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摘要：针对“信号与系统”课程传统教学模式的不足，提出了融合研讨式学习与 CDIO理念下的“信号与系统”课程教学改革思路。通过讨论式教学方式、基于项目的学习、学科交叉、改革课程考核方式等措施提高了学生的学习兴趣，拓宽了学生的知识面，有利于学生创新能力和素质的培养，促进学生个性的发展和实现教学目标。
关键词：信号与系统；教学改革；CDIO
作者简介：印勇（1963-），男，重庆人，重庆大学通信工程学院副院长，教授。（重庆 400044）
基金项目：本文系重庆市高等教育教学改革研究重大项目（项目编号：101103）的研究成果。
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）34-0071-02
传统的工程教育偏重于学科知识的传授，在实践能力和创新能力方面的教育、训练存在许多缺陷，严重影响了人才培养的质量，已经不能满足时代发展对人才培养提出的要求。
2000年，美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成跨国研究组合，经过四年的探索研究创立了CDIO工程教育模式并成立了CDIO国际合作组织。CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate）四个英文单词的缩写，它是“做中学”和“基于项目教育和学习”的集中概括和抽象表达。CDIO是一整套符合工程科技人才成长规律和特点的教育模式，它通过各种教学方法让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲要求以综合的培养方式使学生在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面达到预定目标，具有很强的可操作性，是近年来国际工程教育改革的最新成果，具有良好的发展前景和推广价值。
“信号与系统”课程是电子信息类相关专业本科教育中最重要的专业基础课之一。该课程通过将信号和电路系统抽象为数学模型、分析和研究信号与线性系统的基本概念、原理、方法与性能。该课程理论性强，课程内容与数学知识和物理概念联系紧密，是本科教学中公认的“难课”。为高质量地完成信号与系统课程教学，我们借鉴CDIO工程教育理念，对“信号与系统”课程教学改革进行了有益的探索和实践，教师通过问题引导、学生课外自主研究、课堂讨论的教学模式发挥学生学习的主动性，培养学生科学研究的意识和思维方法。
一、传统“信号与系统”课程教学模式的不足
1.“满堂灌”式的“一言堂”课堂教学
传统“信号与系统”教学中主要采用以教师讲授为主的教学模式。学生在学习过程中仅被动地接受知识，加之课程理论性强，课程内容涉及复杂抽象的数学关系，学习起来比较晦涩难懂，造成相当部分学生的厌学情绪，不利于发挥学生学习的主动性，严重影响教学效果。
2.理论学习与工程实践脱节
一般该课程配合理论教学内容仅开设了少量的验证性实验，且在课程教学中教师往往只注重纯理论知识的传授，面对抽象的数学关系，学生很难与实际工程中的物理概念与工程概念联系起来，不利于培养学生的工程概念、实践能力、创新意识及创新能力，难以提高学生主动参与的兴趣。
3.学科知识缺乏融会贯通
“信号与系统”与“电路原理”、“电子技术”、“通信原理”等课程虽有密不可分的联系，然而，学生的学习过程中把它们视为毫无关系的相互独立的课程，几乎无法体会到它们之间的联系，缺乏课程知识间的融会贯通。
4.课程考核方法单一
该课程的考核一般都采用期末一次性考试，同时参考平时作业评定成绩的方式，考核方法单一，缺乏对学生学习过程的控制和评价，无法实现对学生进行能力素质的考核，导致学生知识学习与能力素质发展不协调。
二、基于CDIO理念的课程教学改革
1.合理设置疑问，采用研讨式教学方式
在“信号与系统”课程教学中，我们梳理总结了课程知识点，根据“信号与系统”课程各部分知识的特点，合理设置疑问，并将学生每4～6人分成一个讨论小组，让学生课外查阅资料，在老师的指导下进行课堂讨论和陈述，充分调动学生主动、积极、自觉思维的内因，活跃教学气氛，提高教学效果。如，采用微分方程分析线性系统响应的教学中，在课前设置“怎样利用微分方程的特解、齐次解分析系统零输入响应、零状态响应、全响应？有多少种分析途径？零输入响应、零状态响应、全响应与系统初始状态、原始状态有怎样的关系？”等疑问，让学生利用已有的微分方程的数学基础，在课外查阅资料，在课堂通过讨论和陈述观点使学生牢固掌握该知识点，提高教学效果，彻底改变了目前教师“满堂灌”的教学方式。
2.通过基于项目的学习，促进理论与实践相结合
“信号与系统”是一门理论性和实践性较强的课程，需要学生将抽象的数学关系与实际工程中的物理概念和工程概念联系起来。通过设计若干课程研究项目，如“信号频谱分析研究”、“信号分析与音乐合成研究”、“吉布斯效应研究”、“线性时不变系统频率特性研究”等，引导学生分小组依托开放实验室自主完成项目研究，并撰写研究报告，让学生真正理解和掌握理论知识，并应用理论知识解决工程实际问题，使学生的学习目的更加明确，实践动手能力得到明显增强。
3.学科交叉，拓宽学生的知识面
“信号与系统”是建立在“高等数学”、“复变函数”、“电路原理”、“电子技术”等诸多学科基础上的一门课程，要求学生具有扎实的专业基础。在教学中要让学生在学习信号与系统分析理论的同时，巩固和提高其他专业基础课程的知识、能力。如学生通过线性时系统传输函数的研究和学习，进一步拓宽“电路原理”课程中二端口网络、电路的频率特性、电子技术课程中放大器增益、频率特性等方面的知识；通过编写Matlab仿真程序，加深计算机语言和软件方面的知识；通过课程分析讨论和项目研究，掌握处理信息和观察实验能力。这样，本课程的学习就与“高等数学”、“复变函数”、“电路原理”、“电子技术”等多门课程紧密结合，使学生对各课程知识融会贯通，对学科知识有更深刻的理解和更宽阔的思路。 4.加强课程教学过程控制，改革课程考核方式
改革“信号与系统”课程考核方法，要求每位学生必须参与课程小组讨论，并在课堂上陈述自己的观点；通过课程设置的研究实践项目进行“做中学”，并将其纳入课程考核范围。本课程期末考试仅占总成绩的50%，课程研究实践项目成绩、作业、课堂讨论等占总成绩的50%，改变了“期末一考定终身”的方式，强化了学生参与教学全过程的意识。
三、教学效果
在融合研讨式学习与CDIO理念的指导下，通过课程教学设计和两届学生的教学实践，学生主动学习和钻研的积极性明显增强，学生在课堂上积极主动地进行思考和回答问题，对学习充满了兴趣。他们发现课程涉及的数学公式不再枯燥抽象，而是解决实际工程问题的引人入胜的有力工具。学生在课外利用开放实验室独立主动完成课程研究项目不仅巩固了课堂和教材上的基本知识，还融入了其他课程或参考资料中的信息，拓宽了知识面。例如，在“信号分析与音乐合成研究”中，学生不仅巩固理解和掌握了信号频谱、信号傅里叶分析方法等，而且还学到了乐理知识、音乐音调音色与其频谱的关系，强化了计算机语言和程序设计能力等。学生们在项目研究学习中充分发挥自主创新思维，完成了许多富有创意的音乐合成作品，提高了综合分析能力和创新能力。
四、结束语
通过融合研讨式学习与CDIO的“信号与系统”课程教学改革优化了课程教学内容，强化了学生的实践能力，初步形成了传授知识、培养能力、素质教育“三位一体”的课程教学体系；在课程教学中发挥了“学生是教育主体”的作用，有利于学生创新能力和素质的培养，有利于实现教学目标和促进学生个性的发展。
参考文献：
[1][美]Edward F.Crawley.重新认识工程教育：国际CDIO培养模式与方法[M].顾佩华，沈民奋，陆小华，译.北京：高等教育出版社，2009.
[2]顾佩华，沈民奋，李升平，等.从CDIO到EIP-CDIO——汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究，2008，26（1）：12-20.
[3]查建中.论”做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，
2008，（3）：1-9.
[4]应自炉，甘俊英.基于自主网络资源库的“信号与系统”教学改革[J].电气电子教学学报，2009，31（6）：84-85.
（责任编辑：王祝萍）
关键词：信号与系统；教学改革；CDIO
作者简介：印勇（1963-），男，重庆人，重庆大学通信工程学院副院长，教授。（重庆 400044）
基金项目：本文系重庆市高等教育教学改革研究重大项目（项目编号：101103）的研究成果。
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）34-0071-02
传统的工程教育偏重于学科知识的传授，在实践能力和创新能力方面的教育、训练存在许多缺陷，严重影响了人才培养的质量，已经不能满足时代发展对人才培养提出的要求。
2000年，美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成跨国研究组合，经过四年的探索研究创立了CDIO工程教育模式并成立了CDIO国际合作组织。CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate）四个英文单词的缩写，它是“做中学”和“基于项目教育和学习”的集中概括和抽象表达。CDIO是一整套符合工程科技人才成长规律和特点的教育模式，它通过各种教学方法让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲要求以综合的培养方式使学生在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面达到预定目标，具有很强的可操作性，是近年来国际工程教育改革的最新成果，具有良好的发展前景和推广价值。
“信号与系统”课程是电子信息类相关专业本科教育中最重要的专业基础课之一。该课程通过将信号和电路系统抽象为数学模型、分析和研究信号与线性系统的基本概念、原理、方法与性能。该课程理论性强，课程内容与数学知识和物理概念联系紧密，是本科教学中公认的“难课”。为高质量地完成信号与系统课程教学，我们借鉴CDIO工程教育理念，对“信号与系统”课程教学改革进行了有益的探索和实践，教师通过问题引导、学生课外自主研究、课堂讨论的教学模式发挥学生学习的主动性，培养学生科学研究的意识和思维方法。
一、传统“信号与系统”课程教学模式的不足
1.“满堂灌”式的“一言堂”课堂教学
传统“信号与系统”教学中主要采用以教师讲授为主的教学模式。学生在学习过程中仅被动地接受知识，加之课程理论性强，课程内容涉及复杂抽象的数学关系，学习起来比较晦涩难懂，造成相当部分学生的厌学情绪，不利于发挥学生学习的主动性，严重影响教学效果。
2.理论学习与工程实践脱节
一般该课程配合理论教学内容仅开设了少量的验证性实验，且在课程教学中教师往往只注重纯理论知识的传授，面对抽象的数学关系，学生很难与实际工程中的物理概念与工程概念联系起来，不利于培养学生的工程概念、实践能力、创新意识及创新能力，难以提高学生主动参与的兴趣。
3.学科知识缺乏融会贯通
“信号与系统”与“电路原理”、“电子技术”、“通信原理”等课程虽有密不可分的联系，然而，学生的学习过程中把它们视为毫无关系的相互独立的课程，几乎无法体会到它们之间的联系，缺乏课程知识间的融会贯通。
4.课程考核方法单一
该课程的考核一般都采用期末一次性考试，同时参考平时作业评定成绩的方式，考核方法单一，缺乏对学生学习过程的控制和评价，无法实现对学生进行能力素质的考核，导致学生知识学习与能力素质发展不协调。
二、基于CDIO理念的课程教学改革
1.合理设置疑问，采用研讨式教学方式
在“信号与系统”课程教学中，我们梳理总结了课程知识点，根据“信号与系统”课程各部分知识的特点，合理设置疑问，并将学生每4～6人分成一个讨论小组，让学生课外查阅资料，在老师的指导下进行课堂讨论和陈述，充分调动学生主动、积极、自觉思维的内因，活跃教学气氛，提高教学效果。如，采用微分方程分析线性系统响应的教学中，在课前设置“怎样利用微分方程的特解、齐次解分析系统零输入响应、零状态响应、全响应？有多少种分析途径？零输入响应、零状态响应、全响应与系统初始状态、原始状态有怎样的关系？”等疑问，让学生利用已有的微分方程的数学基础，在课外查阅资料，在课堂通过讨论和陈述观点使学生牢固掌握该知识点，提高教学效果，彻底改变了目前教师“满堂灌”的教学方式。
2.通过基于项目的学习，促进理论与实践相结合
“信号与系统”是一门理论性和实践性较强的课程，需要学生将抽象的数学关系与实际工程中的物理概念和工程概念联系起来。通过设计若干课程研究项目，如“信号频谱分析研究”、“信号分析与音乐合成研究”、“吉布斯效应研究”、“线性时不变系统频率特性研究”等，引导学生分小组依托开放实验室自主完成项目研究，并撰写研究报告，让学生真正理解和掌握理论知识，并应用理论知识解决工程实际问题，使学生的学习目的更加明确，实践动手能力得到明显增强。
3.学科交叉，拓宽学生的知识面
“信号与系统”是建立在“高等数学”、“复变函数”、“电路原理”、“电子技术”等诸多学科基础上的一门课程，要求学生具有扎实的专业基础。在教学中要让学生在学习信号与系统分析理论的同时，巩固和提高其他专业基础课程的知识、能力。如学生通过线性时系统传输函数的研究和学习，进一步拓宽“电路原理”课程中二端口网络、电路的频率特性、电子技术课程中放大器增益、频率特性等方面的知识；通过编写Matlab仿真程序，加深计算机语言和软件方面的知识；通过课程分析讨论和项目研究，掌握处理信息和观察实验能力。这样，本课程的学习就与“高等数学”、“复变函数”、“电路原理”、“电子技术”等多门课程紧密结合，使学生对各课程知识融会贯通，对学科知识有更深刻的理解和更宽阔的思路。 4.加强课程教学过程控制，改革课程考核方式
改革“信号与系统”课程考核方法，要求每位学生必须参与课程小组讨论，并在课堂上陈述自己的观点；通过课程设置的研究实践项目进行“做中学”，并将其纳入课程考核范围。本课程期末考试仅占总成绩的50%，课程研究实践项目成绩、作业、课堂讨论等占总成绩的50%，改变了“期末一考定终身”的方式，强化了学生参与教学全过程的意识。
三、教学效果
在融合研讨式学习与CDIO理念的指导下，通过课程教学设计和两届学生的教学实践，学生主动学习和钻研的积极性明显增强，学生在课堂上积极主动地进行思考和回答问题，对学习充满了兴趣。他们发现课程涉及的数学公式不再枯燥抽象，而是解决实际工程问题的引人入胜的有力工具。学生在课外利用开放实验室独立主动完成课程研究项目不仅巩固了课堂和教材上的基本知识，还融入了其他课程或参考资料中的信息，拓宽了知识面。例如，在“信号分析与音乐合成研究”中，学生不仅巩固理解和掌握了信号频谱、信号傅里叶分析方法等，而且还学到了乐理知识、音乐音调音色与其频谱的关系，强化了计算机语言和程序设计能力等。学生们在项目研究学习中充分发挥自主创新思维，完成了许多富有创意的音乐合成作品，提高了综合分析能力和创新能力。
四、结束语
通过融合研讨式学习与CDIO的“信号与系统”课程教学改革优化了课程教学内容，强化了学生的实践能力，初步形成了传授知识、培养能力、素质教育“三位一体”的课程教学体系；在课程教学中发挥了“学生是教育主体”的作用，有利于学生创新能力和素质的培养，有利于实现教学目标和促进学生个性的发展。
参考文献：
[1][美]Edward F.Crawley.重新认识工程教育：国际CDIO培养模式与方法[M].顾佩华，沈民奋，陆小华，译.北京：高等教育出版社，2009.
[2]顾佩华，沈民奋，李升平，等.从CDIO到EIP-CDIO——汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究，2008，26（1）：12-20.
[3]查建中.论”做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，
2008，（3）：1-9.
[4]应自炉，甘俊英.基于自主网络资源库的“信号与系统”教学改革[J].电气电子教学学报，2009，31（6）：84-85.
（责任编辑：王祝萍）