“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)中的MATLAB實(shí)例應(yīng)用研究

胡衛(wèi)軍　曹曉莉　楊光祥

摘要：針對(duì)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程概念抽象、理論性較強(qiáng)、學(xué)生不易掌握等特點(diǎn)，通過(guò)具體實(shí)例研究了MATLAB在信號(hào)的運(yùn)算、頻譜分析和系統(tǒng)的根軌跡分析等方面的應(yīng)用，以此降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞：信號(hào)與系統(tǒng)；實(shí)例；MATLAB

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）45-0166-03

以新一代互聯(lián)網(wǎng)、新一代移動(dòng)通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算為代表的新一輪信息技術(shù)日益受到全球社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重點(diǎn)關(guān)注，而信息技術(shù)及其相關(guān)領(lǐng)域和學(xué)科的發(fā)展，無(wú)不滲透著信號(hào)與系統(tǒng)的概念和分析方法。作為研究信號(hào)與系統(tǒng)分析的基本理論和方法的一門基礎(chǔ)課程，其重要性也日益凸顯[1]。“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的主要目的是使學(xué)生掌握信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念和基本分析方法，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和今后從事相關(guān)的科學(xué)技術(shù)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[2]。該課程理論性強(qiáng)，涉及微積分、工程數(shù)學(xué)等較復(fù)雜的數(shù)學(xué)推理和計(jì)算內(nèi)容；實(shí)踐性強(qiáng)，需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生處理信號(hào)工程應(yīng)用中若干問(wèn)題的綜合能力；系統(tǒng)性強(qiáng)，其核心概念、原理特性和應(yīng)用設(shè)計(jì)的教學(xué)，大多都不能脫離系統(tǒng)模型[3]。

一、“信號(hào)與系統(tǒng)”課程傳統(tǒng)教學(xué)模式

目前我國(guó)高校的教學(xué)方法通常以灌輸式教學(xué)為主，教學(xué)結(jié)構(gòu)以章節(jié)為教學(xué)單位組織教學(xué)，缺少對(duì)知識(shí)的強(qiáng)化和內(nèi)在關(guān)系的整體把握[4]，所以很多學(xué)生在學(xué)習(xí)這門課程時(shí)，普遍感到概念抽象，對(duì)其中的分析方法和基本理論不能很好地理解和掌握[5]。而國(guó)外的斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院等知名高校的“信號(hào)與系統(tǒng)”教學(xué)方式多樣，鼓勵(lì)創(chuàng)新思維，互相交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)[6]，這樣有助于學(xué)生“吸收消化”豐富的課堂內(nèi)容。

二、MATLAB在“信號(hào)與系統(tǒng)”教學(xué)中的應(yīng)用

MATLAB軟件是目前科學(xué)計(jì)算與仿真中常用的軟件，可以方便地進(jìn)行矩陣運(yùn)算及符號(hào)運(yùn)算，能進(jìn)行二維、三維繪圖并可將計(jì)算結(jié)果可視化，因而可以利用其為信號(hào)與系統(tǒng)教學(xué)服務(wù)。

三、結(jié)語(yǔ)

本文“信號(hào)與系統(tǒng)”教學(xué)中的三個(gè)實(shí)例，研究了MATLAB在“信號(hào)與系統(tǒng)”課程中卷積運(yùn)算、頻譜分析和系統(tǒng)根軌跡圖等方面的應(yīng)用。學(xué)生可以通過(guò)對(duì)這些實(shí)例的學(xué)習(xí)舉一反三，從而能夠利用MATLAB動(dòng)手編程對(duì)其他信號(hào)和系統(tǒng)進(jìn)行分析。可以看出，MATLAB在本課程中的應(yīng)用能夠幫助學(xué)生更加形象地理解所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，減輕學(xué)生的畏難情緒，提高學(xué)習(xí)興趣，使整個(gè)教學(xué)過(guò)程更加順利。

參考文獻(xiàn)：

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基金項(xiàng)目：本文系重慶工商大學(xué)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（130236）研究成果

作者簡(jiǎn)介：胡衛(wèi)軍（1977-），男，湖南汝城人，重慶工商大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息工程學(xué)院，副教授。endprint