信号与系统课程创新探索.docx

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“信号与系统”课程创新探索

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王昭

摘要：针对目前“信号与系统”课程特点及教学中存在的问题，文章分析了应用型本科院校“信号与系统”课程的教学目标、教学对象及学情，结合计算机仿真，提出从教学设计和方法等方面进行课程教学创新。教学实践表明，该方案的实施可以明显改善教学效果，提高学生听课的积极性。

关键词：“信号与系统”;课程创新;教学改革

0引言

大学教育分为3个阶段，通识教育、学科基础教育和专业教育。“信号与系统”课程是一门通信工程、电子信息工程、电气工程及自动化等相关专业非常重要的学科基础课程，在整个专业体系教育中起到承上启下的作用。承上，学生要先修“高等数学”“线性代数”“电路分析基础”等课程;启下，“信号与系统”课程中的方法和理论是学生后续学习“通信原理”“数字信号处理”“自动控制原理”等课程非常重要的基础。课程中提出的概念以及相关的思想和方法在很多科学和技术领域都起着十分重要的作用。另外，本门课程是电子信息类很多高校的考研专业课，其重要性得到越来越广泛的认识。所以如何上好“信号与系统”课程，使学生学的懂、主动学，至关重要[1]。

1“信号与系统”课程简介

这门课程的核心是通过“信号与系统”课程的学习，使学生掌握信号的表示、系统的描述以及信号加入到系统所产生的响应。

围绕着上述核心问题，课程分别从时域、频域、复频域角度展开分析，同时开展信号频谱分析、能量频谱分析、系统的稳定性和因果性等方面的研究，对于通信中的调制与解调、频分复用、时分复用、失真等工程应用背景很强的内容也有涉及。总体来说，包括了连续信号与系统和离散信号与系统两类系统;时域分析法和变换域分析法两种分析方法;傅里叶变换、拉普拉斯变换和z变换三大变换[2]。

2“信号与系统”课程教学现状

“信号与系统”的教学对象是电子信息类本科二年级以及专科通信技术专业的学生，学生数学基础相对薄弱，学习自控力有限，如何因材施教，把课程讲得通俗易懂而又知识点全面，激发学生的学习热情和积极性，是首先要解决的问题[3]。

传统的“信号与系统”教学，以课堂理论讲述及公式推导为主。由于该课程本身理论性强，涉及大量数学推导与证明，与“高等数学”结合甚密，要求学生有较好的数学基础，所以这门课程一直以来都被认为是一门较难的专业课，学生往往觉得枯燥、抽象、难懂，比如卷积的定义，周期信号的傅里叶级数展开等，整体来说教学效果不是十分理想。

3“信号与系统”课程教学创新研究

针对上述问题，结合学生的实际情况，讨论“信号与系统”课程讲授过程中的创新点，目的是提高學生学习兴趣，改善教学效果。

3.1理论教学和实际工程应用相结合

“信号与系统”课程虽然公式多、计算量大，但是这些枯燥的数学公式后面都包含着鲜活的工程意义。所以，授课时应注重前沿科技与学生熟悉的生活实际案例的结合，让学生深刻体会本门课程的工程意义而绝非只是数学课，提高学生的学习热情，提升学生积极思考、延伸学习的能力。实现培养学生由问题到目标的探索学习能力、逻辑思维的能力以及运用知识解决问题的能力等等。如表1所示，列举了“信号与系统”课程中可以和工程应用相结合的部分知识点。

3.2理论教学和实验、仿真相结合

结合实验、仿真等多种手段，降低学生的理解难度，转变传统课堂教学抽象难懂的状况。

以周期信号的分解与合成为例，如图1所示，是通过MATLAB软件仿真周期信号的分解与合成理论，最高谐波次数分别取到7次、21次、41次和99次，使学生直观地理解“所取谐波分量越多，合成波越接近原来的方波信号”这一结论及吉布斯现象。

以抽样定理这一节内容为例，讲授时可以通过理论推导与实验波形测量相结合的方式，增加学生对该知识点的理解。如图2所示，其中，原信号为周期性的三角波信号，最高频率为3kHz，采样频率及示波器的截止频率如图2所示，实验结果验证了采样频率必须取原信号的最高频率的两倍以上，即：fs=2fm;滤波器的截止频率fc必须满足fm=fc=fs-fm，原信号才可被无失真的恢复出来。实验结果和理论推导相结合，直观明了。

4结语

“信号与系统”课程作为电子信息类专业的基础课，占有重要的基础地位。通过理论结合实际、应用、实验等，提高课堂教学效果，提升学生学习兴趣，降低学生学习难度，达到培养学生由问题到目标的探索学习能力、逻辑思维分析能力、运用知识解决问题的实践动手能力的目的。

[Reference]

[1]李曼.微课在“数据结构”课程中的设计和应用[J].微型电脑应用，2020（10）：59-61.

[2]燕庆明.信号与系统教程[M].3版.北京：高等教育出版社，2012.

[3]白鱼秀.“大学计算机基础”课程多元化教学改革研究[J].微型电脑应用，2020（9）：19.

[4]吴大正.信号与线性系统分析[M].4版.北京：高等教