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淺析高校專業基礎課程的教學
【論文關鍵詞】隨機信號分析 遞進式 比較式 外延式 啟發提問
【論文摘 要】高校專業基礎課程的教學既有基礎課的特點，又具備其專業針對性，本文以筆者在《隨機信號分析》課程多年的教學實踐為例，探討了專業基礎課程教學在教學內容編排上的遞進式、教學內容拓展上的比較式和外延式、教學實施方法上的啟發提問式等教學經驗。
一、引 言
專業基礎課程作為學生在完成基礎課程學習后、進入專業課程學習前的一類必修課程，通常在大二下學期或大三上學期開設，既具有基礎課的特點，偏重基礎理論的教學；又具有專業課的專業針對性，為學生進入本專業的專業課程打下基礎。
由于專業基礎課程的這種特點，而學生又尚不具備較豐富的專業知識背景，因此，既容易因專業知識背景的缺乏而產生“畏難”情緒，也容易因基礎理論知識的講解而產生“厭學”情緒。如何講好專業基礎課程，激發學生的學習興趣，如何保證學生能夠通過專業基礎課程的學習打牢扎實的專業知識基礎，順利進入后續專業課程的學習，就成為每一位教授專業基礎課程的教師應認真思考和解決的問題。
《隨機信號分析》是信息和類專業的專業基礎課，目的是為電子工程與信息工程領域的學生打好專業基礎，以適應學習信號處理的需要，課程教學中強調對隨機信號基本概念的理解和掌握系統的分析方法，注重基本理論與實際系統，特別是電子系統的聯系；注重創新意識和綜合素質的培養，堅持將知識學習、能力訓練和綜合素質培養融為一體，強調學生發現問題、分析問題、解決問題能力的培養，為后續課程的學習打下堅實的理論基礎。
筆者在多年從事《隨機信號分析》的教學實踐中，對于專業基礎課程的教學也進行了長期的思考和探索，在教學內容的編排、拓展和教學方法等方面形成了一些想法，今成文以拋磚引玉。
二、開宗明義，講好“緒論”課。
學生接觸任何一門課程的第一堂課，都是“緒論”，而有些教師又往往認為“緒論”不過是簡單的課程介紹，重視程度不夠。實際上，在專業基礎課程的教學中，“緒論”是非常重要的第一堂課。學生在以前的學習中大多數課程都屬于公共基礎課，對自己將要進入的專業學習沒有完整的理性認識，也不知道即將要學習的專業基礎課與公共基礎課的差異以及今后的用處。
教師應利用好“緒論”課，開宗明義地向學生闡述本門課程與以往公共基礎課的聯系和差異，將要用到以前哪些課程的相關知識，并有針對性地介紹一些相關專業知識，讓學生明白本門課程以后將在哪些后續課程中使用，尤其是會在哪些專業領域中應用。
要講好“緒論”，還應該盡量使用具有創意的新課導入方法或方式，來激起學生的注意力，誘導他們積極思考，而且可激發學生學習這門課的興趣。
以《隨機信號分析》為例，它用到的公共基礎課程主要是高等和概率論等，相關的專業基礎課程主要包括電子電路、信號與系統等，而這門課程在通信類專業中主要應用于通信原理等專業課程。經過對這些課程間的聯系比較，學生對于在這門課程中將要學習的內容和以后的用處就會有一個比較清晰的脈絡。
為了激發學生學習的興趣，我們常常會舉噪聲的例子。不少學生都曾經在教師下設計和制作過一些簡單的電路，在這個過程中，他們經常會聽到噪聲這個詞，也知道對于噪聲的研究和處理非常重要，但究竟如何定義噪聲，噪聲的特性除了表現為雜亂無章，從數學上應如何表述，這些問題實際學生并不清楚，在這門課程的學習中，就可以了解這些相關的知識。通過舉實際的學生感興趣的例子，可以引導學生去積極思考問題，讓他們可以直觀感受到本課程學習的用處和可能得到的收獲。
三、教學內容編排上的遞進式
專業基礎課程的教師面對的是已學完公共基礎課程和一些相關課程，但是尚未進入專業知識學習的學生，授課中的教學內容應依照課程標準或教學大綱，但是在內容的編排上應采用靈活的遞進方式。
所謂遞進方式的教學內容編排，也就是說，根據專業基礎課程本身的特點和授課對象前期知識積累程度，要注意學生知識的銜接和重疊，教學內容應從前導的相關公共基礎課程內容入手，對于將進入本課程的內容，根據學生掌握情況進行濃縮、精講，逐步地引入相關的專業背景知識，引導學生進入對專業知識的學習。
《隨機信號分析》課程的直接前導課程是“概率論”，通常根據學生前期的學習情況，我們對大部分學生理解程度不深的隨機性的本質會再次闡述，但不是簡單地復述，而是結合信號分析的方法，解釋隨機性體現在信號中會如何表現，會影響信號的哪些參數，我們為什么要研究隨機性在信號中的影響等問題。對于隨機信號的概念，也是從“概率論”中提到過的隨機變量入手，討論二者的聯系和區別，闡述二者在分析方法上的差異。
這樣遞進式的內容編排，既可以幫助學生較順利地接觸到專業背景知識，不至產生畏難和厭學情緒，又很適合于因人施教，靈活微調教學內容，調整教學節奏和進度。
四、教學內容拓展上的比較式和外延式
一個專業課程體系的設置會基本涵蓋整個專業方向的知識層面，如何讓學生能夠盡可能寬泛地了解本專業的研究內容，建立起對專業方向的一種全局認識，而不至于把每門課程的教學內容割裂開來，仿佛一個個的知識孤島，這也是我們在專業基礎課程的教學中應該要注意解決的問題，也就是在教學內容上做適當的拓展，讓學生了解各門課程內容的聯系、應用上的區別，能夠有觸類旁通的感觸，在不同的課程之間建立起聯系的紐帶。
我們認為，教學內容的拓展可采用比較式和外延式。
所謂比較式，主要指的是結合教學內容，對于和其他相關課程內容上有相似或相關之處，應著重指出不同之處，包括描述方法的不同、概念引入方式的不同，尤其是應用場合的不同。通過比較方式，學生可以在已經接觸過的內容基礎上迅速掌握本課程的知識點，且有較深刻的理解。
以《隨機信號分析》中“隨機信號過線性系統”一節為例，學生在“信號與系統”課程中曾經學習過“信號過線性系統”的內容，我們在教學中，對這兩部分內容做了詳細的比較分析。在“信號與系統”課程中，“信號過線性系統”討論的是確定性信號經過線性系統的分析，分析重點在于確定性信號經過特定的線性系統后其輸出信號的形式，比如線性系統h（t），輸入信號為余弦信號x（t）＝a•cos（ω0t＋φ），我們主要分析x（t）經過h（t）后的輸出信號y（t）應該是什么樣的信號形式，也就是計算y（t）的表達式。而在《隨機信號分析》課程中，“隨機信號過線性系統”討論的是隨機信號經過線性系統的分析，分析重點在于隨機信號經過特定的線性系統后其輸出信號的特性，而不是具體的信號表達式，比如線性系統h（t），輸入信號為隨機信號X（t）＝A•cos（ω0t＋φ）（其中A和φ為隨機變量），我們主要分析X（t）經過h（t）后的輸出隨機信號Y（t）的期望、方差、自相關函數、平均功率等統計特性，而往往不關心Y（t）具體的數學表達式。經過這樣的比較，學生可以很容易抓住“隨機信號過線性系統”這節內容的教學要點和分析思路。
所謂外延式，指的是對本課程的某些知識點，若在其它課程中也同樣出現過，可以引導學生進行回顧、聯系，并盡可能解釋在不同課程中出現同樣的知識點，它們的引入方式和結論描述之間的異同。經過這樣知識點的外延，不僅能激發學生的學習興趣，幫助學生更好解本課程的知識點，且能夠幫助學生在不同課程之間建立起聯系的紐帶，對整個專業方向的課程設置體系建立全局的認識。
我們在講解隨機信號的平均功率時，就曾以X1（t）＝a?cos（ω0t＋φ1）（其中φ1為均勻分布于（0，2π）的隨機變量）和X2（t）＝a?cos（ω0t＋φ2）（其中φ2為均勻分布于（0，π/2）的隨機變量）這樣兩個不同的隨機信號為例，通過分析，我們知道X1（t）是一個寬平穩隨機信號，而X2（t）是一個非平穩隨機信號，但是這兩個信號的平均功率都是a2/2；針對這個知識點進行外延，學生在電路課程中曾經學習過一個確定信號x（t）＝a?cos（ω0t＋φ）的平均功率為a2/2；于是引出了這樣一個問題，兩個不同的隨機信號、一個確定性信號，為什么平均功率會是一樣的呢？我們引導學生從平均功率的本質來考慮，平均功率實際上是對信號幅度特性的一種描述方式，它與信號的相位無關，隨機信號X1（t）和X2（t）的不同只是體現在樣本函數的相位上，而它們所有樣本函數的振幅則是完全相同的，同樣的，確定信號的振幅也是一樣的，因此三個不同信號的平均功率是一樣的。
五、教學實施方法上的啟發提問式
古人云：“學貴知疑，小疑則小進，大疑則大進，疑者覺悟之機，一番覺悟，一番長進。”只有不斷提出問題，才能探究解決問題。啟發提問，就是教師用問題來啟發學生思考，培養學生“生疑、質疑和釋疑”的能力。
啟發提問的教學方法是一種傳統且行之有效的教學方法，專業基礎課程的教學尤其需要注意使用啟發提問的教學方法，由傳統的以教師為中心的“填鴨式、滿堂灌”轉化為以學生為主的靈活的教學方法，使學生成為教學的主體，去幫助學生調整學習方法和思路，盡快進入對專業方向研究的思考。
我們在進行啟發提問時，需要進行精心的設計，包括“何時提問”、“提哪些問題”、“如何提問”等等。當然，我們提出的問題，有的需要學生討論回答，有的則作為引入新課的懸念，可以不作回答，并且根據回答情況適時掌握教學進度，調整教學內容的深度，補充必要的知識內容。
六、結束語
綜上所述，我們認為，專業基礎課程的教學，首先應講好“緒論”，開宗明義，讓學生明確學習內容，激發學習興趣；其次在教學內容的編排上可采取遞進式，注意與前導課程的銜接；再次在教學內容的拓展上可采取比較式和外延式，把本課程知識和學生已學過的相關課程的知識進行比較和拓展延伸；最后，為了培養學生的能力，教學中應注重啟發提問的方式和方法。
參考文獻
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2 鐘玉海等.高等學［M］.合肥：合肥大學出版社，2005.9
3 徐健寧.關于《數字電子技術》課程教學設計的思考［J］.科學教育，2008（11
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