今日4时4分
我们迎来了小暑节气
热浪席卷,万物生长
已然接收到盛夏的信号
在南航,有这样一门课程
它既是电子信息类专业的
“当家课程”与“基本工具”
也是三航领域行业不可或缺的“敲门砖”
它就是国家级一流本科课程
“信号与系统”
如何为学子打开这扇
通往电子信息世界的大门
课程组的老师们
探索出一套“智慧密码”
从何解锁
深挖结论背后的原理
“如果将雷达比作‘千里眼’,那么信号处理就是它的‘大脑’。如何穿云越雨准确检测目标?如何从海量信号中提取准确信息?信号处理分析是关键,这就要求我们对信号的特性、处理方式有所了解。”在第一节课上,吴迪教授深入浅出的授课方式吸引着同学们的目光。
傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换,连续/离散信号,时域/频域分析……这是一门包含抽象概念和复杂数学分析的课程,如何将抽象变具象,不让学生在纷杂的数理变化中脱节,课程团队持续在“科教融合国防特色”上下功夫,将抽象的理论知识转化为具体的应用案例,建立起立体化课程知识体系。
“信号-系统-应用”立体化课程知识体系建设
“我们带领同学们不断追问为什么?这代表什么?这在现实中有什么意义?”备课过程中,吴迪和时晨光老师经常“钻”进一个知识点,从科研项目成果经验出发,梳理关键技术,找寻应用案例。无论是航空数据链、深空通信、月球轨道对接、无人采样等实际应用,还是从国家科技进步奖二等奖项目看雷达探测,都成为了“信号与系统”课程知识点的“活素材”。
具有行业特色的科教融合案例
作为一门专业基础课,“信号与系统”教授给学生一定专业基础知识和技能的同时,更重要的是对学生能力素质的训练,培养学生深度分析、大胆质疑、勇于创新的能力,为学生未来从事航空航天事业打下基础。
“如果只是告诉学生某个已有的公式结论,不能算有错,但总觉得这样还不够。”黎宁教授说,“希望尽己所能,把结论背后的道理讲清楚!”
如何创新
擦亮空天电子信息特色
“信号与系统”课程的建设历程可以追溯到20世纪60年代,是电子信息专业的经典课程。60余年来,课程团队接力传承,秉承“经纬信号、慧通系统”的教学创新目标,用“经纬”描述信号的时域和频域,以“慧通”强调系统分析方法的融会贯通,不断研究创新、探索实践、汇聚成果,逐步打造成为具有空天电子信息特色的创新课堂。
吴迪老师面向全院学生开展信号与系统难课微讲堂
“经纬天地,空天报国”是这门课始终坚持的理念。“要让学生像对待老朋友一样熟悉课本上的经典例子。实际应用中的问题往往是从这些例子演变而来。授课时,我们带领学生像拆解精密仪器一样,理解每个公式、每一步推导以及这样做的物理意义。”在朱刚、黎宁老师的带领下,团队编写出版《信号与系统》教材,简明通俗讲述知识点,配以航空航天领域生动案例,将国防创新新技术与课程知识点相衔接,凸显国防思政理念,培养学生的“空天报国”使命担当,获评江苏省“十三五”高等学校重点教材、工业和信息化部“十四五”规划修订教材。
从探究式教学到递进式问题驱动教学,问题驱动是这门课的方法所在。课程巧妙设计“基本性、应用性、挑战性”三级问题,学习滤波器知识时,从“如何提起信号”到“设计滤波器”,再到“二维滤波器的应用”,通过层层问题的递进式抛出,驱动学生逐步形成系统性思维,调动学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,使学生成为学习的真正受益者。
黎宁老师课堂教学中师生互动交流
课程还引入了“学案导学”设计,率先在校内开展“翻转课堂”。通过“课前预习”布置学习方案,引导学生自主学习;在课程学习过程中,以学生为主体,编制学习活动路线,大胆让学生去讲问题、讲思路。黎宁教授介绍说,“从被动接受转为主动探索,学生能更有针对性地提出问题、参与讨论、消化知识,也为高年级和毕业设计各阶段学习奠定知识和能力基础。”
多年的教学实践证明,“看懂”和“会做”之间存在巨大的鸿沟。要学好“信号与系统”,只靠课堂教学还远远不够。课程团队依托学校精品课程-超星平台,深耕教学资源建设,对课程内容进行了模块化设计,实现了线上线下教学资源的有机结合。
从课程资源库建设到线上线下混合式教学模式,课程团队不断创新。在线上,增添了“视频教程”“习题讲解”“知识巩固”等内容,提升了电子课件的质量;在线下,通过“课前预习”“视频教学”“知识巩固”等多种教学设计形式,将课程知识要点、分析方法及练习测试贯穿到各章各小节中。此外,课程还充分利用信息化技术,建立了“扩展阅读”“问题讨论”“章节作业”等资源模块,突破了单一教学设计的局限。
系列化的课程资源库建设
2020年,信号与系统课程获批校线上线下混合式课程建设专项。2021年,课程获批江苏省首批省级一流本科课程,并入选江苏省课程思政建设示范本科课程。2023年,课程入选教育部第二批国家级一流本科课程(线上线下混合)。2024年,课程在第二批课程建设质量校内自评估中,成绩优异,课程组获得校教学优秀一等奖。课程建设成果在业内产生了广泛影响,获得了课程建设和教学成果奖共计12项。
何以铸魂
锚定空天报国使命
“上过的最棒的课!”
“课上穿插实际问题,让我们对所学专业有更多了解”
“循循善诱、深入浅出、因材施教、线上线下结合很不错”
“很有激情,很有活力,声情并茂,清晰有条理!”
正如老师们所期待的那样,课程多年来受到学生的广泛欢迎和好评,专业近16000名学生从中受益。
学生评教留言
在老师们看来,国防特色是“信号与系统”课程的根与魂,“经纬天地、空天报国”的思政主线贯穿课程始终。“科学没有国界,但科学家有。学院雷达探测等团队传承‘航空报国’办学传统,为国防现代化做出了突出贡献。我们课程教学团队老师也都来自科研一线、重大项目一线,大家把科研经验融入教学全过程中,就是希望不仅培养学生的专业知识,还能够培养他们的爱国情怀和空天报国的使命感。”黎宁教授表示,“我们希望能够培养更多敢于面对空天电子信息工程与应用挑战的优秀人才。”课程思政微课入选新华网“新华思政”案例库,获得全国示范推广。
课程教学团队成员研究成果
获2019年度国家科学技术进步奖二等奖
未来,课程团队计划引入更多前沿的航空航天应用案例,积极探索人工智能、大数据等新兴技术在教学中的应用,进一步深化课程思政建设,推动课程教学的数字化转型。“我们将继续秉持创新精神,不断优化课程内容,提升教学质量,向建设研究型教学课程而努力。”
小暑时节,万物生长
南航的“信号与系统”课程
如同蓬勃生长的万物
正以它的创新与活力
为学子们点亮前行的道路
在这里,每一个学生都有机会
成为未来的空天报国人才
开启属于自己的辉煌篇章
特别鸣谢丨刘灿铭
素材来源丨电子信息工程学院
设计丨王颖
采写丨张瑞瑞
值班编辑丨周然
责任编辑丨彭丽、黄琳涵
出品丨晓南晓航工作室
审核丨李秀龙