“信号与系统”和“数字信号处理”的教学改革

“信号与系统”和“数字信号处理”的教学改革

摘要：作者对“信号与系统”和“数字信号处理”两门信息类专业的核心课程的教学内容、教学内容、教学方式、教学手段、实验教学、考核方式等进行了改革尝试，提出了构建新的课程体系、优化整合教学内容的主体思路，并对相关具体内容进行了探索与实践。

关键词：“信号与系统”“数字信号处理”教学改革

1.引言

“信号与系统”和“数字信号处理”是电子信息类专业两门非常重要的专业基础课程，它们的概念和方法广泛应用于众多领域。由于这两门课程在电子信息专业课程体系中起着承上启下的核心作用，教好这两门课程对学生打好专业基础、培养专业素质至关重要。以“信号与系统”和“数字信号处理”这两门课程的基本理论为核心，我们研究如何处理两门课程的重叠部分，如何使两门课程的衔接得更好，如何达到较好的教学效果，等等。我对两门课程进行了初步的教学探索，在教学体系、教学方法和手段、实验教学、考核方式等方面进行了改革的尝试。

2.课程改革的必要性和可行性

“信号与系统”和“数字信号处理”两门课程目前存在的问题较多：两门课程安排在两学期，课程衔接不紧密；授课内容重复，内容配合得不好，没有形成一个有机的整体；数学分析量大；理论联系实际薄弱，原理、方法与应用脱节；课程的实践环节较少，实验

内容较为陈旧，且各自应用重点不突出。因此，对这两门课程的改革势在必行。

（1）两课课程的内容整合

“信号与系统”课程和“数字信号处理”课程内容有部分重叠。由于“信号与系统”课程中离散信号与系统分析内容与“数字信号处理”课程的内容有大篇幅重复，加重了两课的学时负担。“信号与系统”课程和“数字信号处理”课程配合不好，没有形成有机的整体。在总结长期的教学经验的基础上，我对两门课程的内容进行了归纳和整合。

从表1可看出，“信号与系统”课程中，强调连续信号与系统的时域频域分析，并把离散信号与系统的时域频域统一放在此课程的最后教授。这是因为紧接着就会开设“数字信号处理”课程，“数字信号处理”中主要是离散信号与系统方面的应用。可以说，“信号与系统”课程是“数字信号处理”课程的理论基础，“数字信号处理”课程是“信号与系统”课程在离散域中的深入扩展。

（2）课程教学手段的改革

“信号与系统”和“数字信号处理”两门课程中，涉及许多数学概念、物理概念及工程概念，特别适合采用多媒体教学手段。在电子教案中，不仅包含课程的基本原理和基本概念，更包含演示信号的变化过程、系统的响应结果等。如把卷积图示、系统的频率响应等做成flash，直观生动，便于学生理解和记忆。多媒体教学可极大地提高学生的学习效率，激发学生的积极性和学习兴趣，拓展学

生的思维空间。但是由于两门课程的理论性很强，不能完全摒弃“板书”这种传统的教学方式，因为多媒体教学在推导和演算上没有传统的教学手段清晰，特别在习题课上，学生反映更喜欢粉笔黑板的教学方法。此外，可把matlab仿真应用在教学中，把课程中的相关理论用matlab在课堂上进行相应的演示。

（3）实验教学的改革

以往“信号与系统”和“数字信号处理”各自为政，两课实验多数为验证性实验，设计性实验和综合实验较少。在新的实验教学中，采用以matlab为主，以硬件实验箱为辅，加大实验教学的力度，重视实践，提高学生利用理论知识解决实际问题的能力。将实验箱与matlab相结合，既可让学生熟悉相应的实验设备，又可让学生自己动手完成系统的设计和仿真。

部分学生未对实验课加以重视，一是因为多数实现为验证性实验，不能充分调动其学习积极性；二是因为实验课的考核以报告为主，忽视了实验过程；三是因为实验课一般是不单独进行考核的。为了使学生对实验课更加重视，强化实验课，需要改革实验课的考核方法。

（4）考核方式的改革

在考核方式上，一方面加大平时成绩的比重，并把实验的考核放入平时成绩中，平时表现占10%，平时的作业占10%，实验成绩占10%。另一方面，考试采用开卷的方式，这样学生就不会认为考试就是考公式考计算，学习重点就自然转移到培养应用能力上了。

3.结语

对“信号与系统”和“数字信号处理”的课程内容进行整合教学，可以让学生对整个课程体系有更清晰的了解，对知识理解、掌握得更透彻。同时，加强实验环节，可以更好地锻炼学生的实际能力。课程体系的整合及建设是一个任重而道远的系统工程，只有进一步改进和完善两课，整合教学工作，对课程体系、教学手段、教学方法、知识架构、学时分配、实验建设、师资培养等环节总体规划和深化改革，才能取得更好的教学效果。

参考文献：

[1]陈后金.信号与系统[m].北京：清华大学出版社，2011.

[2]程佩青.数字信号处理（第三版）[m].北京：清华大学出版社，2007.

[3]陈后金.我校“信号与系统”课程的改革与建设[j].电气电子教学学报，2004，26（6）：24-27.

[4]郝晓莉.“信号与系统”和“数字信号处理”课程教学改革的思路和实践[j].电气电子教学学报，2002，24（6）：19-22.