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[摘要] “信号与系统”是三本院校电子信息类专业的重要专业基础课程。本文介绍了“信号与系统”课程的特点，结合笔者的教学实践情况，探讨了如何改进现有的教学方式和方法，旨在帮助学生更好地掌握“信号与系统”这门课中的基本概念、定理和基本分析方法，提高学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。结果表明，这种探索和实践取得了较好效果。
[关键词]三本院校 信号与系统 教学方法
信号与系统是高校通信与电子信息类专业的一门重要的专业基础课，其中的概念和分析方法广泛应用于通信、信号与信息处理、电路与系统、自动控制等领域。该课程以高等数学、电路分析基础等课程为基础，是后续的通信原理、数字信号处理、自动控制原理等课程的非常重要的先修课程，其特点是理论性、实践性比较强，定理概念及公式多、内容抽象。该课程历来是一门难学难教的课程，由于该课程具有不同于先修课程的思维方式，而且数学能力要求比较高，所以学生感到难学；由于学生缺乏对实际系统的感性认识，所以教师感到难教。如何提高这门课程的教学效果，很多教师做了许多有益的尝试，笔者从事这门课程教学多年，现结合自身的教学实践，从教学方法的角度谈一下如何提高三本院校学生“信号与系统”课程的教学质量和教学效果。
一、讲清基本概念和基本原理，避免繁杂的数学推导
本课程主要讲授信号与系统分析的基本原理和方法，教学内容可以概括为：两种体系、两类方法、三个变换。两种体系是指该课程研究的系统按照其处理的对象可分为连续时间系统和离散时间系统两种；两类方法是指课程使用的分析方法分为时域分析法和变换域分析法两类；三个变换即为傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换。本课程中，定理概念及公式很多，但贯穿于全课程的概念定理主要还是冲激信号、线性系统的性质、信号的分解性、卷积定理、系统函数等。要花大力气讲清楚基本概念，特别是那些先修课程中没有的、而本课程中新出现的概念。例如，冲激函数这个概念先前没有出现过，在讲解中就不能只是简单地告诉学生有这么一个函数，后面章节中要用到就结束了，而是用矩形脉冲取极限的方法导出冲激函数，学生就可以更容易地理解、掌握冲激函数的概念及基本性质。通过信号的分解性的讲解，让学生明白，任何信号都可以分解成一系列冲激信号的叠加，引入这样一个具有特殊性质的函数之后给信号分析、系统分析过程带来了方便。在线性系统的性质部分，一定要讲清零输入线性与零状态线性的概念。系统的完全响应=零输入响应+零状态响应，零输入响应与初始状态间是线性关系，零状态响应与激励信号间是线性关系，但完全响应与与激励信号间并不满足线性关系，通过具体的例题让学生对线性系统的概念有深刻的理解和掌握。卷积定理在本课程中具有重要地位，是进行系统分析的重要工具，要从时域和变换域两个方面讲清卷积定理的内容以及如何应用。我校是三本院校，学生数学基础较差，很难去理解一些推导过程，不仅对理解概念性质无益，还会使学生产生厌学情绪，因此在讲解概念、定理及性质的过程中，必须绕开繁难的数学推导，着重讲解概念、定理及性质的物理意义以及如何应用。例如周期信号的频谱分析，应避开傅里叶级数的推导，侧重于理解频谱的概念及频谱叠加的原理。
二、用兴趣激励法调动学生的学习积极性
兴趣教学法就是在保证基本教学内容的基础上，着重于学生学习兴趣的培养，从而提高学生学习的主动性和积极性，使学生在兴趣中学习，在学习中享受乐趣。在本课程教学过程中，采用兴趣激励可以帮助学生轻松愉快地学习，达到事半功倍的效果。例如在讲绪论课时，为了增加学生对课程的感性认识，以提问的方式请学生举例说明身边有哪些信号、哪些系统？在启发学生说出一些常见的信号后，我们将其引导到常见的电信号，比如手机信号、电视信号、数码相机中的信号等等，之后，我们在启发学生，对上述各种类型的信号，我们能对其做哪些处理？由于都是学生自己思考归纳的信号，他们都很熟悉，因而能够很快举例说明各种信号处理方式。老师讲同学们提出的各类信号处理方式进行引申，总结归纳出信号与系统研究的主要内容，学生能够意识到这门课程和自己生活密切相关，很有用，进而产生浓厚的学习兴趣。
三、变注入式教学为启发式教学
启发式教学强调学生在教学过程中的主体、能动作用。改变传统的满堂灌的做法，充分调动学生参与课题教学的积极性。注意以启发式为主，灵活利用互动式、讨论式教学，使学生真正理解知识的内在联系。由教师提出问题，学生进行充分的讨论，教师引导学生找出解决问题的方法，把教学变成真正的“教”与“学”的交互式学习过程。精选具有代表性的例题，讲解透彻，注意引导学生总结结题步骤和解题方法，使他们能举一反三、触类旁通。
四、正确应用类比法
在信号与系统课程中，以分析系统对信号的响应为主线，先连续后离散、先时域后变换域，各部分内容循序渐进、相辅相成。连续时间系统与离散时间系统的分析方法在很多地方是非常相似的，但是也有一些不同之处。在具体讲解时，指出两种系统类似性质的相似之处，同时指出其不同的地方。比如微分方程的时域解法与差分方程的时域解法中，两者的完全解都是由齐次解和特解组成，解的形式也相似；在变换域解法中，都是通过拉普拉斯变换或Z变换将微分方程或差分方程变成代数方程进行求解，得到解的变换式后，取反变换得到解的时域表达式；两种系统的系统函数均为零状态响应的变换式与激励信号的变换式之比；在系统的稳定性部分，利用S平面与Z平面的映射关系，将连续系统稳定性的结论移植到离散系统。在教学中我们突出了这些相互之间的联系，使得学生可以更快、更深入地掌握相关内容，同时也解决了学时与内容之间的矛盾。
五、传统教学与多媒体教学相结合
信号与系统课程中公式和理论推导很多，各种波形和变换复杂，传统的单一黑板式教学在定理推导、习题解答等环节较为适用，但对于较复杂的频谱图形及变化过程的展示，多媒体教学则更有优势。因此，在授课过程中，采用多媒体教学与黑板教授有机结合的方式。利用多媒体教学手段，一步一步地展示教学内容，辅以图片或动画演示，既帮助学生获得了直观印象，进一步加深了对抽象概念的理解，又加大了课题教学的信息量和趣味性。而对于公式的推导计算或教学重点的介绍，采用黑板板书的方式，可以方便学生紧跟老师的讲解思路，理顺知识脉络，加强；理解和记忆。
六、将matlap引入课程教学
matlap是一个功能强大的数学软件包，具有强大的矩阵计算和图形处理功能，语句简洁直观，符合人们的思维习惯，广泛应用于信号处理、自动控制、通信、雷达、生物医学的领域。在课堂教学中引入matlap软件仿真演示，可以提高学生学习兴趣及效率。例如在讲解采样定理时，用matlap将采样过程中各部分频谱展示出来，同时变小带限信号的采样频率，可以清楚地看到其频谱由不重叠到重叠的过程，学生看后印象很深，也可以激发他们进一步研究的兴趣。
七、上好习题课
信号与系统课程概念多、数学表达式多，要想让学生掌握基本概念和基本分析方法，还需要设置一定数量的习题课。它是讲授课的延伸和拓展，是帮助学生消化和巩固索性知识、澄清错误概念、培养学生运用理论解决实际问题能力的重要环节。在习题课中，选择一些较典型。比较困难的题目、学生询问较多的题目以及作业中问题较多的题目进行详细讲解，让学生掌握基本概念及分析问题解决问题的方法，从而进一步理解和掌握知识要点和难点，加深对信号与系统的各种分析方法的理解和掌握，更好地掌握本课程内容。
八、结束语
笔者针对三本院校“信号与系统”课程的特点，根据自身的教学经验，从教学手段和方法方面探讨了课程的教学改革。经过几年的探索与实践，取得了较好的教学效果。
[参考文献]
[1]郑君里.信号与系统 第二版，北京：高等教育出版社，2000
[2]胡建荣，王秀敏，金宁.信号与系统课程教学改革与实践.科技信息，2010（25）：450
[3]李红丽.高职院校信号与系统课程教学改革的实践探讨.福建电脑，2010（8）：39
（作者单位：武昌工学院信息工程系 湖北省武汉市）
[关键词]三本院校 信号与系统 教学方法
信号与系统是高校通信与电子信息类专业的一门重要的专业基础课，其中的概念和分析方法广泛应用于通信、信号与信息处理、电路与系统、自动控制等领域。该课程以高等数学、电路分析基础等课程为基础，是后续的通信原理、数字信号处理、自动控制原理等课程的非常重要的先修课程，其特点是理论性、实践性比较强，定理概念及公式多、内容抽象。该课程历来是一门难学难教的课程，由于该课程具有不同于先修课程的思维方式，而且数学能力要求比较高，所以学生感到难学；由于学生缺乏对实际系统的感性认识，所以教师感到难教。如何提高这门课程的教学效果，很多教师做了许多有益的尝试，笔者从事这门课程教学多年，现结合自身的教学实践，从教学方法的角度谈一下如何提高三本院校学生“信号与系统”课程的教学质量和教学效果。
一、讲清基本概念和基本原理，避免繁杂的数学推导
本课程主要讲授信号与系统分析的基本原理和方法，教学内容可以概括为：两种体系、两类方法、三个变换。两种体系是指该课程研究的系统按照其处理的对象可分为连续时间系统和离散时间系统两种；两类方法是指课程使用的分析方法分为时域分析法和变换域分析法两类；三个变换即为傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换。本课程中，定理概念及公式很多，但贯穿于全课程的概念定理主要还是冲激信号、线性系统的性质、信号的分解性、卷积定理、系统函数等。要花大力气讲清楚基本概念，特别是那些先修课程中没有的、而本课程中新出现的概念。例如，冲激函数这个概念先前没有出现过，在讲解中就不能只是简单地告诉学生有这么一个函数，后面章节中要用到就结束了，而是用矩形脉冲取极限的方法导出冲激函数，学生就可以更容易地理解、掌握冲激函数的概念及基本性质。通过信号的分解性的讲解，让学生明白，任何信号都可以分解成一系列冲激信号的叠加，引入这样一个具有特殊性质的函数之后给信号分析、系统分析过程带来了方便。在线性系统的性质部分，一定要讲清零输入线性与零状态线性的概念。系统的完全响应=零输入响应+零状态响应，零输入响应与初始状态间是线性关系，零状态响应与激励信号间是线性关系，但完全响应与与激励信号间并不满足线性关系，通过具体的例题让学生对线性系统的概念有深刻的理解和掌握。卷积定理在本课程中具有重要地位，是进行系统分析的重要工具，要从时域和变换域两个方面讲清卷积定理的内容以及如何应用。我校是三本院校，学生数学基础较差，很难去理解一些推导过程，不仅对理解概念性质无益，还会使学生产生厌学情绪，因此在讲解概念、定理及性质的过程中，必须绕开繁难的数学推导，着重讲解概念、定理及性质的物理意义以及如何应用。例如周期信号的频谱分析，应避开傅里叶级数的推导，侧重于理解频谱的概念及频谱叠加的原理。
二、用兴趣激励法调动学生的学习积极性
兴趣教学法就是在保证基本教学内容的基础上，着重于学生学习兴趣的培养，从而提高学生学习的主动性和积极性，使学生在兴趣中学习，在学习中享受乐趣。在本课程教学过程中，采用兴趣激励可以帮助学生轻松愉快地学习，达到事半功倍的效果。例如在讲绪论课时，为了增加学生对课程的感性认识，以提问的方式请学生举例说明身边有哪些信号、哪些系统？在启发学生说出一些常见的信号后，我们将其引导到常见的电信号，比如手机信号、电视信号、数码相机中的信号等等，之后，我们在启发学生，对上述各种类型的信号，我们能对其做哪些处理？由于都是学生自己思考归纳的信号，他们都很熟悉，因而能够很快举例说明各种信号处理方式。老师讲同学们提出的各类信号处理方式进行引申，总结归纳出信号与系统研究的主要内容，学生能够意识到这门课程和自己生活密切相关，很有用，进而产生浓厚的学习兴趣。
三、变注入式教学为启发式教学
启发式教学强调学生在教学过程中的主体、能动作用。改变传统的满堂灌的做法，充分调动学生参与课题教学的积极性。注意以启发式为主，灵活利用互动式、讨论式教学，使学生真正理解知识的内在联系。由教师提出问题，学生进行充分的讨论，教师引导学生找出解决问题的方法，把教学变成真正的“教”与“学”的交互式学习过程。精选具有代表性的例题，讲解透彻，注意引导学生总结结题步骤和解题方法，使他们能举一反三、触类旁通。
四、正确应用类比法
在信号与系统课程中，以分析系统对信号的响应为主线，先连续后离散、先时域后变换域，各部分内容循序渐进、相辅相成。连续时间系统与离散时间系统的分析方法在很多地方是非常相似的，但是也有一些不同之处。在具体讲解时，指出两种系统类似性质的相似之处，同时指出其不同的地方。比如微分方程的时域解法与差分方程的时域解法中，两者的完全解都是由齐次解和特解组成，解的形式也相似；在变换域解法中，都是通过拉普拉斯变换或Z变换将微分方程或差分方程变成代数方程进行求解，得到解的变换式后，取反变换得到解的时域表达式；两种系统的系统函数均为零状态响应的变换式与激励信号的变换式之比；在系统的稳定性部分，利用S平面与Z平面的映射关系，将连续系统稳定性的结论移植到离散系统。在教学中我们突出了这些相互之间的联系，使得学生可以更快、更深入地掌握相关内容，同时也解决了学时与内容之间的矛盾。
五、传统教学与多媒体教学相结合
信号与系统课程中公式和理论推导很多，各种波形和变换复杂，传统的单一黑板式教学在定理推导、习题解答等环节较为适用，但对于较复杂的频谱图形及变化过程的展示，多媒体教学则更有优势。因此，在授课过程中，采用多媒体教学与黑板教授有机结合的方式。利用多媒体教学手段，一步一步地展示教学内容，辅以图片或动画演示，既帮助学生获得了直观印象，进一步加深了对抽象概念的理解，又加大了课题教学的信息量和趣味性。而对于公式的推导计算或教学重点的介绍，采用黑板板书的方式，可以方便学生紧跟老师的讲解思路，理顺知识脉络，加强；理解和记忆。
六、将matlap引入课程教学
matlap是一个功能强大的数学软件包，具有强大的矩阵计算和图形处理功能，语句简洁直观，符合人们的思维习惯，广泛应用于信号处理、自动控制、通信、雷达、生物医学的领域。在课堂教学中引入matlap软件仿真演示，可以提高学生学习兴趣及效率。例如在讲解采样定理时，用matlap将采样过程中各部分频谱展示出来，同时变小带限信号的采样频率，可以清楚地看到其频谱由不重叠到重叠的过程，学生看后印象很深，也可以激发他们进一步研究的兴趣。
七、上好习题课
信号与系统课程概念多、数学表达式多，要想让学生掌握基本概念和基本分析方法，还需要设置一定数量的习题课。它是讲授课的延伸和拓展，是帮助学生消化和巩固索性知识、澄清错误概念、培养学生运用理论解决实际问题能力的重要环节。在习题课中，选择一些较典型。比较困难的题目、学生询问较多的题目以及作业中问题较多的题目进行详细讲解，让学生掌握基本概念及分析问题解决问题的方法，从而进一步理解和掌握知识要点和难点，加深对信号与系统的各种分析方法的理解和掌握，更好地掌握本课程内容。
八、结束语
笔者针对三本院校“信号与系统”课程的特点，根据自身的教学经验，从教学手段和方法方面探讨了课程的教学改革。经过几年的探索与实践，取得了较好的教学效果。
[参考文献]
[1]郑君里.信号与系统 第二版，北京：高等教育出版社，2000
[2]胡建荣，王秀敏，金宁.信号与系统课程教学改革与实践.科技信息，2010（25）：450
[3]李红丽.高职院校信号与系统课程教学改革的实践探讨.福建电脑，2010（8）：39
（作者单位：武昌工学院信息工程系 湖北省武汉市）