“信號與系統”課程教學中的MATLAB實例應用研究

胡衛軍　曹曉莉　楊光祥

摘要：針對“信號與系統”課程概念抽象、理論性較強、學生不易掌握等特點，通過具體實例研究了MATLAB在信號的運算、頻譜分析和系統的根軌跡分析等方面的應用，以此降低學生的學習難度，激發學生的學習興趣。

關鍵詞：信號與系統；實例；MATLAB

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）45-0166-03

以新一代互聯網、新一代移動通信技術、物聯網、云計算為代表的新一輪信息技術日益受到全球社會和經濟發展的重點關注，而信息技術及其相關領域和學科的發展，無不滲透著信號與系統的概念和分析方法。作為研究信號與系統分析的基本理論和方法的一門基礎課程，其重要性也日益凸顯[1]?！靶盘柵c系統”課程的主要目的是使學生掌握信號與系統的基本概念和基本分析方法，為后續專業課程的學習和今后從事相關的科學技術工作打下堅實的基礎[2]。該課程理論性強，涉及微積分、工程數學等較復雜的數學推理和計算內容；實踐性強，需要通過實驗培養學生處理信號工程應用中若干問題的綜合能力；系統性強，其核心概念、原理特性和應用設計的教學，大多都不能脫離系統模型[3]。

一、“信號與系統”課程傳統教學模式

目前我國高校的教學方法通常以灌輸式教學為主，教學結構以章節為教學單位組織教學，缺少對知識的強化和內在關系的整體把握[4]，所以很多學生在學習這門課程時，普遍感到概念抽象，對其中的分析方法和基本理論不能很好地理解和掌握[5]。而國外的斯坦福大學、麻省理工學院等知名高校的“信號與系統”教學方式多樣，鼓勵創新思維，互相交流學習經驗[6]，這樣有助于學生“吸收消化”豐富的課堂內容。

二、MATLAB在“信號與系統”教學中的應用

MATLAB軟件是目前科學計算與仿真中常用的軟件，可以方便地進行矩陣運算及符號運算，能進行二維、三維繪圖并可將計算結果可視化，因而可以利用其為信號與系統教學服務。

三、結語

本文“信號與系統”教學中的三個實例，研究了MATLAB在“信號與系統”課程中卷積運算、頻譜分析和系統根軌跡圖等方面的應用。學生可以通過對這些實例的學習舉一反三，從而能夠利用MATLAB動手編程對其他信號和系統進行分析?？梢钥闯觯琈ATLAB在本課程中的應用能夠幫助學生更加形象地理解所學知識點，減輕學生的畏難情緒，提高學習興趣，使整個教學過程更加順利。

參考文獻：

[1]劉百芬，張利華.信號與系統[M].北京：人民郵電出版社，2012.

[2]丹梅，陶華敏，劉忠，馮德軍，周金波.信號與系統課程多媒體輔助教學的實踐與思考[J].高等教育研究學報，2009，32（1）：71-73.

[3]劉世金，許高骕，張敬泉.信號與系統課程的可視化仿真教學研究[J].計算機時代，2012，（3）：45-47.

[4]王淵，岳振軍，賈永興.專題式教學模式及其在信號與系統課程中的應用探討[J].中國電子教育，2012，（1）：41，44.

[5]呂治國，丁國強.信號與系統課程實驗系統設計[J].實驗科學與技術，2010，8（1）：51-59.

[6]王麗娟，楊宇，朱瑩.“信號與系統”課程考核方式設計與實踐[J].中國電力教育，2013，（7）：86-87.

基金項目：本文系重慶工商大學教育教學改革研究項目（130236）研究成果

作者簡介：胡衛軍（1977-），男，湖南汝城人，重慶工商大學計算機科學與信息工程學院，副教授。endprint