信号与系统教学改革初步探讨

刘丹

【摘要】本文主要是针对西南科技大学城市学院的教学实际情况，分析了当前信号与系统课程的教学现状，提出了课程改革探讨、尝试的思路，通过加深物理概念，淡化数学推导、培养学生的兴趣、加强实验教学环节这三种手段，提高了教学质量，使得师生都有良好的收获。

【关键词】信号与系统 ； 教学改革 ； 教学方法

【中图分类号】G64 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2015）15-0013-01

信号与系统是电子、通信等专业的专业基础课，以高等数学、复变函数、电路分析等课程为基础，其主要是研究信号与系统的基本概念和主要分析方法，是一门理论性和实用性都比较强的课程。麻省理工学院的奥本海姆教授在《Signals and Systems》一书中也指出：“信号与系统课程不仅是工程教学中一门非常基本的课程，而且也成为工科同学们在大学教育阶段所修课程中最有得益而又引人入胜和最有用处的一门课”[1]。

一、目前教学现状

信号与系统课程本身理论性比较强，经常被老师认为难教，被学生认为难学，继而厌学，根据实际的教学效果来看确实是如此。主要问题在于：

1.课程本身特点

信号与系统课程内容本身比较抽象，只凭老师口头讲解和学生自己的想象很难理解，而且课程中又有很多的公式、定理和许多的数学推导过程，自身学习功底差一点的学生短时间内难以消化，以致问题越积越多。而且信号与系统课程内容很多，包含时域、频域、复频域，而教学课时偏少，上课的老师只能选择性的讲或把课堂的信息量加大，提高了课程难度，导致学生的厌学情绪。

2.学生积极性

随着社会的发展，学生基本上已经养成了被动学习的习惯，以教师为中心，你教我学的灌输模式已越来越普遍。这种情况下，再加上考核方式大多是是依赖期末考试，大多数学生都是抱着及格就行的态度，所以很多都是平时不怎么学，考试前看看书，这样就大大降低了学生主动学习的积极性。

3.理论与实际相脱节

缺乏用于专业实验的机房与信号与系统专业实验室，学生缺乏实际动手操作经验，对课程中大量的应用性较强的内容不能实际动手设计、调试和分析，不能学以致用。

二、课程改革思路与方法

1.加深物理概念，淡化数学推导

信号与系统课程之所以被认为难学，是因为本课程是以高等数学、电路分析原理、工程数学和线性代数等课程为前期基础，数学性质较强，但是三本的学生总体上数学基础薄弱，如果有过多的数学推导就会让学生感觉自己是在学数学课，而不是专业基础课，通过具体的应用实例深入浅出地引出每个知识点的目的、思维方式、结果的应用领域，采用简化理论推导，强化物理概念的教学理念，把教学重点放在由數学模型、数学公式、数学表征等体现的信号与系统理论与方法的物理内涵上面。教学中一方面要把重点放在讲透由数学抽象所反映出来的物理概念和方法上，另一方面，利用数学工具引导学生很快地抓住信号与系统理论和方法的本质。这样，才能使学生由抽象到具体地理解课程内容及其本质，掌握课程精髓，克服学习时停留在数学理解上这一片面的学习状态，要就课学课，而不是感觉在做高数题。例如在讲述傅里叶变换的性质时，重点应该放在性质的应用，并以例题来练习性质，由此学生便可明白频域分析的意义。

2.培养学生的兴趣

都说兴趣是最好的老师，如果学生对这门课很有兴趣就不会是为了考试而学习这门课，他们会有很大的积极性去主动的自学。首先要让学生意识到这门课的重要性，以及对后续专业课程的影响，还有考研有可能会考的专业课等。培养兴趣在第一节课很重要，抓住学生的好奇心理，引入生活中的一些相关的先进的例子，让学生对这门课充满探知的欲望，激发学生的学习动力。我们建议采用“期末理论考试+平时考核+实践考核”的考核方式来评价学生的成绩，而不是单一的期末考试成绩，这样就能比较全面地评价学生对本课程学习的水平。

3.加强实验教学环节

MATLAB强大的数值分析和计算结果可视化功能，为本课程的实践体系提供了强大的支持。其中的 Simulink支持线性和非线性系统、连续时间系统、离散时间系统、连续和离散混合系统，而且系统可以是多进程的。[2]

在实验教学的过程中，我们可以用软硬结合的实验模式。软件实验，通过采用 MATLAB 软件工具，学生可以随意修改参数、比较实验结果，还可以利用MATLAB来自行设计模拟系统，加强学生的综合设计能力。做硬件实验时，可以提高学生的动手能力及分析问题的能力。

三、改革成果

通过以上三种方法，学生对“信号与系统”课程的基本理论知识的掌握和理解是逐年增强的，对“信号与系统”课程的重视程度也是逐年增加的，学生的成绩逐年提高了很多[3]。软硬结合的实验模式，提高了学生的实践能力，加深了理论知识的理解，而且使学生尽早地接触先进的设计工具，调动他们的积极性和主动性，激发了学习欲望。

参考文献

[1]陈苏婷.“信号与系统”的教学改革探讨[J].科技信息，2008（31）：203-204.

[2]童峰，李霞.Matlab在“信号与系统”课程教学中的应用[J].电气电子教学学报，2007，29（2）：82-84.

[3]任力颖，卢孟夏，杨萍.应用性本科“信号与系统”课程改革探索 [J].北京联合大学学报 （自然科学版 ），2010，（1）.endprint