關于獨立工科學院《信號與系統》課程建設

王娟 王聃 胡廣洲

【摘 要】《信號與系統》是電子信息類各專業的一門重要的技術基礎課，其教學目標是培養實際應用和動手實踐能力強的應用型技能型創新人才。《信號與系統》課程提出在保證學生掌握基本理論知識的前提下，將理論教學、MATLAB實驗教學和學生課外MATLAB實踐能力培養相結合，側重培養學生綜合應用知識的能力。

【關鍵詞】《信號與系統》 獨立工科學院 MATLAB課程內容

《信號與系統》是信息類專業的核心專業基礎課，課程中的概念和分析方法廣泛應用于通信、自動控制、信號與信息處理、電子技術、電氣工程、電路與系統、計算機科學、生物醫學工程等領域。

通過對本課程的學習，學生能夠掌握信號分析的基本理論和方法，掌握線性非時變系統的各種描述方法，掌握線性非時變系統的時域和頻域分析方法，掌握有關系統的穩定性、頻響、因果性等工程應用中的一些重要結論。同時，通過這門課程的學習，學生的分析問題和利用所學的知識解決問題的能力也能夠在原來的基礎上有所提高。

本課程有著很強的數學背景，內容涉及線性微分方程、復變函數、積分變換、離散數學等多門數學課程的知識，本課程的主要任務也是結合線性系統分析這一個主線，對這些數學方法進行詳細的介紹。但它又不同于數學課程，雖然它在數學推導上比較嚴密，但是在內容中又不苛求數學上的系統和嚴密。《信號與系統》課程不僅具有很強的理論性，同時也具有很強的實用性。通過實際系統分析，學生可以更好地將所掌握的數學知識應用到工程實際當中。這些問題可以通過MATLAB仿真來解決。

一、《信號與系統》的教學實踐應用

通過對本課程的學習，可以為學生今后進一步學習信號處理、網絡理論、通信理論、控制理論等課程打下良好的基礎。

（一）強化了工程實際應用

《人號與系統》教材編寫切合學科的發展方向，包含了許多電子和通信領域的新進展、新技術方面的內容。一些過時的分析方法和內容被拋棄，一些重要的理論方法和概念得到了強化，如信號的運算方面，強化了時延、尺度變換、反折等運算。根據信息技術的發展，引入了相關的運算，匹配濾波的概念，強化了工程實際應用。同時教材配有大量的例題、復習思考題和習題。另外，本教材在最后給出了《信號與線性系統分析方法綜述》，作為對整體內容的了解和總結，應該介紹給學生學習。

（二）強化了動手實踐

《信號與系統》課程與本科生的許多課程，如《電路》《數字信號處理》《DSP原理與應用》《數字圖像處理》《通信原理》等有密切的聯系。《信號與系統》課程是一門理論性很強的課程。為了加強學生對課程內容的理解，除了課內實驗外，我們還增加了一些相關的實踐環節，開設了“MATLAB程序設計”，在訓練學生學習和掌握MATLAB工具的同時，指導學生進行一些信號與系統方面的實踐，加深了學生對相關知識點的理解。

總之，結合我校教學型大學的定位和培養應用型技能型創新人才的培養目標，建設水平較高的工科獨立學院的發展目標， 《信號與系統》課程不僅具有很強的理論性，而且具有很強的實用性。根據學校的定位，課程組提出在保證學生掌握基本理論知識的前提下，將理論教學、MATLAB實驗教學和學生課外MATLAB實踐能力培養相結合，側重培養學生綜合應用信號與系統知識的能力。 本課程的教學目的是讓學生掌握信號和線性系統的分析的基本理論、基本原理和方法，掌握線性非時變系統的各種描述方法，掌握線性非時變系統的時域和頻域分析方法，掌握有關系統的穩定性、頻響、因果性等工程應用中的一些重要結論，以便能夠在后續課程的學習和工作中靈活應用這些方法解決問題。

二、課程教學內容及其解決方案

（一）教學內容

根據課程的性質以及本課程與相關課程的關系，結合我校的教學經驗，確定本課程的教學內容體系。

在課程內容組織上，正確處理各種關系，明確提出：時域分析與變域分析、信號分析與系統設計、連續系統與離散系統分析并重，經典分析與現代分析并重，解析方法與數字方法并重，軟件實現與硬件實現并重。按照認知規律，將課程教學內容組織為：先連續系統分析后離散系統分析；先時域分析后變換域分析；先單輸入單輸出系統分析后多輸入多輸出系統分析。

（二）針對課程內容，有針對性地解決教學中的重點與難點

1.強調基本概念的建立，按照從時域到變換域的教學體系教學

針對課程理論性強的特點，在教學過程中，遵循循序漸進的教學法原則，既充分體現現代系統分析理論的規范性和一致性，又使本課程的體系更加突出，便于學生掌握課程的核心內容。

2.提出“發散思維+收斂思維”的教學理念

在教學中，廣泛采用類比的科學方法建立知識點之間的聯系，并注重不同分析方法的比較，掌握它們共性的同時，找出它們的差別，培養學生提煉問題提法的能力、從概念出發的發散思維能力、通過類比歸納的收斂思維能力。

3.推行 “理論授課+上機實踐”的教學模式

為了解決數學運算和信號處理概念的關系問題，將理論教學配合上機實踐同步進行，使學生易于理解、掌握重點和難點。上機實踐包括主講教師的課堂演示和學生的獨立上機實驗兩部分。

【參考文獻】

[1]管致中，夏恭烙，孟橋.信號與線性系統（第四版）[M].北京：高等教育出版社， 2004.

[2]張昱，周綺敏.信號與系統實驗教程[M].北京：人民郵電出版社， 2005.