關(guān)于獨(dú)立工科學(xué)院《信號與系統(tǒng)》課程建設(shè)

王娟 王聃 胡廣洲

【摘 要】《信號與系統(tǒng)》是電子信息類各專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，其教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)實(shí)際應(yīng)用和動手實(shí)踐能力強(qiáng)的應(yīng)用型技能型創(chuàng)新人才?！缎盘柵c系統(tǒng)》課程提出在保證學(xué)生掌握基本理論知識的前提下，將理論教學(xué)、MATLAB實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)生課外MATLAB實(shí)踐能力培養(yǎng)相結(jié)合，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識的能力。

【關(guān)鍵詞】《信號與系統(tǒng)》 獨(dú)立工科學(xué)院 MATLAB課程內(nèi)容

《信號與系統(tǒng)》是信息類專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課，課程中的概念和分析方法廣泛應(yīng)用于通信、自動控制、信號與信息處理、電子技術(shù)、電氣工程、電路與系統(tǒng)、計算機(jī)科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域。

通過對本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)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(tǒng)的各種描述方法，掌握線性非時變系統(tǒng)的時域和頻域分析方法，掌握有關(guān)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、頻響、因果性等工程應(yīng)用中的一些重要結(jié)論。同時，通過這門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生的分析問題和利用所學(xué)的知識解決問題的能力也能夠在原來的基礎(chǔ)上有所提高。

本課程有著很強(qiáng)的數(shù)學(xué)背景，內(nèi)容涉及線性微分方程、復(fù)變函數(shù)、積分變換、離散數(shù)學(xué)等多門數(shù)學(xué)課程的知識，本課程的主要任務(wù)也是結(jié)合線性系統(tǒng)分析這一個主線，對這些數(shù)學(xué)方法進(jìn)行詳細(xì)的介紹。但它又不同于數(shù)學(xué)課程，雖然它在數(shù)學(xué)推導(dǎo)上比較嚴(yán)密，但是在內(nèi)容中又不苛求數(shù)學(xué)上的系統(tǒng)和嚴(yán)密?！缎盘柵c系統(tǒng)》課程不僅具有很強(qiáng)的理論性，同時也具有很強(qiáng)的實(shí)用性。通過實(shí)際系統(tǒng)分析，學(xué)生可以更好地將所掌握的數(shù)學(xué)知識應(yīng)用到工程實(shí)際當(dāng)中。這些問題可以通過MATLAB仿真來解決。

一、《信號與系統(tǒng)》的教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用

通過對本課程的學(xué)習(xí)，可以為學(xué)生今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)信號處理、網(wǎng)絡(luò)理論、通信理論、控制理論等課程打下良好的基礎(chǔ)。

（一）強(qiáng)化了工程實(shí)際應(yīng)用

《人號與系統(tǒng)》教材編寫切合學(xué)科的發(fā)展方向，包含了許多電子和通信領(lǐng)域的新進(jìn)展、新技術(shù)方面的內(nèi)容。一些過時的分析方法和內(nèi)容被拋棄，一些重要的理論方法和概念得到了強(qiáng)化，如信號的運(yùn)算方面，強(qiáng)化了時延、尺度變換、反折等運(yùn)算。根據(jù)信息技術(shù)的發(fā)展，引入了相關(guān)的運(yùn)算，匹配濾波的概念，強(qiáng)化了工程實(shí)際應(yīng)用。同時教材配有大量的例題、復(fù)習(xí)思考題和習(xí)題。另外，本教材在最后給出了《信號與線性系統(tǒng)分析方法綜述》，作為對整體內(nèi)容的了解和總結(jié)，應(yīng)該介紹給學(xué)生學(xué)習(xí)。

（二）強(qiáng)化了動手實(shí)踐

《信號與系統(tǒng)》課程與本科生的許多課程，如《電路》《數(shù)字信號處理》《DSP原理與應(yīng)用》《數(shù)字圖像處理》《通信原理》等有密切的聯(lián)系。《信號與系統(tǒng)》課程是一門理論性很強(qiáng)的課程。為了加強(qiáng)學(xué)生對課程內(nèi)容的理解，除了課內(nèi)實(shí)驗(yàn)外，我們還增加了一些相關(guān)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，開設(shè)了“MATLAB程序設(shè)計”，在訓(xùn)練學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握MATLAB工具的同時，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一些信號與系統(tǒng)方面的實(shí)踐，加深了學(xué)生對相關(guān)知識點(diǎn)的理解。

總之，結(jié)合我校教學(xué)型大學(xué)的定位和培養(yǎng)應(yīng)用型技能型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)，建設(shè)水平較高的工科獨(dú)立學(xué)院的發(fā)展目標(biāo)， 《信號與系統(tǒng)》課程不僅具有很強(qiáng)的理論性，而且具有很強(qiáng)的實(shí)用性。根據(jù)學(xué)校的定位，課程組提出在保證學(xué)生掌握基本理論知識的前提下，將理論教學(xué)、MATLAB實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)生課外MATLAB實(shí)踐能力培養(yǎng)相結(jié)合，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用信號與系統(tǒng)知識的能力。 本課程的教學(xué)目的是讓學(xué)生掌握信號和線性系統(tǒng)的分析的基本理論、基本原理和方法，掌握線性非時變系統(tǒng)的各種描述方法，掌握線性非時變系統(tǒng)的時域和頻域分析方法，掌握有關(guān)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、頻響、因果性等工程應(yīng)用中的一些重要結(jié)論，以便能夠在后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和工作中靈活應(yīng)用這些方法解決問題。

二、課程教學(xué)內(nèi)容及其解決方案

（一）教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)課程的性質(zhì)以及本課程與相關(guān)課程的關(guān)系，結(jié)合我校的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，確定本課程的教學(xué)內(nèi)容體系。

在課程內(nèi)容組織上，正確處理各種關(guān)系，明確提出：時域分析與變域分析、信號分析與系統(tǒng)設(shè)計、連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)分析并重，經(jīng)典分析與現(xiàn)代分析并重，解析方法與數(shù)字方法并重，軟件實(shí)現(xiàn)與硬件實(shí)現(xiàn)并重。按照認(rèn)知規(guī)律，將課程教學(xué)內(nèi)容組織為：先連續(xù)系統(tǒng)分析后離散系統(tǒng)分析；先時域分析后變換域分析；先單輸入單輸出系統(tǒng)分析后多輸入多輸出系統(tǒng)分析。

（二）針對課程內(nèi)容，有針對性地解決教學(xué)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)

1.強(qiáng)調(diào)基本概念的建立，按照從時域到變換域的教學(xué)體系教學(xué)

針對課程理論性強(qiáng)的特點(diǎn)，在教學(xué)過程中，遵循循序漸進(jìn)的教學(xué)法原則，既充分體現(xiàn)現(xiàn)代系統(tǒng)分析理論的規(guī)范性和一致性，又使本課程的體系更加突出，便于學(xué)生掌握課程的核心內(nèi)容。

2.提出“發(fā)散思維+收斂思維”的教學(xué)理念

在教學(xué)中，廣泛采用類比的科學(xué)方法建立知識點(diǎn)之間的聯(lián)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(yǎng)學(xué)生提煉問題提法的能力、從概念出發(fā)的發(fā)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(jī)實(shí)踐”的教學(xué)模式

為了解決數(shù)學(xué)運(yùn)算和信號處理概念的關(guān)系問題，將理論教學(xué)配合上機(jī)實(shí)踐同步進(jìn)行，使學(xué)生易于理解、掌握重點(diǎn)和難點(diǎn)。上機(jī)實(shí)踐包括主講教師的課堂演示和學(xué)生的獨(dú)立上機(jī)實(shí)驗(yàn)兩部分。

【參考文獻(xiàn)】

[1]管致中，夏恭烙，孟橋.信號與線性系統(tǒng)（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(tǒng)實(shí)驗(yàn)教程[M].北京：人民郵電出版社， 2005.