改革视点

　　近年来，我校大力推进本科人才培养改革，努力培养学生的创新精神和实践能力，在“小班研究型教学”课程建设等方面取得一定成绩，已立项“新生研讨课”74门、探究式小班教学课158门。截止到2017年底，学校各类研究型课程已开课1263门次，累积覆盖学生达42573人次。成电师生共同掀起了一场旨在提升人才培养质量的“课堂革命”，齐心协力书写我校本科人才培养的“奋进之笔”。窥一斑而知全豹，新闻中心记者特深入《信号与系统》课程组，通过探访这块践行“小班研究型教学”的“试验田”，看看成电的课堂发生了哪些变化，老师和同学们又有哪些反响。

没有标准答案：讨论课题目竟然暗藏“陷阱”

　　吕幼新教授和史创博士一起开设的《信号与系统》小班课程已经告一段落。近日，他们上了本学期第一次讨论课，让学生对前四章的学习内容进行梳理总结。总结的方式不是让学生写“八股文”，也不是“刷题”，而是分组讨论了三个没有标准答案的“挑战性问题”。

　　“对比分析LTI系统的时域、频域分析方法”“讨论能否以及如何扩展时域、频域方法并以此来分析非线性系统或时变系统”“怎样设计一个输入为1kHz正弦波、输出为2kHz正弦波的系统？”这些题目都需要“费脑筋”，讨论方向涵盖了系统特性分析、系统特性测量、逆系统设计等，均是本学科工程应用中最为常见的问题。

　　题目在两周之前就布置好了，同学们自由分组，各显神通、相互配合，分别对3个题目给出各自的解决方案。解决这些问题所涉及的知识都是前4个章节已经学过的，但要真正解决好这些问题，靠“刷题”是刷不出来的，必须对这些知识融会贯通、综合运用。

讨论课上同学们分组展示

　　讨论课上，6个小组分别派代表上讲台展示小组的方案。一个人讲完，小组其他同学还可以补充或纠正。讲台下其他小组的同学可以随时提出疑问，甚至可以“挑刺”。讲解的同学必须对其他人的提问进行回应。观点的热烈交锋形成了一种“论道”的氛围，让同学们觉得新鲜刺激。

　　在学生展示讲解的时候，史创博士在一旁主持讨论，有时候会参与到某个小组的讨论当中。在吕幼新教授的指导下，史创博士在讨论课的设计上下了一番功夫，尤其是在考评方式上把各小组学生自评和指导老师打分相结合，既增加了小组之间的交流，也增加了小组内部的互动，避免小组内出现滥竽充数的“南郭先生”。

　　史创表示，“以前的小组整体得分制度使部分学生有机会蒙混过关，现在我们把评分规则转变成自评/总评表，自评表要求同学们对自己的贡献进行量化，以百分比来注明自己对每一道讨论题目的参与度，这样，努力参与的同学得到与付出相称的奖励，能促进每一位同学对讨论课的主观投入。”

　　在同学们讨论的过程中，吕幼新教授坐在教室后面，带着由衷的欣赏静静地聆听同学们的讲解，并在学生展示结束之后适时地进行点评和指导。他主讲的《信号与系统》课程已经坚持多年不上习题课了，他更喜欢这种热烈讨论的形式。他说，这样更容易激发学生的学习兴趣。

　　这次讨论课的三个题目都很有特点。在系统特性分析中，讨论题目反复向同学们传达一个信息：《信号与系统》课程所讲的理论和方法都是以线性时不变系统为基础建立的；第三小题还故意设置了一个陷阱，让同学们分析一个非线性系统的频率响应。许多同学都在这里栽了跟头，也都得到了一次生动的教训。在逆系统设计中，用等间隔的冲激串模拟房间冲激响应，不仅引入了语音信号处理的应用场景，还巧妙地为后续课程《数字信号处理》中FIR和IIR滤波器概念进行铺垫，由此诱发出同学们对未知的好奇。

　　两节小课、90分钟，但感觉过得很快，对有的题目的讨论还没有完全展开就下课了。这一次讨论课比以往更加紧凑而且富有效率。同学们似乎意犹未尽，在课后继续与老师进行交流。“这让我们看到了一个新的契机和更大的挑战！”史创说，“把讨论从课堂上延伸到课堂外一直是我们的心愿，讨论不应该限于一两节讨论课，更应该成为一种持久的学习习惯、一种精英的思维方式。”

同学们下课后继续与老师交流

　　回顾这次讨论课的效果，吕幼新教授表示，在今后的课程中，他们会优化设计，进一步提高同学们对英文文献检索和阅读的能力。

讲课注意“留白”：给学生留下充分的思维空间

　　《信号与系统》课程是由原电子工程学院承担的“电子信息工程大类”的一门必修学科基础课，重点讨论确知信号和线性时不变系统，即信号通过线性时不变系统后求解系统输出的各种数学方法，其中所涉及的一些基本概念和分析方法，对于所有工程类专业都很重要。

　　吕幼新教授自1986年6月从西安交通大学本硕毕业到成电任教至今，长期从事信号与系统的教学和科研工作。在他心目中，《信号与系统》课程不仅是工程教学中的一门最基本的课程，而且也是工程类学生在大学教育阶段所修课程中最有得益、最引人入胜和最有用处的一门课程。正因如此，多年来他一直努力摸索教育的规律，探索并大力倡导教学理念的转变和教学方法的更新。

吕幼新教授正在讲授《信号与系统》课程

　　他的理念是，教育一定要回归人才培养的本质，培养学生的自主学习能力，教他们独立、理性地思考，并且让他们在学习的过程中享受到认知的快乐，激发他们求知的渴望。“这才是创新的源泉啊！”他说，如果以应试为目的、围绕标准答案灌输知识，就没有办法让学生体验认知的快乐。要带来快乐，一定要让学生自己发现新东西。

　　吕幼新教授一直秉承并大力提倡这种教育理念。无论是在学校的青年教师入职教学培训中，还是在学院的课程改革中，抑或是在《信号与系统》课程组的交流讨论中，他都大力倡议推广这种理念，并且以身作则践行这种理念。《信号与系统》是学校最早实现小班化教学100%覆盖的课程之一，是回归教育本质的典型案例。

　　实际上，小班化只是课堂的外在表现形式，而不是教学改革的目的和内容。班级变小之后，教学方法也要有相应的变化，首先要终结“满堂灌”的方式，为学生留下思考的空间。早在2001年，吕幼新教授就把MIT使用的《信号与系统》英文原版教材向全校推广，该教材由美国国家工程院院士和IEEE会士奥本海姆等编著，是该领域的经典教材。此后，他和吕明教授共同认真研究该教材各章节的关系之后，决定不讲第六、七、八章，把这三章留给学生自己消化。

　　这三章的内容主要是对第四章讲的连续时间傅里叶分析方法的具体应用，而且这个教材的体系编排很好，非常适合学生自学。另外，这三章内容在期末考试、考研、考博时都是必须要考到的知识点，因此学生自学的积极性比较高。所以，只需给学生布置一些开放性题目，就可以把这三章布置给学生自学，再通过讨论课帮助学生牢固掌握这些知识。起初他们担心效果不好，后来发现学生用这种方法的学习效果比“刷题”好得多。

　　不仅是这三章内容，在其他各个章节，吕幼新教授也十分注重教学生如何思考，让学生掌握规律、举一反三。在第一次讨论课之前讲“连续时间LIT系统的模拟框图表达”时，他只讲了“一阶系统”和“二阶系统”，然后启发学生观察把握规律，自己画出了“n阶系统”的模拟框图并推导出了n阶微分方程的同解方程组。

吕幼新教授课堂板书掠影

　　教学方法的改变从学时数上可以明显反映出来。以前讲《信号与系统》课要讲60多个学时，再上几个学时的习题课，加起来总共72个学时。现在，只需讲50多个学时，而讨论课则增加到10多个学时。

　　“吕老师讲课的思路很清晰，对我们的启发很大，而且他的粉笔板书写得很漂亮，板书更能让我们比较轻松地跟上他的思路。”信息与通信工程学院2017级李睿聪同学说，参加第一次讨论课的收获也挺大，同学们一起讨论，既可以从大家所犯的共性错误中汲取教训，也可以相互启发思路和灵感。

倡导科教融合：发动科研高手冲锋教学一线

　　作为课程组组长，吕幼新教授深知建设一支数量多、教学水平高的《信号与系统》课程教学队伍的重要性。这是因为大学的精英教育有别于中学教育，也与职业教育完全不同，它在本质上是一种学术教育。这就要求大学教师应有为教育、为学术而研究的精神。

　　“大学教师在教书上发挥作用，有赖于他对自己所在学科的了解和学术造诣。老师自己会思考，才能教学生思考；老师自己弄懂了，才能教学生弄懂。”他说，“我们要动员、鼓励在本学科领域有造诣的教授来主讲这门极为重要的课程，鼓励本课程组经验丰富的教授多参与对年轻教师的指导与培养，并鼓励青年教师到国外进修学习。”

　　杨建宇教授是吕幼新教授拉过来上课的学术大牛之一。之所以说是“拉”过来的，是因为2001年杨建宇教授正担任原电子工程学院院长，忙得不可开交，同时科研工作任务也很繁重。即便如此，吕幼新仍不放弃，软磨硬泡、生拉硬拽，把杨建宇推到了教学一线。不料上了一段时间的课，杨建宇自己深深喜欢上了本科教学工作。

　　杨建宇研究的领域是雷达成像。在教学中，他把自己的学术研究成果融合进课堂，常结合雷达成像的具体案例为学生讲解《信号与系统》中的基本理论。有一次，他把一幅看起来灰蒙蒙的原始雷达图像，经过“距离压缩”和“方位压缩”两步处理之后，还原成了十分清晰的雷达影像，让学生惊讶不已。

杨建宇教授以雷达图像处理为例讲解信号与系统的基本原理

　　随着曾兵教授、朱策教授、陈彦教授、何子述教授、何茜教授等更多学术大牛以及学术新人武俊杰博士、朱树元博士、张瑛博士、程婷博士、夏威博士、刘翼鹏博士、刘帅成博士、张寅博士、史创博士和李中余博士加入进来，《信号与系统》课程的师资队伍也迅速壮大，教研相长的局面更加活跃。

　　现在，课程组已经形成了“百花齐放”的良好态势。老师们纷纷结合自己的学术特长，把雷达信号处理、数字图像处理等各个科研领域的信号处理案例融入教学过程，让学生在丰富多样的案例中体会信号与系统基本原理的无处不在和灵活应用方法。

吕明教授正在讲授《信号与系统》课程

程婷博士正在讲授《信号与系统》课程

　　教研结合不仅丰富了课堂，也为老师带来了很大收获。他们发现，教学并不是一种与科研对立的“负担”，而是一种帮助老师们理解科研工作的重要过程。程婷表示，“信号与系统课程的内容是我们这个领域做科研经常用到的基础知识，只有自己吃透了、用活了，才能给学生讲清楚、说明白。这就倒逼老师们自己要研究透、研究通。”

　　现在，《信号与系统》课程已有15个小班，任课教师多达30位，其中不乏IEEE Fellow、千人、长江、杰青等大牌教授，同时青年教师的积极性也得到了很好的调动，并在与大牛一起授课的过程中使青年教师的教学经验和水平得到了大幅提高。

　　“我从2017年开始跟着吕老师学习教学，收获挺多的！”作为吕幼新教授的助教，史创博士感慨良多，他把自己的空闲时间都安排出来，只要吕幼新教授讲课，他都要去听。他说，“这对把握课程内容、节奏、方法都很有用。到课堂上听一遍课要比看一遍讲义更加有效。”

　　2018年，新的学院——“信息与通信工程学院”成立，《信号与系统》课程面向的本科生数量更多。但吕幼新对课程组下一步的工作充满信心。他说，“我们会进一步探索、改进小班教学模式，包括小班教学的课堂组织、开放式讨论题目的设置、对开放式讨论的考核办法等。我们也会继续打造一支学术水平高、教学经验丰富、教学水平高的课程教学团队，使教学队伍的规模达到40人左右，形成主讲教授15人、副教授20人、讲师与助教5人的结构，为我校精英人才培养做出更大的贡献。”