信号与系统和数字信号处理课程教学改革与实践*

梁英波 张利红

周口师范学院物理与电子工程系 河南周口 466001

信号与系统和数字信号处理课程教学改革与实践*

梁英波 张利红

周口师范学院物理与电子工程系 河南周口 466001

信号与系 统和数字信号处理是信息类专业两门主干课程，两门课程存在授课内容重复、衔接不合理等问题，提出教学优化整合的改革实践。教学实践表明：整合方案缩短教学时间，提高了教学效率。

信号与系统；数字信号处理；课程体系

周口师范学院电子与信息工程、自动化专业均把信号与系统、数字信号处理两门课程（以下简称“两门课程”）列入新专业教学计划中的两门主干专业基础课。如何教好和学好这两门课对学生能力和素质的培养具有至关重要而且深远的影响[1]。改革前，两门课存在内容重复量大，内容配合不好以及衔接不合理等问题，这些问题随着教学计划的完善造成的课时减少被进一步的激化。本文针对两门课程设置的现状和存在的问题，提出对原有课程体系教学内容进行优化整合的新思路，教学实践表明此方案缩短了教学时间，提高了教学质量，激发了学生的学习兴趣。

1 现阶段两门课程的教学内容和设置存在的主要问题

信号与系统主要介绍的是信号与系统分析的基本理论和分析方法、连续信号和离散信号的描述和线性时不变性和时域与变换域分析方法，它以工程数学和电路分析为基础，同时又是后续专业课如数字信号处理、自动控制原理等课程的基础。在周口师范学院最新的教学计划中，该课理论教学为68学时，实验教学为17学时。数字信号处理是通过对各种不同信号的分析，应用数字的方法，实现对不同信号的处理，达到所希望得到的信号，可见数字信号处理又是信号与系统在离散时域中的深入扩展。该课在学校最新的教学计划中的教学为63学时和45学时不等。

两门课在教学上主要存在下面几个问题。

1）理论教学的内容上存在内容重复和学时数的浪费，从而造成授课学时紧张。

2）两门课程的实验课程内容的安排没有考虑到相关课程的前后衔接，没有用一个系统的观念来设计实践环节。

3）学生对专业基础课和专业课的关系认识不到位，两门课程有一个共同的特点就是理论性很强，突出数学分析，工程概念薄弱[2]，学生感到内容枯燥。

4）教学模式上存在偏颇，更偏向于理论，理论联系实际不够。

5）毕业设计时反映出所学的知识面偏窄，各学科知识的综合应用能力较为欠缺。

2 教学的改革实践

原来的课程设置严重影响学生对专业的兴趣和学习的效果。各门课程自身内容体系的最优不一定是整个教学计划的最优[3]，因此，必须对两门课程进行改革与创新。为此，结合实际，从理论教学的内容与模式、实践教学的模式以及考核评价体系等几个方面进行有益的探索和改革。

2.1 理论教学内容的改革

针对两门课程内容重复和衔接的问题，提出理论教学内容的改革。具体处理：在讲授数字信号处理前，对离散信号和系统的时域与z域分析采用约10学时的时间来复习。在信号与系统中，对于离散时域分析和z变换两部分内容按计划用16～20学时来讲授。在这一部分的复习过程中，尝试采用优秀学生代替教师讲解部分内容的方法，教师进行适当的补充和小结。

2.2 理论教学模式的改革

针对传统课堂教学手段单调和两门课程公式推导繁杂等特点，提出利用MATLAB软件精心制作多媒体演示，把抽象的频谱、卷积、滤波、调制等概念形象化，激发学生学习兴趣，而习题、推导还采用传统的粉笔教学，多媒体和粉笔教学有机结合，使课堂教学达到最佳的教学效果。

2.3 实践教学模式的改革

目前，信号与系统实验课的内容是纯粹的硬件实验，学生对单一实验内容感到厌倦和没有兴趣，而数字信号处理没有开设实验课程。针对实验环节存在的主要问题，提出实验内容分为课内必修和课外选作两个系列，以及上机实验、综合实验和课程设计实验3个层次。以MATLAB为工具，从上机实验（安排在信号与系统实验的前半阶段）、综合实验（信号与系统实验的后半阶段和数字信号处理实验的前半阶段）、课程设计（数字信号处理实验的后半阶段）[4]等方面加强学生的实践，通过以上各实践环节，拓展传统意义上的实验的深度和广度。

2.4 考核评价体系的改革

改革后两门课程的成绩计算公式为：总成绩=实验成绩*30%+70%*（10%*平时成绩+20%*课程设计+70%*考试成绩）。课程改革后加大平时成绩的比重。

3 结束语

对两门课程进行整合和优化表明：改革后两门课程体系清晰完整，内容更趋科学，结构更趋合理，便于教学组织实施。提高了教学质量。

[1]陈戈珩,王宏志.“信号与系统”和“数字信号处理”课程优化整合的探索与实践[J].长春工程学院学报∶社会科学版,2008,9(2)∶83-86.

[2]陈华丽,程耕国.“信号与系统”和“数字信号处理”两课优化整合的探讨[J].中国电子教育,2009(3)∶48-51.

[3]李俊生,张立臣,蒋小燕.“电路分析”、“信号与系统”和“数字信号处理”课程的优化整合[J].常州工学院学报,2009,22(6)∶89-92.

[4]张学敏,倪虹霞,吕晓丽,等．电子信息工程专业信号类课程教学改革实践探索[J].长春工程学院学报∶社会科学版,2009,10(1)∶106-109.

Research and Practice on Reform of Signals and Systems and Digital Signal Processing

Liang Yingbo, Zhang Lihong

Signals and Systems and Digital Signal Processing are two important courses of information specialty. In the paper, it has found that the problems of course lost its coherence,lack of effective convergence. Then some new ideas were put forward to conform teaching.The application practice shows that shorten teaching time and improve teaching quality.

signals and systems; digital signal processing; curricula system

G642.4

B

1671-489X(2013)12-0083-02

10.3969/j.issn.1671-489X.2013.12.083

周口师范学院教学改革研究项目“信号与信息处理课程群的建设与改革探讨”（项目编号：J201219）的研究成果。

作者：梁英波，硕士，主要从事信号处理和智能控制方面的教学与研究。