“信號與系統”和“數字信號處理”的教學改革

摘 要： 作者對“信號與系統”和“數字信號處理”兩門信息類專業的核心課程的教學內容、教學內容、教學方式、教學手段、實驗教學、考核方式等進行了改革嘗試，提出了構建新的課程體系、優化整合教學內容的主體思路，并對相關具體內容進行了探索與實踐。

關鍵詞： “信號與系統” “數字信號處理” 教學改革

1.引言

“信號與系統”和“數字信號處理”是電子信息類專業兩門非常重要的專業基礎課程，它們的概念和方法廣泛應用于眾多領域。由于這兩門課程在電子信息專業課程體系中起著承上啟下的核心作用，教好這兩門課程對學生打好專業基礎、培養專業素質至關重要。以“信號與系統”和“數字信號處理”這兩門課程的基本理論為核心，我們研究如何處理兩門課程的重疊部分，如何使兩門課程的銜接得更好，如何達到較好的教學效果，等等。我對兩門課程進行了初步的教學探索，在教學體系、教學方法和手段、實驗教學、考核方式等方面進行了改革的嘗試。

2.課程改革的必要性和可行性

“信號與系統”和“數字信號處理”兩門課程目前存在的問題較多：兩門課程安排在兩學期，課程銜接不緊密；授課內容重復，內容配合得不好，沒有形成一個有機的整體；數學分析量大；理論聯系實際薄弱，原理、方法與應用脫節；課程的實踐環節較少，實驗內容較為陳舊，且各自應用重點不突出。因此，對這兩門課程的改革勢在必行。

（1）兩課課程的內容整合

“信號與系統”課程和“數字信號處理”課程內容有部分重疊。由于“信號與系統”課程中離散信號與系統分析內容與“數字信號處理”課程的內容有大篇幅重復，加重了兩課的學時負擔。“信號與系統”課程和“數字信號處理”課程配合不好，沒有形成有機的整體。在總結長期的教學經驗的基礎上，我對兩門課程的內容進行了歸納和整合。

從表1可看出，“信號與系統”課程中，強調連續信號與系統的時域頻域分析，并把離散信號與系統的時域頻域統一放在此課程的最后教授。這是因為緊接著就會開設“數字信號處理”課程，“數字信號處理”中主要是離散信號與系統方面的應用。可以說，“信號與系統”課程是“數字信號處理”課程的理論基礎，“數字信號處理”課程是“信號與系統”課程在離散域中的深入擴展。

（2）課程教學手段的改革

“信號與系統”和“數字信號處理”兩門課程中，涉及許多數學概念、物理概念及工程概念，特別適合采用多媒體教學手段。在電子教案中，不僅包含課程的基本原理和基本概念，更包含演示信號的變化過程、系統的響應結果等。如把卷積圖示、系統的頻率響應等做成Flash，直觀生動，便于學生理解和記憶。多媒體教學可極大地提高學生的學習效率，激發學生的積極性和學習興趣，拓展學生的思維空間。但是由于兩門課程的理論性很強，不能完全摒棄“板書”這種傳統1668e62b802e6e3e881dc3d613bb47080a8626da2d5db550db55a8d0f3573c1c的教學方式，因為多媒體教學在推導和演算上沒有傳統的教學手段清晰，特別在習題課上，學生反映更喜歡粉筆黑板的教學方法。此外，可把MATLAB仿真應用在教學中，把課程中的相關理論用MATLAB在課堂上進行相應的演示。

（3）實驗教學的改革

以往“信號與系統”和“數字信號處理”各自為政，兩課實驗多數為驗證性實驗，設計性實驗和綜合實驗較少。在新的實驗教學中，采用以MATLAB為主，以硬件實驗箱為輔，加大實驗教學的力度，重視實踐，提高學生利用理論知識解決實際問題的能力。將實驗箱與MATLAB相結合，既可讓學生熟悉相應的實驗設備，又可讓學生自己動手完成系統的設計和仿真。

部分學生未對實驗課加以重視，一是因為多數實現為驗證性實驗，不能充分調動其學習積極性；二是因為實驗課的考核以報告為主，忽視了實驗過程；三是因為實驗課一般是不單獨進行考核的。為了使學生對實驗課更加重視，強化實驗課，需要改革實驗課的考核方法。

（4）考核方式的改革

在考核方式上，一方面加大平時成績的比重，并把實驗的考核放入平時成績中，平時表現占10%，平時的作業占10%，實驗成績占10%。另一方面，考試采用開卷的方式，這樣學生就不會認為考試就是考公式考計算，學習重點就自然轉移到培養應用能力上了。

3.結語

對“信號與系統”和“數字信號處理”的課程內容進行整合教學，可以讓學生對整個課程體系有更清晰的了解，對知識理解、掌握得更透徹。同時，加強實驗環節，可以更好地鍛煉學生的實際能力。課程體系的整合及建設是一個任重而道遠的系統工程，只有進一步改進和完善兩課，整合教學工作，對課程體系、教學手段、教學方法、知識架構、學時分配、實驗建設、師資培養等環節總體規劃和深化改革，才能取得更好的教學效果。

參考文獻：

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