积极性,并选择适当例子导入本次课的内容,引导学生主动思考,逐步形成自身的知识脉络。随着知识点的一步步推进,学生可以顺利地得出结论,这一过程所产生的成就感有助于提升学生学习的主动性。
多媒体辅助 抽象变直观
《随机信号分析》是一门理论性很强的课程,我在授课过程中很重视对基本概念和基本公式的讲解,力求对概念进行准确定义,通过适当举例,深入浅出地把概念的来龙去脉向学生讲解清楚。针对较难理解的公式定理,我会边推导,边设问,边启发,利用板书一步步推导来促进学生对问题的理解。另一方面,《随机信号分析》是一门专业基础课而非数学课,因此我只做了相应的ppt课件,采用多媒体辅助教学手段,通过MATLAB仿真及文字说明等方式来帮助学生理解抽象的理论内容。例如,在讲授白噪声通过线性系统的时候,教材上仅仅给出大量的数学公式推导,不直观,学生不易理解。通过MATLAB仿真给出白噪声,分别通过理想低通/带通/高通系统的波形示意图,增加了课堂的教学信息量。此外,在上课之前我还会考虑如何通过板书和多媒体的相互配合来清晰地体现教学的脉络轨迹,在哪些地方布疑可以激起学生的共鸣;什么问题可以由学生来自主完成分析;什么时候可以给予适当的提示。通过合理利用多媒体课件,不仅可以提高课堂学习效率,还有助于增强学生对知识的理解及方法的运用。
案例融入 激发兴趣
《随机信号分析》的基本理论,广泛地应用于雷达、声纳、通信、语音处理和图像分析等现代信号处理系统。由于学习内容涉及到很多的新概念和繁琐的数学推导,如果平时教学过于注重随机信号在数学层面的理论分析,就会造成理论与实际脱节,原理、方法与应用联系不够,该课程就会变为一门抽象的数学课,会使学生感觉课程内容繁杂,理解不透,更不知该如何去应用。针对这一现象,我根据自己平时的科研项目,巧妙地选择相应的案例融入课堂教学中,例如,无线信道模型与高斯、瑞利分布的随机过程之间的关系,相关检测的应用,引导学生进行自主思考,领悟如何运用该课程所学的知识解决实际问题。有了工程应用的背景,能够进一步激发学生研究的兴趣。