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《信号与系统》课程教学方法的研究与探索 　　 摘 要： 《信号与系统》是电子信息类专业的一门重要的专业基础理论课程。本文针对《信号与系统》课程特点，对该课程的课堂教学方法进行了一些研究和改革。实践表明，通过这些改革，提高了学生的学习积极性，增强了学生分析、解决问题的能力，培养了学生的创新能力，并为后续课程打下了坚实的基础。 　　 关键词： 信号与系统； 教学研究； 教学改革； 教学效果 　　中图分类号： G427 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）05-0131-02 　　 　　 信号与系统是电气信息类专业的一门重要专业基础课程，其理论性较强，概念抽象而难以理解，公式推导复杂、计算繁琐。此课程主要讨论确定性信号的时域和频域分析，线性时不变系统的描述特性以及信号通过线性时不变系统的时域分析和变换域分析，[1]理论性很强，内容比较抽象，公式和理论推导较多，知识点多，覆盖面广，在进行系统分析时的时域图和频谱图都较难绘制，是一门具有一定教学难度的专业基础课，存在教师难教、学生学习吃力的情况。笔者根据近几年来承担《信号与系统》教学的实践经历，研究和探索了以下几方面的教学方法。 　　 一、课前准备 　　 课前准备包括选择教材及参考书，撰写教案，制作多媒体课件等方面。首先是选择教材。教材的选取是课前准备中最重要的一环，教师应根据学生的水平选择一本既涵盖教学大纲全部内容，又不至于太深奥的教材，这样有助于学生完成大纲所规定的任务，也不会因为难度过高而打击学生的学习热情。其次是参考书。参考书的选择应遵循“少而精”的原则，这样有助于学生从不同角度来理解同类问题。第三是撰写教案。有一份完整的教案是上好课的前提和保证，教师在撰写时应对本节课的框架、重点难点等做出妥善安排，并适当发挥，这样才能保证良好的教学效果。最后是制作多媒体课件。一个课件能否真正体现多媒体教学的优势，关键在于内容是否全面，重点是否突出，难点能否突破，能否激发学生的学习兴趣，从而达到优化课堂教学的目的。教师必须做到以下几点才能最大限度的发挥多媒体课件在教学中的作用：1）对???学内容进行深入细致的研究，明确在教学过程中使用传统教学方法难以解决的地方在哪里；2）对课件进行需求分析，明确使用课件要达到的目标，并以此为依据规划所需的多媒体表现形式；3）深入规划课件所涵盖的教学内容，明确课件由哪些板块组成，确定各板块所涉及的内容，明确整个教学过程在课件各部分中的表现形式。 　　 二、现代化教学手段与传统教学形式相结合 　　 “信号与系统”课程的重要特点之一就是公式和理论推导相对较多，概念较为抽象。另外由于信号与系统的教学内容多，课时有限等多种原因，在实际教学中往往采用多媒体教学与黑板板书相结合的方法，对于黑板板书难以解决的某些知识点采用动画的形式展现，而对于逻辑性较强的推导过程、例题的解答等内容则更适于采用传统的板书方式。 　　 在教学过程中，引入MATLAB作为信号与系统分析的工具。MATLAB语言目前是国际控制界最流行的计算机语言，强大的功能使它成为系统分析和仿真设计的首选语言。[2]借助MATLAB进行学习，可以简化求解，快速分析，得出有助于理解的、形象逼真的图像与图形，从而可以把学习重点放到抽象概念、重点原理的理解上，减少不必要的烦琐推导与运算。例如，一个周期方波信号，可以通过解析法来求出其三角形式的傅立叶级数，但不太直观。在此可以采用MATLAB编程演示其各次谐波的叠加情况，通过MATLAB编程，可以非常清晰地观察周期方波信号的分解与合成现象，教学效果非常好。另外，通过引入MATLAB，可使学生在掌握信号与线性系统的基本理论与方法的基础上，通过对实际问题建立数学模型，用适当的数学工具对数学模型进行分析和求解，最终能够独立地分析问题和解决问题，从而提高学生应用基本理论和基本方法分析与解决实际问题的能力学生，能够更有效地学习知识，提高创新能力。因此，MATLAB软件的学习对于现代《信号与系统》教学来说，具有重要的作用。 　　 三、信号分解与合成教学方法 　　 信号与系统是讲什么的是每个学生的第一个疑问。如果系统就是一个“黑箱”，那么怎样研究这个黑箱呢，黑箱具有哪些特性呢？研究方法一般有两种，一种是打开黑箱研究结构，另一种是给黑箱加外界作用，观察黑箱所作的反应。[3]这就像要知道一家工厂是做什么的，可以不必进入其内部，只需观察其输入的原料和输出的产品即可。这里可以把工厂看作系统，原料和产品看作输入信号和输出信号。信号与系统的研究方法大体上属于后一种。其中所加的外界作用被称为“输入信号”，而系统所作的反应称为“输出信号”。用更专业一点的术语来说是“激励信号”和“响应信号”。信号与系统简言之就是信号对系统产生作用，以及系统对信号作出的反应。理