宋宏彪 賀達(dá)江

フ?要：信號(hào)系統(tǒng)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)作為理論教學(xué)的輔助環(huán)節(jié)，越來(lái)越受到重視，現(xiàn)如今MATLAB軟件的廣泛使用，使得分析和解決問(wèn)題的方式變得越來(lái)越靈活，這就需要我們靈活的掌握軟件的使用方法。將課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容很好地與理論結(jié)合，使學(xué)生在實(shí)踐中深刻地理解信號(hào)與系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)和使用方法。為了改革傳統(tǒng)的教學(xué)方式，實(shí)行任務(wù)分配，改革考核方法，實(shí)行當(dāng)堂考核，當(dāng)堂打分，采用課程設(shè)計(jì)作為最后的作業(yè)。通過(guò)將教學(xué)改革方案應(yīng)用到2016級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)信號(hào)與系統(tǒng)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，學(xué)生對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)理論知識(shí)的掌握得到加強(qiáng)，會(huì)使用MATLAB軟件解決實(shí)際問(wèn)題，改革取得了好的效果。

ス丶詞：信號(hào)與系統(tǒng)；課內(nèi)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)改革

1?緒論

バ藕龐胂低晨緯淌塹縉工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的一門(mén)基礎(chǔ)課，旨在提高學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識(shí)，掌握信號(hào)處理的基本理論與方法。隨著教育的發(fā)展，許多老師對(duì)該課程采用了很多改革措施，文獻(xiàn)［1］在信號(hào)與系統(tǒng)課程采用雙語(yǔ)教學(xué)，提高了學(xué)生的英語(yǔ)應(yīng)用能力，文獻(xiàn)［2］通過(guò)課堂思政，提高了學(xué)生的原動(dòng)力，文獻(xiàn)［3］采用項(xiàng)目式教學(xué)，提高了學(xué)生的實(shí)踐能力。作為信號(hào)與系統(tǒng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)成為加深學(xué)生理解基礎(chǔ)知識(shí)的重要手段，越來(lái)越多的教師意識(shí)到實(shí)驗(yàn)課程的重要性，并不斷地創(chuàng)新教學(xué)的方式。我院2016級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)了信號(hào)與系統(tǒng)課程，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)為8個(gè)課時(shí)，由于學(xué)生的基礎(chǔ)普遍比較差，而信號(hào)與系統(tǒng)的理論知識(shí)比較抽象，對(duì)高等數(shù)學(xué)的要求比較高，學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中，感覺(jué)到非常困難。通過(guò)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生掌握抽象理論知識(shí)，加深對(duì)課程的掌握。而隨著MATLAB的發(fā)展，處理信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)踐問(wèn)題變得越來(lái)越靈活，需要我們更加重視實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)工作。在課內(nèi)實(shí)驗(yàn)常規(guī)的教學(xué)方式中，課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的部分的內(nèi)容不夠深入，與實(shí)踐不夠緊密，實(shí)驗(yàn)報(bào)告采用課后補(bǔ)交的方式，抄襲的情況比較嚴(yán)重，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果比較差。因此，在2016級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的信號(hào)與系統(tǒng)課程中，采用改革的教學(xué)方法，使學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握得到了很好地提高，通過(guò)實(shí)踐操作，掌握了使用MATLAB來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的方法。

2?課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容及常規(guī)教學(xué)方式

バ藕龐胂低車(chē)目文謔笛櫓饕從如下幾個(gè)方面開(kāi)展，一是MATLAB的基本知識(shí)，主要掌握軟件的安裝，使用，工作環(huán)境，通用命令，基本賦值和運(yùn)算，程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，繪圖功能等。二是連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析，理解卷積運(yùn)算，掌握離散線性卷積、連續(xù)線性卷積的計(jì)算方法，加深對(duì)線性時(shí)不變系統(tǒng)中零狀態(tài)響應(yīng)概念的理解，掌握其求解方法，掌握給定連續(xù)系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)；三是連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析，理解周期信號(hào)的傅里葉分解，掌握傅里葉系數(shù)的計(jì)算方法，理解和掌握非周期信號(hào)的傅里葉變換及其計(jì)算方法，熟悉傅里葉變換的性質(zhì)，并能應(yīng)用其性質(zhì)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的幅度調(diào)制，理解連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析原理和方法，掌握連續(xù)系統(tǒng)的頻率響應(yīng)求解方法，并畫(huà)出相應(yīng)的幅頻、相頻響應(yīng)曲線；四是離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域、Z域分析，理解和掌握拉普拉斯變換的運(yùn)算方法及其性質(zhì)，掌握利用部分分式展開(kāi)的方法求解拉普拉斯逆變換，并能利用MATLAB實(shí)現(xiàn)，理解復(fù)頻域系統(tǒng)函數(shù)獺（s）的意義，并能熟練畫(huà)出其頻譜，利用復(fù)頻域系統(tǒng)函數(shù)獺（s）的零、極點(diǎn)分布對(duì)連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)頻域分析原理和方法。

コ９娼萄Х絞講捎美鮮Χ允笛榭緯探行講解，學(xué)生完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)的方式，講授時(shí)間比較長(zhǎng)，學(xué)生動(dòng)手時(shí)間比較少，此外，實(shí)驗(yàn)報(bào)告往往是課后交，部分同學(xué)存在抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告的情況，考核方式無(wú)法督促學(xué)生學(xué)習(xí)。其次，由于學(xué)生的實(shí)踐的時(shí)間比較少，因此，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也相對(duì)比較少，學(xué)生沒(méi)有時(shí)間完成大的課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目，學(xué)生的收獲不大。

3?教學(xué)方式改革

ィ1）對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)，采用反復(fù)訓(xùn)練的方式。前期的信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課時(shí)較少，一般為8個(gè)課時(shí)，學(xué)生能夠?qū)嵺`的機(jī)會(huì)少，此外，學(xué)生只是完成了比較簡(jiǎn)單的波形顯示工作。增加實(shí)驗(yàn)的題目量，通過(guò)反復(fù)訓(xùn)練的方式，可以增加學(xué)生的操作次數(shù)，加深記憶。

ィ2）學(xué)生自主學(xué)習(xí)，教師答疑。在原有的課堂實(shí)驗(yàn)中，往往由老師詳細(xì)講解后，學(xué)生開(kāi)始實(shí)驗(yàn)，改革以后，老師每次課程只講授大約5分鐘時(shí)間，布置好本次課的考核內(nèi)容后，剩余時(shí)間全部交給學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，老師對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題及時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生快速掌握所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)。

ィ3）當(dāng)堂考核，當(dāng)堂打分。在原有的實(shí)驗(yàn)課考核中，由于采用的是考核實(shí)驗(yàn)報(bào)告的方式，無(wú)法避免少部分學(xué)生抄襲其他學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告的情況，對(duì)考試成績(jī)的核定造成不良影響。通過(guò)采取當(dāng)堂考核，當(dāng)堂打分的方式，可以使得學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，高度集中注意力，提高學(xué)習(xí)的效率。經(jīng)過(guò)實(shí)踐后，采用這種考核方式，每?jī)晒?jié)課打一次成績(jī)，在前期，對(duì)于表現(xiàn)差的同學(xué)打低分，對(duì)于端正其學(xué)習(xí)態(tài)度效果十分明顯。不管學(xué)生有多么的調(diào)皮，只有成績(jī)可以督促其好好學(xué)習(xí)。提高以考促學(xué)方式，可以大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

ィ4）采取課程設(shè)計(jì)的方式，讓學(xué)生完成較大工作量的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。在前期的基礎(chǔ)訓(xùn)練及課堂考核中，提供給學(xué)生的實(shí)驗(yàn)題目多為已知答案的題目，學(xué)生對(duì)照操作，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對(duì)知識(shí)的應(yīng)用還有待提高。

ピ誑緯躺杓蘋(píng)方冢通過(guò)一個(gè)大型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生解決實(shí)踐中的問(wèn)題。比如，對(duì)一個(gè)車(chē)輛的噪聲信號(hào)進(jìn)行分析，讓學(xué)生按照自己的學(xué)號(hào)使用MATLAB模擬生成一組噪聲信號(hào)，對(duì)該組噪聲信號(hào)進(jìn)行頻譜的分析，先后進(jìn)行濾波，變換處理，逆變換，還原等方式，讓學(xué)生了解到車(chē)輛的振動(dòng)情況，反映車(chē)輛的穩(wěn)定性及乘坐人員的舒適度，掌握相應(yīng)的知識(shí)。

4?總結(jié)

ネü將本文的教學(xué)改革方法應(yīng)用到2016級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程中，從實(shí)踐后的效果來(lái)看，學(xué)生的自覺(jué)性明顯增強(qiáng)，上課不再有時(shí)間開(kāi)小差，或者做其他方面的事情。當(dāng)堂考核，當(dāng)堂打分的方式，使得部分學(xué)習(xí)態(tài)度不端正的同學(xué)，因?yàn)槌煽?jī)較低的原因，改變了上課不專(zhuān)心的壞習(xí)慣。通過(guò)課程設(shè)計(jì)的方式，使得同學(xué)們對(duì)課程理論知識(shí)的理解進(jìn)一步加深，學(xué)會(huì)使用MATLAB軟件解決了生活中的問(wèn)題。綜合以上，教學(xué)改革取得了一定的效果。然而，由于課時(shí)的關(guān)系，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，對(duì)部分同學(xué)的MATLAB編程思維和編程習(xí)慣還沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)的訓(xùn)練，后續(xù)將加強(qiáng)編程思維和編程習(xí)慣的培養(yǎng)。

ゲ慰嘉南祝

ィ1］吳駿.課程雙語(yǔ)教學(xué)研究與實(shí)踐［J］.教育教學(xué)論壇，2019（48）：172-173.

ィ2］姜明新，曹蘇群，卞海溢.課程思政教學(xué)改革與實(shí)踐［J］.科教論壇，2019（11）：53.

ィ3］張博.項(xiàng)目式教學(xué)在《信號(hào)與系統(tǒng)》課程中的實(shí)踐與改革［J］.讀與寫(xiě)雜志，2019（11）：23.

セ金項(xiàng)目：2018年懷化學(xué)院教改項(xiàng)目：“《信號(hào)與系統(tǒng)》課程項(xiàng)目化教學(xué)改革”（0381）

プ髡嘸蚪椋核魏甌耄1986-），男，湖南懷化人，碩士，研究方向：現(xiàn)代電力電子技術(shù)及系統(tǒng)。

通訊作者：賀達(dá)江（1966-），男，湖南溆浦人，博士，研究方向：輸變電技術(shù)及電能質(zhì)量治理。