信號與系統課程教學探討

摘要： 信號與系統課程是信息類、電類等專業的一門專業基礎課。本文結合教學實踐與體會，從教學內容、實踐教學、教學方法等幾個環節對信號與系統課程的教學改革提出了一些具體措施和建議。

關鍵詞： 信號與系統 教學內容 教學方法 實踐教學

一、課程背景

《信號與系統》課程是自動化、通信與電子信息等專業本科生必修的重要專業基礎課程，是進一步學習數字信號處理、自動控制原理等課程的基礎。本課程主要討論確定性信號的時域和頻域分析，線性時不變系統的描述與特性，以及信號通過線性時不變系統的時域分析與變換域分析。通過本課程的學習，學生能牢固掌握信號與系統的時域、變換域分析的基本原理和基本方法，理解傅里葉變換與拉普拉斯變換、Z變換的數學概念、物理概念與工程概念，掌握利用信號與系統的基本理論分析和解決實際問題的基本方法，為進一步學習后續課程打下堅實的基礎。

信號與系統源于數學理論，用于工程實際。因此，本課程的教學目的應該是提高學生的數學邏輯思維和分析能力，并具有相應的工程實踐能力。這決定了課程的教學內容和教學方法。

二、改進措施

1.優化整合教學內容

信號與系統課程包含內容很多，而學時有限，因此在不影響課程內容的連續性和系統性的前提下，必須優化教學內容，精簡基礎理論。例如：基本概念部分作為后續章節的基礎，課堂上要作詳細的講解；連續時間系統的時域分析應重點講解；傅里葉變換、拉普拉斯變換、S域分析等是信號與系統課程的核心內容，這些部分都分配了較多的學時，以保證課堂教學內容的完整、全面、細化。我們還在教學中融入一些實際的動畫演示的實例，這樣不僅可以提高學生的學習興趣，還可以加深學生的理解程度。離散時間系統的時域和Z域分析這兩章，由于有后續課程《數字信號處理》，因此安排學時較少，只是引述，使學生作定性了解，為后續課程的學習奠定基礎。

通過這樣的內容的優化整合，我們在教學過程中，既不失課程原有內容的完整性、系統性，又能夠使學生找到學習的主攻方向，從課堂反映情況來看，收效明顯。

2.教學方法的改進

信號與系統課程是通信工程、電子信息工程、自動化及計算機等專業的一門重要的專業基礎課程。它主要研究確定性信號和線性時不變系統的基本概念與基本理論，包括信號的頻譜分析以及確定性信號經線性時不變系統傳輸與處理的基本分析方法。

鑒于以上特點，我們在講信號與系統這門課時不能照本宣科，常需要用一些實例動畫演示實際信號波形，讓學生們能有十分感性的認識。

（1）注意激發學生的學習興趣。

在整個教學的各個環節上，我們要設法激發學生的學習興趣，從而調動起學生對本課程的學習、動手做實驗的積極性。

在信號與系統的教學中，我們力求從實際問題引入新課，引起學生興趣，激發學生思考。例如：在講信號的概念時，我們先講實際生活中的信號，包括上課鈴聲、汽車的笛聲等。這些學生十分熟悉，經常聽到。學生帶著這種好奇心和興趣聽課，教師再講具體信號抽象的概念，效果就非常好，激發了學生的積極思維。

（2）采用多媒體教學手段，提高課堂效率。

現代教學活動中，通過多媒體手段，可以把教師從傳統的黑板教學模式中解脫出來，使課堂教學由靜態灌輸轉變為圖文并茂的動態傳播，增強感染力，拓展知識面，減少課堂板書時的時間浪費，增加授課內容的連續性，從而激發學生的學習熱情，提高課堂教學效率。

信號與系統這門課內容既復雜又龐大，若通過板書授課，費時且效率低下，學生也覺得課堂枯燥乏味。我們采用多媒體教學手段，能方便地控制講課的節奏，使教學內容生動形象，讓學生們親眼看到信號的變化、系統的特性，更易于理解。并且有利于學生集中注意力，提高學習興趣。

（3）注重習題課。

很多學生在學習過程中，雖然掌握了基本的知識點，但是遇到具體問題時，無法應用學過的知識進行分析。針對這種情況，在教學過程中某一階段的學習完成后，我們通常上一次習題課。習題課既是對這一階段學習的小結，同時通過一些典型題型的練習、講解，也能使學生更好地掌握解題的思路和方法，做到舉一反三。

（4）改革考核方式。

考核體系的科學性，對提高學生學習的積極性、養成正確的學習方法與正確的考試觀，都具有重要的意義?？荚囀窃u價學生學習效果的基礎，需要全面地進行考察。為了使學生能重視實踐，我們突出平時成績和實踐成績，另外還增加課堂小測驗，使成績的組成多樣化，提高學生平時學習的積極性，避免考前突擊式學習。

3.加強實踐教學

（1）開設實驗，完善并強化實驗教學內容。

實驗教學是理論教學環節的延伸，通過實驗教學，可以培養學生的實踐技能、動手能力和創新能力，并且使學生在掌握基本理論、基本知識和基本方法以外，培養其實驗研究和工程設計能力。

在實驗教學環節中，我們除配備了專職的實驗教師外，還由任課老師親自指導學生做實驗，及時發現和彌補理論上未顧及到的內容，克服了以往教學中理論與實驗脫節的現象。

在實驗內容的實施上，為了加深學生理解，我們把很多驗證性的實驗內容轉化為設計性實驗，要求學生在課前根據實驗要求做好預習，寫出預習報告，利用所學的理論知識自行做實驗，教師在實驗課開始時對重點需要強調的部分作適當的講解，并隨機通過提問、檢查等方式抽查學生的預習情況。在實驗過程中，教師在教室里巡回進行指導，及時幫助學生解決連線故障及設備使用故障。為了杜絕學生抄襲實驗數據的現象，教師在檢查學生的實驗結果時，會提出一些相關問題來核實其結果。

通過這些途徑，學生對待實驗的態度發生了根本性改變，從被動走入實驗室轉向了主動走入實驗室，積極求問，將理論應用于實踐，起到了明顯效果。

（2）搞好課程設計，培養學生的優良工程素質。

①課程設計的選題原則

通過課程設計及實踐，可以幫助學生熟悉信號發生器、示波器等，激發學生的興趣和熱情。因此，我們在題目的選取上難易適中，題目的主要內容都是學生在理論課程中學過的知識，如果有些知識需擴展或深化，則在實驗中補充講解，使學生理解和接受。在時間的安排上，利用1—2周的時間完成收集資料、論證方案、完成設計，并在規定的時間內進行驗收和考核。

②不斷更新設計方法

在設計中，我們注意使所選題目能自成獨立的小項目，切合實際，富有趣味性，這樣不但能全面訓練學生，而且能激發學生積極參與的興趣。一般只給出實驗要求和應達到的性能指標，其余的工作由學生自己去完成。學生先查閱資料，整理方案，再做實際實驗。經過不斷改進，大部分學生在課程設計中學到了不少書本中無法學到的知識，綜合能力普遍得到了提高。

三、結語

通過教學實踐，我們對信號與系統課程的結構體系及教學內容有了進一步的理解。教學內容的整合，將會大大擴展課程內容；實踐教學方面的加強，將進一步鍛煉學生的動手能力以及加深其對課程內容的掌握；教學方法的改進，降低了學生的學習難度，緩解了教學內容的膨脹與教學課時壓縮之間的矛盾，提高了教學效率和效果，受到了學生的普遍歡迎。

參考文獻：

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