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【摘要】《信号与系统》是一门专业基础课，在专业课程中占据核心的地位。本文针对此课程在教学中存在的问题，结合作者在教学中的感触，在教学质量改革过程中提出了一些具体做法和心得体会，有助于提高教学效率和教学水平。
【关键词】信号与系统；教学改革
《信号与系统》是我校为通信工程与电子信息工程两门专业设的一门重要的专业必修课程，它要求学生要有《高等数学》、《电路原理》等课程的基础，还要为后续的课程如《通信原理》、《数字信号处理》等课程打下必要的基础。所以，如何提高本课程的教学效果，许多教师都提出了自己的方法。针对本校学生自身的特点，我们在教学内容和方式上也进行了改革。
一、信号与系统课程的现状
信号与系统是一门教师难讲，学生难学的课程，它具有理论性强，课程内容抽象，公式和性质多，题量大等特点。由于本科学生在大二就开设这门课程，而且是第一门专业基础课，再加上概念抽象，又要求学生必须熟练掌握高等数学等相关知识，就会使学生误认为这门课程难学，结果造成不学这种现象的发生。另外，传统的理论教学方式是教师采用板书的形式讲述教学内容，比较单调枯燥，而学生只是被动的接受知识，用笔记的形式记录大量的公式和习题，而比较抽象的内容和复杂的图形更是无法记录；实验教学也存在较大的弊病，验证性实验占较大比例，而设计性、综合性、应用性实验很少，学生的实践能力没有得到充分的发挥，创新能力没有得到提高。最后，本课程与实际应用相结合的部分较少，学生缺乏对实际系统的感知认识，限制了学生学习的兴趣和主动性，使他们陷入为了考试而学习的误区。
二、教学内容的改革
为了优化课程体系结构，针对我校学生的特点，我们对教学内容做了一些调整，信号与系统课程的总学时为64学时，理论学时为50学时，实验为14个学时实验。在教学内容上进一步弱化了电路分析方面的内容，加强了信号的分析，重点要求学生掌握信号和线性系统分析的基本理论，原理和方法。首先介绍三变换，连续时间信号的傅里叶变换和拉普拉斯变换，离散时间信号的Z变换。考虑到在电路原理课程中讲述过拉式变换的相关内容，因此我们把重点放在傅里叶变换和Z变换上来。再介绍线性是时不变系统，强调系统函数的概念和重要性以及对系统的分析方法。教学内容各部分是相辅相成的，相互之间有着非常密切的关系，教学中我们可以突出这些相互之间的联系，使学生更深入、更清楚地掌握相关内容。
三、教学手段与方法的改革
1.课堂教学方法
学生在学习信号与系统课程的时候，首先就应该明确学习目的。强调我们为什么要学习这门课程，它有什么作用，能应用在什么地方等方面，增加学生的感性认识。先由一些学生所熟悉的实际应用开始每节课，提出几个问题，然后根据问题引出知识点，最后提出解决问题的思路，归纳总结分析方法。例如在讲到傅里叶变换，分析频谱的时候，就可以提出这样的问题：什么是频谱？它有什么作用？为什么要把时域的信号变成频域信号？然后可以举出具体的实例，让学生观察时域中难以分辨的两个信号的频谱图，展示两者的不同，使他们理解原来在时域上分辨出不同的两个信号，在频域的区别却一目了然。通过这一实例可以加深学生对频谱概念和傅里叶变换的认识和理解。减少理论推导，公式推导，更加注重物理意义、应用和分析方法。这样有助于学生克服畏难情绪，增强学生学习的自信心及学习的主动性。
如何在课堂教学中更为有效地培养学生的能力，必须要改变原来完全由教师主讲，学生听课的传统课堂模式。传统的教学中，教师和学生缺乏交流，课堂气氛沉闷，互动性差，教学效果不好。组织课堂讨论的互动式教学方式，使每个学生都要参与进（下转第184页）（上接第171页）来，这必然要督促学生在课下要查阅相关资料，充分准备，这样才能参与到课堂讨论和学习中来。积极活跃课堂气氛，充分调动学生的主动性，无论是提问问题还是讨论问题，都要引导学生积极思考，多启发，少说教，多鼓励有独特见解的学生，增强学习兴趣，注重培养学生思维上创新性。
每次课都会留部分作业题，尽量不留重复的类型题，做到题型多样化。要有针对的做题，底子较差的学生只要求做基础类型题，综合题可以选作。对于采用不同方法解题的学生，在期末给予加分，这样做充分调动了学生的学习热情，拓展他们的思维。
2.丰富教学手段
信号与系统中有大量的数学推导，课后习题也含有很大的计算量，这对于学生来说，是非常枯燥和浪费时间的，对其应用更是无法下手，造成他们有厌学的情绪。把MATLAB引入到教学中来，作为计算机辅助软件的基础平台。它可以简化复杂的理论推导和公式运算，绘制的波形图可以帮助学生理解理论知识的物理意义。例如利用MATLAB软件实现时域卷积的演示。卷积是时域分析的内容，它的计算涉及到反褶，移位，求面积等过程。通过传统的方式讲解，学生很难理解。借助MATLAB软件仿真，省去了繁琐的计算，可以直接观测时域卷积的任何一个步骤及演示结果如图1，使学生能够深刻的理解卷积运算，解决了学生的学习困难，培养了学生的自信心并能激发学生学习的积极性和兴趣，教学效果明显改善。
单一的板书方式，方便学生记录笔记，还可以留给学生一些思考问题的时间；但书写板书会占用不少时间，而且也不能形象的展示复杂的频谱图形及变化过程，缺乏直观表现，学生也不能真正理解所得结果的实际意义；而多媒体教学方式则弥补了这一不足，利用Flash等软件制作动画可以生动的把抽象的内容具体化，加深对理论的理解，启发学生的思维。但是多媒体教学方式信息量很大，学生思考的时间相对要短，不适合做理论推导和习题课。有效的将两者结合起来，取长补短，激发学生兴趣，提高学习效率。
四、实践教学改革
实践教学不再是理论教学的辅助，而是理论教学的延伸。实践教学就是培养学生的动手能力和综合设计能力。以前的信号与系统实验多为验证性实验，如信号的合成与分解等。现在在加强基础实验的同时，开展设计性实验，可以拓展学生的思维，培养学生综合应用所学知识分析问题的能力以及创新精神。我校的实验室是全天开放，配有经验丰富的实验老师。基础性实验由实验教师安排实验时间，综合性实验学生可以在网上自由进行选课。学生在老师的讲解指导下，利用信号与系统实验箱，示波器等设备，亲自调试电路，提高学生发现问题，解决问题的能力，对信号与系统的基本理论有很直观的认识。
除了保留原有的硬件实验，还要开设利用MATLAB的虚拟软件实验。MATLAB软件具有与信号、系统方面有关的工具箱，有对应的函数命令，学生可以直接使用工具箱的函数命令进行学习和应用，对参数任意修改，对系统进行模拟，可以获得技术结果和图形结果。有助于学生理论联系实际，深入的理解和掌握信号与系统中的概念、原理和分析方法等，培养和训练学生设计和调试复杂信号处理系统的能力。
五、结束语
信号与系统是通信工程与电子信息工程专业的一门重要基础课程，教学质量的好坏，对后续的课程有着重要的影响。作者结合在教学中的体会，从理论，实践等方面进行了探索，经过几年的教改研究，取得了较好的教学效果，在今后的教学实践中，仍将继续改革和总结，不断提高教学质量。
参考文献
[1]许波，陈晓平，姬伟.“信号与系统”课程教学改革思考与实践[J].电气电子教学学报，2008，30（1）8-10.
[2]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）：89-93.
[3]林乐平，欧阳宁.信号与系统课程的教学实践与思考[J].大众科技，2008（12）.
[4]曹新容.《信号与系统》的教学改革初探[J].科技信息，2012（33）：9-10.
[5]黄亚飞.信号类课程教改的实践与思考[J].中国电子教育，2010（3）.
[6]龚锦红.MATLAB在《信号与系统分析》课程教学中的应用[J].华东交通大学学报，2004（27）：168-171.
作者简介：
王晓宇（1978—），女，硕士，研究方向：通信与信息系统。
杨永辉（1971—），男，博士研究生在读，研究方向：信息与通信工程。
李朔（1976—），女，硕士，研究方向：信息与通信工程。
【关键词】信号与系统；教学改革
《信号与系统》是我校为通信工程与电子信息工程两门专业设的一门重要的专业必修课程，它要求学生要有《高等数学》、《电路原理》等课程的基础，还要为后续的课程如《通信原理》、《数字信号处理》等课程打下必要的基础。所以，如何提高本课程的教学效果，许多教师都提出了自己的方法。针对本校学生自身的特点，我们在教学内容和方式上也进行了改革。
一、信号与系统课程的现状
信号与系统是一门教师难讲，学生难学的课程，它具有理论性强，课程内容抽象，公式和性质多，题量大等特点。由于本科学生在大二就开设这门课程，而且是第一门专业基础课，再加上概念抽象，又要求学生必须熟练掌握高等数学等相关知识，就会使学生误认为这门课程难学，结果造成不学这种现象的发生。另外，传统的理论教学方式是教师采用板书的形式讲述教学内容，比较单调枯燥，而学生只是被动的接受知识，用笔记的形式记录大量的公式和习题，而比较抽象的内容和复杂的图形更是无法记录；实验教学也存在较大的弊病，验证性实验占较大比例，而设计性、综合性、应用性实验很少，学生的实践能力没有得到充分的发挥，创新能力没有得到提高。最后，本课程与实际应用相结合的部分较少，学生缺乏对实际系统的感知认识，限制了学生学习的兴趣和主动性，使他们陷入为了考试而学习的误区。
二、教学内容的改革
为了优化课程体系结构，针对我校学生的特点，我们对教学内容做了一些调整，信号与系统课程的总学时为64学时，理论学时为50学时，实验为14个学时实验。在教学内容上进一步弱化了电路分析方面的内容，加强了信号的分析，重点要求学生掌握信号和线性系统分析的基本理论，原理和方法。首先介绍三变换，连续时间信号的傅里叶变换和拉普拉斯变换，离散时间信号的Z变换。考虑到在电路原理课程中讲述过拉式变换的相关内容，因此我们把重点放在傅里叶变换和Z变换上来。再介绍线性是时不变系统，强调系统函数的概念和重要性以及对系统的分析方法。教学内容各部分是相辅相成的，相互之间有着非常密切的关系，教学中我们可以突出这些相互之间的联系，使学生更深入、更清楚地掌握相关内容。
三、教学手段与方法的改革
1.课堂教学方法
学生在学习信号与系统课程的时候，首先就应该明确学习目的。强调我们为什么要学习这门课程，它有什么作用，能应用在什么地方等方面，增加学生的感性认识。先由一些学生所熟悉的实际应用开始每节课，提出几个问题，然后根据问题引出知识点，最后提出解决问题的思路，归纳总结分析方法。例如在讲到傅里叶变换，分析频谱的时候，就可以提出这样的问题：什么是频谱？它有什么作用？为什么要把时域的信号变成频域信号？然后可以举出具体的实例，让学生观察时域中难以分辨的两个信号的频谱图，展示两者的不同，使他们理解原来在时域上分辨出不同的两个信号，在频域的区别却一目了然。通过这一实例可以加深学生对频谱概念和傅里叶变换的认识和理解。减少理论推导，公式推导，更加注重物理意义、应用和分析方法。这样有助于学生克服畏难情绪，增强学生学习的自信心及学习的主动性。
如何在课堂教学中更为有效地培养学生的能力，必须要改变原来完全由教师主讲，学生听课的传统课堂模式。传统的教学中，教师和学生缺乏交流，课堂气氛沉闷，互动性差，教学效果不好。组织课堂讨论的互动式教学方式，使每个学生都要参与进（下转第184页）（上接第171页）来，这必然要督促学生在课下要查阅相关资料，充分准备，这样才能参与到课堂讨论和学习中来。积极活跃课堂气氛，充分调动学生的主动性，无论是提问问题还是讨论问题，都要引导学生积极思考，多启发，少说教，多鼓励有独特见解的学生，增强学习兴趣，注重培养学生思维上创新性。
每次课都会留部分作业题，尽量不留重复的类型题，做到题型多样化。要有针对的做题，底子较差的学生只要求做基础类型题，综合题可以选作。对于采用不同方法解题的学生，在期末给予加分，这样做充分调动了学生的学习热情，拓展他们的思维。
2.丰富教学手段
信号与系统中有大量的数学推导，课后习题也含有很大的计算量，这对于学生来说，是非常枯燥和浪费时间的，对其应用更是无法下手，造成他们有厌学的情绪。把MATLAB引入到教学中来，作为计算机辅助软件的基础平台。它可以简化复杂的理论推导和公式运算，绘制的波形图可以帮助学生理解理论知识的物理意义。例如利用MATLAB软件实现时域卷积的演示。卷积是时域分析的内容，它的计算涉及到反褶，移位，求面积等过程。通过传统的方式讲解，学生很难理解。借助MATLAB软件仿真，省去了繁琐的计算，可以直接观测时域卷积的任何一个步骤及演示结果如图1，使学生能够深刻的理解卷积运算，解决了学生的学习困难，培养了学生的自信心并能激发学生学习的积极性和兴趣，教学效果明显改善。
单一的板书方式，方便学生记录笔记，还可以留给学生一些思考问题的时间；但书写板书会占用不少时间，而且也不能形象的展示复杂的频谱图形及变化过程，缺乏直观表现，学生也不能真正理解所得结果的实际意义；而多媒体教学方式则弥补了这一不足，利用Flash等软件制作动画可以生动的把抽象的内容具体化，加深对理论的理解，启发学生的思维。但是多媒体教学方式信息量很大，学生思考的时间相对要短，不适合做理论推导和习题课。有效的将两者结合起来，取长补短，激发学生兴趣，提高学习效率。
四、实践教学改革
实践教学不再是理论教学的辅助，而是理论教学的延伸。实践教学就是培养学生的动手能力和综合设计能力。以前的信号与系统实验多为验证性实验，如信号的合成与分解等。现在在加强基础实验的同时，开展设计性实验，可以拓展学生的思维，培养学生综合应用所学知识分析问题的能力以及创新精神。我校的实验室是全天开放，配有经验丰富的实验老师。基础性实验由实验教师安排实验时间，综合性实验学生可以在网上自由进行选课。学生在老师的讲解指导下，利用信号与系统实验箱，示波器等设备，亲自调试电路，提高学生发现问题，解决问题的能力，对信号与系统的基本理论有很直观的认识。
除了保留原有的硬件实验，还要开设利用MATLAB的虚拟软件实验。MATLAB软件具有与信号、系统方面有关的工具箱，有对应的函数命令，学生可以直接使用工具箱的函数命令进行学习和应用，对参数任意修改，对系统进行模拟，可以获得技术结果和图形结果。有助于学生理论联系实际，深入的理解和掌握信号与系统中的概念、原理和分析方法等，培养和训练学生设计和调试复杂信号处理系统的能力。
五、结束语
信号与系统是通信工程与电子信息工程专业的一门重要基础课程，教学质量的好坏，对后续的课程有着重要的影响。作者结合在教学中的体会，从理论，实践等方面进行了探索，经过几年的教改研究，取得了较好的教学效果，在今后的教学实践中，仍将继续改革和总结，不断提高教学质量。
参考文献
[1]许波，陈晓平，姬伟.“信号与系统”课程教学改革思考与实践[J].电气电子教学学报，2008，30（1）8-10.
[2]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）：89-93.
[3]林乐平，欧阳宁.信号与系统课程的教学实践与思考[J].大众科技，2008（12）.
[4]曹新容.《信号与系统》的教学改革初探[J].科技信息，2012（33）：9-10.
[5]黄亚飞.信号类课程教改的实践与思考[J].中国电子教育，2010（3）.
[6]龚锦红.MATLAB在《信号与系统分析》课程教学中的应用[J].华东交通大学学报，2004（27）：168-171.
作者简介：
王晓宇（1978—），女，硕士，研究方向：通信与信息系统。
杨永辉（1971—），男，博士研究生在读，研究方向：信息与通信工程。
李朔（1976—），女，硕士，研究方向：信息与通信工程。