Matlab應(yīng)用于“信號與系統(tǒng)”課程教學(xué)探索與實(shí)踐

陳廣福

（武夷學(xué)院 數(shù)學(xué)與計算機(jī)學(xué)院，福建 武夷山 354300）

0 引言

信號與系統(tǒng)是通信工程專業(yè)的必修基礎(chǔ)理論課，該課程是后續(xù)通信原理、移動通信和無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃等重要課程的理論基礎(chǔ)。此外，隨著科技快速發(fā)展，對人才要求越來越高，每年有大量本科生繼續(xù)深造，信號與系統(tǒng)是大部分通信工程專業(yè)研究生入學(xué)必考的科目。因此，如何平衡實(shí)踐能力和理論能力的培養(yǎng)值得任課老師思考。

信號與系統(tǒng)主要介紹了時域、頻域和復(fù)頻域之間的相互轉(zhuǎn)化，不同變換域間具有不同特征。例如在時域主要反映信號與時間函數(shù)間關(guān)聯(lián)，而頻域中可以更好表示信號頻譜特性。然而，僅通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)難以更深刻和全面理解信號間轉(zhuǎn)換的物理內(nèi)涵，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)難度增大，缺乏學(xué)習(xí)興趣。因此，需要借助仿真工具將這些復(fù)雜公式通過圖形展示出來，可以讓學(xué)生更直觀理解這些抽象概念和數(shù)學(xué)公式。當(dāng)前，Matlab仿真軟件已廣泛應(yīng)用于數(shù)值分析、數(shù)字信號處理和數(shù)字圖像處理等各個方面。由于本課程具有內(nèi)容繁雜、數(shù)學(xué)公式多和抽象等特點(diǎn)，Matlab 軟件可以將復(fù)雜和抽象的理論通過圖形的形式去展示，更好地激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。此外，通過Matlab設(shè)置不同參數(shù)值和斷點(diǎn)觀察產(chǎn)生的不同現(xiàn)象，更深刻地理解物理含義，使學(xué)生由理論到現(xiàn)象轉(zhuǎn)變，從而培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力。當(dāng)前，許多一線教師將Matlab 軟件應(yīng)用于課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，取得良好的效果。例如文獻(xiàn)[3]使用Matlab軟件實(shí)現(xiàn)帶通濾波器并給出主要步驟，增強(qiáng)學(xué)生在課堂互動性；……