劉俊霞

摘要：針對信號與系統(tǒng)課程理論性較強，公式推導繁瑣，難以理解和記憶，以及傳統(tǒng)的教學方法和實驗設(shè)配老舊等一系列問題，提出了適合我校師生的教學改革方案，在教學方法上運用多媒體及Matlab軟件與理論教學相結(jié)合，在教學方式上利用師生互動活躍課堂氛圍，并加強實踐教學環(huán)節(jié)，在實踐中夯實理論知識。新的教學改革方案，取得了良好的教學效果。

關(guān)鍵詞：信號與系統(tǒng)；教學改革；教學方式

中圖分類號：G642.3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）37-0265-02

信號與系統(tǒng)是電子、信息、通訊類以及自動化的基本專業(yè)課程，也是在校電子工程系大學生報考碩士研究生時必須要通過的課程。信號與系統(tǒng)是一門理論性、應用性、實用性都非常強的學科，并且由于信號與教學的專業(yè)面非常廣，涉及到的內(nèi)容包括了電子技術(shù)、通信、數(shù)字信號處理、數(shù)字圖像處理、數(shù)字信號分析、信息傳輸與編碼等領(lǐng)域。而傳統(tǒng)的信號與系統(tǒng)單一的“黑板式”教學方式很難取得良好的教學效果，并且由于這一項教學需要將理論與實踐相結(jié)合，需要不斷地對公式和概念進行推斷和演算，這就會在很大的程度上減少學生的實踐時間，并在一定程度上挫傷了學生的學習積極性。因此，信號與系統(tǒng)課程改革勢在必行。

一、MATLAB引入信號與系統(tǒng)教學的必要性與可行性

（一）必要性

首先，由于信號與系統(tǒng)課程中，數(shù)學公式的推導過程都比較復雜，導致學生難于理解，因此，為了提高教學的簡易性，可以選擇用波形圖的方式進行授課。但由于課時有限，教師不可能做到每個計算結(jié)論都使用手工在黑板上畫波形圖，所以，這時就可以使用相關(guān)的軟件來進行展示。其次，雖然有很多學生的數(shù)學計算功底也很不錯，但長時間的計算推導，使學生感到枯燥的同時也導致課堂的學習效率低下，所以，教學中可以選擇相關(guān)的工具軟件進行計算，例如Matlab。經(jīng)過科學調(diào)查證明，很多大中型的企業(yè)都要求職員掌握MATLAB軟件的使用，所以，讓學生更好地掌握MATLAB軟件，不僅可以使信號與系統(tǒng)學習更加輕松，也能為畢業(yè)后更好地就業(yè)奠定基礎(chǔ)。

（二）可行性

MATLAB在教學過程中的可行性包括兩個方面，一方面，MATLAB軟件有著多個強大的功能，其中包括圖形的處理功能、符號的計算功能、計算結(jié)果的簡潔可觀性功能等。MATLAB軟件可以對多個復雜抽象的計算結(jié)果轉(zhuǎn)化為簡易的動態(tài)圖或是比率圖，保證學生在學習的過程當中更容易理解和掌握學習的主要內(nèi)容。另一方面，目前對在校大學生都開設(shè)相關(guān)的計算機課程，例如C語言等，這些相關(guān)的計算機課程都為學生學習MATLAB軟件奠定了基礎(chǔ)。總之，MATLAB軟件與系統(tǒng)教學的有效結(jié)合，對教師而言，有效地傳授有關(guān)知識的同時，也促使課堂內(nèi)容的簡易化和高效率化，而對學生來說，既避免了推導復雜的計算公式，又鍛煉了學生使用軟件解決實際問題的能力。

二、MATLAB在信號與系統(tǒng)教學的實際應用

在信號與系統(tǒng)教學中，主要是對信號與系統(tǒng)的分析進行教學，所以，在信號與系統(tǒng)教學中合理地應用MATLAB軟件是必要的，也是至關(guān)重要的。使用MATLAB軟件可以把較復雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為較易懂的圖像，其中的計算分析方法包括信號的運算和對信號頻譜的分析。在信號的運算方式中，卷積是最重要的學習分析內(nèi)容，但由于這部分內(nèi)容需要學習許多復雜的計算推導，如果教師只是利用講授和在黑板上手工描寫的教學方式，學生是難以理解的。而利用MATLAB軟件可以更好地利用相關(guān)的公式進行編輯和分析，與此同時，學生也可以利用MATLAB軟件對計算結(jié)果的監(jiān)測并對結(jié)果的分析，促使學生更加形象地認識信號的分析和處理。信號頻譜的分析，在信號分析處理中占據(jù)了關(guān)鍵的地位，但信號頻譜的計算是相對復雜的，而授課的時候，教師可以利用MATLAB軟件對信號的頻譜進行形象的分析，有助于學生在學習過程中利用仿真軟件進行計算結(jié)果的監(jiān)測和驗證，并促使學生更加形象地理解信號的頻譜周期運行規(guī)律和現(xiàn)象。

三、MATLAB軟件在信號與系統(tǒng)實驗教學的有效應用

（一）信號與系統(tǒng)實驗教學的現(xiàn)狀

在信號與系統(tǒng)教學過程中，學生對概念的理解是難點，所以說，信號與系統(tǒng)的實驗教學是相當有必要的，有助于理論與實踐相結(jié)合。而隨著現(xiàn)代化媒體的迅速發(fā)展，單一的實驗課程已經(jīng)不能滿足于學生需求，以至于學生對于實驗課有厭學心理，從教師方面而言，實驗課程的課時安排較少，導致授課的效果不佳。而近幾年來的教育改革與實踐，更是提倡教師使用實驗硬件與媒體的有效結(jié)合，例如MATLAB仿真軟件與實驗硬件的有效結(jié)合，MATLAB仿真軟件在很大程度上可以更形象地分析信號，并使學生更好地理解系統(tǒng)的概念。

（二）硬軟件相結(jié)合與傳統(tǒng)實驗教學相比所具有的優(yōu)勢

硬軟件相結(jié)合的實驗教學方式與傳統(tǒng)單一的實驗教學方式相比較，具有明顯的教學優(yōu)勢，其中包括三個方面：第一，從軟件和硬件特點上來說，在實驗教學過程中，一些較難實現(xiàn)的實驗教學，例如研究一些價格較高，實驗面積較大的現(xiàn)象及其規(guī)律實驗，可以適當?shù)厥褂肕ATLAB仿真軟件進行分析和處理。第二，軟硬件相結(jié)合的教學，可以有效提高學生的不同能力，其中的硬件教學可以幫助學生熟練掌握實驗儀器的使用和動手測量的方法，促使學生的動手能力得到進一步的加強，而軟件教程可以提高學生對結(jié)果參數(shù)的仿真模擬，提高學生對軟件的編輯和使用。第三，通過硬軟件的有效結(jié)合，可以提高學生的學習積極性和學習主動性，也促使了課堂的活躍性和趣味性。

四、理論系統(tǒng)改革

由于信號與系統(tǒng)課程的特殊性，教師若一直采用傳統(tǒng)的教學模式，很難讓學生更好地掌握這一門課程。現(xiàn)代化教學需要不斷將傳統(tǒng)的“黑板式”教學和多媒體教學相結(jié)合，并運用新的教學方式，讓學生能夠更加高效地掌握信號與系統(tǒng)的理論與實踐知識。在教學過程中，需要教師將多媒體教學運用到進信號與系統(tǒng)的教學中，充分理解理論知識和實際操作間的關(guān)系，培養(yǎng)學生較強的實踐操作能力，讓學生在實際的操作過程中更加明確理論知識和公式的實際運用。

五、教學方式改革

在新時代教學要求的改革下，對信號與系統(tǒng)教學模式進行改革是為了能讓這一學科能更好地被學生理解和應用，使學生們更充分地了解信號與系統(tǒng)在電子業(yè)發(fā)展的過程中所具有的重要作用，并為日后的工作和學習奠定基礎(chǔ)。

（一）實行多種教學模式相結(jié)合

在教學過程中，教師需要不斷將新的教學方式運用進信號與系統(tǒng)教學模式中，并且在施教的過程中可以改變傳統(tǒng)的教師講、學生被動接收的現(xiàn)象，在課堂中采用提問、互動、談話及檢查等方式了解學生對知識的吸收情況，保證在教學過程中能讓學生跟著教師的引導進行學習，讓學生在課堂上不僅能收獲到知識，還能培養(yǎng)出良好的學習能力。要注意合理地運用多媒體教學方式。教師在開始上課之前，準備好適當?shù)恼n件，在教學過程中帶領(lǐng)著學生跟著教師的思路一起進行分析和驗算，能讓學生在自己動手的過程中加深對理論知識的了解。

（二）合理運用作業(yè)

在我國長期形成的教學模式中，課后作業(yè)一直是一種能夠有效檢測學生學習程度的手段。在進行信號與系統(tǒng)教學的學科教學中，合理地安排適當?shù)恼n后作業(yè)也是能夠讓教師有效掌握學生在學習的過程中有哪些難點與不足。通過學生的課后作業(yè)完成程度來及時地進行集體或者單獨性的講解，讓學生都能夠?qū)γ抗?jié)課的知識進行完全的吸收和消化，從而能保證教學質(zhì)量。

（三）排除學生學習的畏難及抵觸情緒

由于信號與系統(tǒng)這門學科的特殊性和重要性，需要在這門課程中掌握較多的知識，并不斷加強學生自身的知識面。這就會讓一些基礎(chǔ)較為薄弱、知識面涉及不廣的學生產(chǎn)生畏難情緒，對學好這門學科產(chǎn)生不自信的心理。信號與系統(tǒng)這一學科在進行學習的過程中有著較多并且極為復雜的公式，若是不能對這些公式有著充分的理解，那么對學生來說，準確記憶和運用也是非常困難的。在這種狀況下，就需要不斷對傳統(tǒng)的教學模式進行改變和創(chuàng)新。教師需要在教學的過程中引用較為簡單易懂的實例，做到由易到難，通俗易懂，幫助學生在學習過程中逐漸提升興趣。在進行章節(jié)復習的過程中，需要教師對難點進行歸納總結(jié)，化繁為簡，讓繁瑣復雜的課程變得通俗易懂，讓學生能更好地了解和明確教學內(nèi)容。

（四）將實踐和理論相結(jié)合

信號與系統(tǒng)這一學科中所設(shè)計的知識面較廣，理論性知識較多，在教學過程中，很多理論知識需要不斷地與實際實踐相結(jié)合，讓學生在學習過程中明確理論在實際操作中的作用。幫助學生能自主地進行一些科學的實踐活動，例如在講授一些較為難懂的知識時，將有關(guān)的理論結(jié)合起來，放在一起統(tǒng)一講解，在理論知識基礎(chǔ)打好之后，帶領(lǐng)學生進行必要的實際操作，讓學生能在實踐中夯實理論知識。

六、結(jié)語

在我國教育事業(yè)不斷發(fā)展和完善的現(xiàn)今社會，需要不斷地對所有的科目進行系統(tǒng)性的改革，關(guān)于信號與系統(tǒng)這一學科的改革更是極有必要的。在不斷發(fā)展的過程中，信號與系統(tǒng)在現(xiàn)代電子化教學中的地位逐漸提高，這就從根本上要求教師和教育體系在不斷發(fā)展的過程改變傳統(tǒng)教學方式，積極為電子教育發(fā)展提供基礎(chǔ)，樹立起新的教學理念，將培養(yǎng)全方面發(fā)展的人才作為最終的教育目標。

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