基于matlab的信号与系统课程的教学研究

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1、基于MATLAB的信号与系统课程的教学研究【摘要】为了改进《信号与系统》课程的教学方法,利用MATLAB软件的信号处理与图形处理功能，将抽象的理论可视化，简单化，并引入具体的教学实例进行分析探讨，提高学生的积极性和兴趣。另外，传统实验教学方法存在弊端，将MATLAB引入实验教学中，完善了实验教学体系的改革。实行教学改革后，使学生巩固了理论知识，还加深了课程之间的联系。【关键词】信号与系统;MATLAB；案例；实验改革ResearchontheTeachingofSignalsandSystemsbasedo

2、nMATLABWangXiao-yu,YangYong-hui,QiYan(SchoolofElectronicandInformationEngineering,LiaoningUniversityofScienceandTechnology,Anshan114044,China)Abstract：Forthesignalandgraphicsprocessingcapabilities,MATLABisusedtoimprovetheteachingof"SignalsandSystems”・Theab

3、stracttheorycanbevisualizedandbesimplified・Itcanraisethestudents，enthusiasmandinterestwiththeintroductionofspecificteachingcases.Asthedisadvantagesofthetraditionalexperimentalteachingmethod,MATLABisapplied.Itwillimprovetheteachingreformofexperiment・Afterth

4、eteachingreform,itcanconsolidatethetheoreticalknowledge,anddeepentherelationbetweencourses.Keywords:Signalsandsystems；MATLAB；case；experimentreform《信号与系统》是工科学生的专业必修课程，由于它的理论性较强，内容抽象，而且需要大量扎实的数学知识，是一门教师难讲，学生难学的课程。为了让学生在理论分析与实验环节两个方面的能力都有所提高，本文从教学方法、实验环节两方面进行

5、了探讨与研究。在课堂上引入案例教学法，通过设置具体的教学案例，引导学生参与分析、讨论，让学生在具体的问题情景中积极思考、主动探索，培养学生分析问题和解决问题的综合能力，提高教与学的效果。另外，信号与系统和数字信号处理这两门课程均有实验环节，但因为传统的实验教学过程各自为政，从而造成两者的实验之间毫无关联，实验内容的安排没能考虑到相关课程的前后衔接等问题。为了加强他们之间的联系与衔接，在实验教学方面引入了MATLAB仿真实验，并提出信号类课程群的综合性实验，同时鼓励学生自拟设计题目。培养了学生的工程实践能力，

6、强化了课程间的联系。一、以案例引导的课堂教学学生在学习信号与系统过程中，既要理解抽象的定理，又要牢记各种变换的公式，还要完成大量习题的计算。因此学生普遍反映过于枯燥，难于理解。为了把抽象的原理可视化，具体化，给学生展现出生动，有趣的课堂教学，采用一种以案例为基础的教学法，大量引入与课程相关的案例，化解教学难点，提高学生的兴趣。频谱是信号与系统的一个难点，学生对它总是觉得太晦涩难懂，一头雾水，产生畏惧心理。为了帮助学生建立时域频域的对应关系，引入一个案例一一观察分析声音信号的时域波形和频谱。通过反复播放男生和

7、女生的声音，让学生细心辨别他们之间时域的区别；利用MATLAB软件，用演示程序来辅助案例教学，把声音的频谱形象地展示出来，再让学生对频谱图仔细观察，从图中可以看出，男生的声音频率主要分布在200Hz〜800Hz,振动频率低；女生的声音频率主要分布在300Hz〜1800Hz,振动频率高。让他们从直观上领会频谱的意义，了解信号时域和频域的对应关系。例如卷积积分，它是一种数学上的计算方法，可以通过这样一个教学案例分析和讨论。在声学中，回声可以用源声与一个反映各种反射效应的函数的卷积表示，这样就把卷积知识具体化。首

8、先录入一段音频，然后通过MATLAB程序将声音信号与经过反射的信号卷积，得到另一个音频信号，通过声音的区别让学生理解卷积的一个含义。引入贴近学生生活的教学案例，不仅可以给学生亲切感，同时清除了过多抽象的概念给学生造成的学习障碍。图1声音信号的时域波形和频域图传统的教学模式通常是独立地讲授一门课程，课程之间的联系较少，通过教学案例能够强化课程之间联系。结合学生以前所学过的课程，例如模拟电子技术，分析单管放大电路的频