信号与系统心得体会

2024-10-21

信号与系统心得体会(共12篇)

信号与系统心得体会 篇1

班级:2010211203

姓名:武庆豪

学号:10210922 经过四周的时间,我们的信号与系统测试实验课画上了一个句号。可以说,信号与系统测试实验课是我们真正的开始接触这个学科,因为以前学的都是理论知识,学懂得仅仅是理论,而信号与系统测试实验课就给了我们这样一个将理论付诸于时间的机会,在这四周的实验课中,我收获了很多很多,也许会了很多很多。

可以说,这是我们第一次真正的进实验室,初中的实验室都是那些很简单的器材,以前也对大学的实验室充满了好奇,很想亲自送到实验室去体验体验。然而,进了实验室我才发现,实验室并不像我的那样好玩,恰恰相反,实验室需要很严肃认真,来不得丝毫的玩笑。每一个实验都要求很严格,只有认真的预习好实验的原理与具体操作方法,然后在实验时按照要求完成每一个步骤,才能够完成实验任务。每一个微小的错误都有可能导致数据不准备,得不到正确的结论,所以在做实验的时候必须有一个严谨的态度。

在这短短的四周时间了,我们一共做了四个实验。分明是“信号的观察与分类”、“非正弦周期信号的频谱分析”、“信号的抽样与恢复(PAM)”、“模拟滤波器实验”。通过这四个实验,我们基本上将所学的信号与系统的知识得到了全面的应用。

“信号的观察与分类”实验中各种常用的信号,这就要求对常用信号的波形特点及产生方法有所了解。经过第一次的实验课,我不仅对各个常用信号的波形有了更深刻的了解,也对信号的产生有了一定的认识。在这个试验中,还用到了示波器,进过这次试验,基本了解了示波器的使用方法,各个按钮的功能,还有如何利用示波器显示出需要的信号。

“非正弦周期信号的频谱分析”实验中要求我们队非正弦周期信号的离散型、谐波性、频谱特性等有一定的了解,以及如何测试非正弦周期信号。在这个实验中,我接触到了频谱仪和DDS信号源。频谱仪是一个很精密专业的仪器,能在本科阶段就接触到频谱仪我们真的很幸运,经过老师的讲解,对频谱仪的使用有了初步了解,并借助频谱仪得到了非正弦周期信号的频谱;DDS信号源也是以前所没有见到的,现在了解了这是一个产生各种信号的信号源。经过这个实验,对非正弦周期信号的频谱有了深刻的了解,也了解了傅里叶变换的本质。

“信号的抽样与恢复”实验中,了解到了抽样信号的产生过程,以及如何从抽样信号恢复到原信号。在其中还对理想低通滤波器的知识起到了复习的作用。通过实验,了解了完整的PAM电路组成和抽样与恢复的进行过程。

“模拟滤波器实验”实验中,涉及到了有源低通滤波器、高通滤波器、带阻滤波器、带通滤波器,以及各种无源滤波器。在这个实验中主要应用的是巴特沃兹滤波器。通过实验,清楚地认识了各种滤波器的结构还有滤波特性,以及频响特性。

信号与系统测试实验,看似没有什么难度,应用的知识也都是学习过的知识。但是真正的操作起来却一点都不简单,或者说有很多很多的困难。第一次做实验时,连最简单的示波器的使用都不清楚,想要将实验做出来简直不可能,示波器上的按钮很多,只有清楚地了解了每个按钮的功能和应该什么时候使用,才能够正确的使用示波器,同样,在第二次试验中用到了频谱仪,这是我们以前听都没听说过的,现在就要用来进行实验,虽然老师讲解了使用方法,但是初次使用还是会犯各种错误,甚至一些很低级的错误。很多的时候仅仅是一个按钮的错误,就会根本观察不到输出信号,或者输出的信号并不是我们所需要的信号,可见要正确的使用一个仪器是多么的不容易。

我们以前几乎没有进过实验室,刚刚做实验,对一些实验中的技巧还不是很了解,对如何才做不是很熟悉,因此每个实验都要做很长时间,这是对我们耐心的考验,很性情,我们都经受住了考验,我也觉得经过每次三个多小时的实验,我更有耐性了,我知道,做实验要耐得住性子,做任何的科学研究都需要耐得住性子,所以在信号与系统测试实验中得到的锻炼对我们以后的发展很有好处。上理论课是学习知识,上实验课是对动手能力的考察,也是对所学知识的考察,只有掌握了学习过的知识,才能够将学过的知识很好的运用到实验中,并且经过实验对所学知识有更深刻的了解。我认为,实验课比理论课的收获更大,因为理论课基本上是老师一个人在讲,我们是在被动的接受,而在实验中,我们每个人都要亲自动手去做,必须要掌握一定的知识才能进行实验,所以我们会去主动的学习知识,来将实验完成,这样的方式学得的知识更能够牢固的掌握。实验课还锻炼了我们的动手能力,每一个电路的连接,每一个实验器材的使用,每一个数据的记录,每一张图的画出,都需要我们亲自动手去做,这都极大地锻炼了我们的动手能力。在这个过程中,我发现了自己的动手能力很差,画出来的波形图或是频谱图等等都很难看,我也在不断的改进自己,是自己能够有所提升。

理论总是理想化的模型,实验才是真正的实际。在每个实验中,都会出现误差,在这几次的实验中,我学会了数据的处理,学会了误差分析。通过将实验数据与理论值的比较,对一个数据的准确性有了判断。当然,在操作过程中会出现一些错误,得到一些错误的数据,经过理论分析,我知道了要舍去错误数据,保留有效数据。每一次实验的误差分析总能叫自己收获一些,或是学着如何将数据处理求均值,或是将器材如何的改进会使测量更精确。

可以说,实验课是很累的,同时,也是收获最大的。每次实验课都要将近三个半小时,每次的三个半小时,都是对我们对知识的了解程度和动手能力的考察和提升,也是对我们耐性的锻炼。每次上完实验课我都会有很累的感觉,但同时也有很充实的感觉,因为通过这几次的实验课,我对学过的信号与系统的知识有了更加深刻的认识,对很多以前不理解的东西有了一定的理解,也加深的对所学知识的印象。信号与系统的实验课使我第一次对实验室有了了解,对科学实验有了了解,对很多实验器材有了了解,我从中收获了许多许多,有些是知识层面的,有些是其它层面的,但它们无疑会对我以后的发展有很大的帮助。

信号与系统实验课带给我的远远不止这些,通过实验,我也更加认识到了学好这门课的重要性。在以后的日子里,我会好好的学习信号与系统这门课程,为我以后的发展奠定坚实的基础。

信号与系统心得体会 篇2

关键词:铁路信号,雷击故障,防雷害

铁路信号系统是保障铁路行车安全的必要设施。随着经济飞速发展,铁路网越来越复杂,列车的速度与密度都在不断增加,对铁路信号系统的安全性、稳定性要求也越来越高。在实际运用中,雷击对铁路信号系统的危害最大,雷击可导致整个信号系统、整个站所、调度指挥中心陷入瘫痪,并可引起信号错误显示,进路提前解锁等一系列高危故障,所以信号系统的防雷,历来备受重视。信号系统建立之后,首要任务就是完善防雷系统,逐级设置防雷元件,尤其是防雷地线的电阻必须符合技术要求,每年还要及时进行防雷元件、地线的电气特性测试。即使采取了如此多级、全面的措施,有时,雷电流也会强击而入。

我部自铁路信号系统建立以来也经历了几次较大的雷击故障。下面仅就近年遇到的两例雷击故障谈一谈心得。

2009年7月,王营子站遭遇雷雨天气,在几个响雷过后,控制盘显示站场车区轨道电路显示红光带,接到故障通知后,信号工区班长带人到现场进行处理。初步观察故障现场后,判断是室外轨道送电箱里熔断器断路故障,马上派人去现场更换熔断器,现场检查发现,有几个轨道送电箱内熔断器爆断,但不是所有的轨道送电箱都存在这种现象,更换几个熔断器后,故障未消失。室内排查人员进行逐级电压测试,因为不是全站设备故障,首先排除了外电网电源故障;在电源屏测试轨道电压220V输出正常;测试人员去室外电缆接线柜零层测试轨道送电电压,在熔断器座上、下口分别测试后发现,该熔断器已熔断,马上更换熔断器,但更换熔断后该熔断器马上熔断。经采集分析,研究认为有两种可能导致熔断器送不上:(1)室外电缆遇雷击后线间短路或绝缘层击穿接地;(2)室外轨道电路送电变压器线圈雷击短路。

首先对第一种情况进行排查:对室外电缆进行接地电阻测试,经测试,接地电阻都在20M以上,排除了电缆接地故障。第二种情况排查起来较复杂,因为东区所带设备较多,一一排查,耗时太长,最后决定采用分段筛选法,把东区电缆分为几段,逐一进行测试,分段筛选即采用“编号法”把东区共分为5组电缆,分别挂熔断器测试,当测试到第3组电缆时,发现就是这组电缆引起熔断器送不上,在室外又进行分段排查,先从几颗电缆中筛选故障电缆,发现东6号电缆存在故障。6号电缆共7处轨道电路送电,对这7个轨道电路进行逐一检查,发现是7DG轨道送电箱内轨道变压器因雷击导致线圈短路,更换轨道变压器后,进行送电试验,故障消除,设备正常运行。

分析总结:故障原因为打雷时雷电流由轨道送电电路侵入,将轨道送电变压器线圈击穿,造成短路,以至机械室轨道送电熔断器送不上。

防范措施:轨道送电设备裸露在室外,雷雨天气易发生雷害,对这种轨道电路,采取单级防雷远远不能满足实际生产中对雷害的防护,应在设备终端再采取二级或多级防雷措施。2010年7月,我部海州东站遭遇雷击故障,所有进路不能排,控制台显示红光带,白灯光交替闪,有几架信号机及信号机复示器自动亮白灯,机械室组合架零层熔断器JZ熔断器管爆裂,整个站所基本陷入瘫痪,故障现象比较复杂。第一步,对控制台零层电源逐个测试,经检测,控制台零层各项电源全部正常。第二步,对机械室组合架熔断器进行更换,更换熔断器后,控制台光带灯逐渐显示正常。可有一个架的KZ熔断器更换后立即爆掉,初步判断,JZ电源混线。逐架对JZ电源环线进行测试、筛选后,故障点集中在23架上,逐层对JZ电源环线进行排查,最后在23架4层56-58DG区段组合上,控制台轨道光带出现紊乱,而光带使用JZ24V、JF24V交流电源,经过分析判断,该故障是由于雷电流袭击后,控制台JZ电源窜入组合架零层。观察组合间配线,没有出现烧焦等现象,而控制轨道光带的继电器DGJF是重点,现场拔下该继电图1器,发现该继电器插座隔墙因雷电流袭击被烧焦后导致JZ、JF电源短路,对轨道光带显示异常组合里的轨道复示继电器进行一一排查,故障原因果然都是继电器插座隔墙被击穿所导致的混线故障。更换继电器插座后,故障消失。

总结分析:(1)故障原因:事后对该站设备进行了详细调查,发现因为调度室通讯天线防雷地线接地电阻增大,以至雷电流不能释放,在袭击了通讯设备后,沿控制台电线路侵入到机械室。(2)雷害形成路径:控制台遭雷电流袭击后,先将部分轨道光节二极管击穿,信号机复式器二极管击穿,二极管击穿后导致控制台零层保险丝熔断。剩余未能释放的雷电流沿控制台与机械室联系电缆侵入到机械室,因控制台使用的是交流24伏电源,而轨道复式继电器DGJF是交流24伏电源的负载,必然成为雷电流的袭击目标。(3)防范措施:(1)雨季增加定期对通讯防雷地线进行测试次数。(2)遇较大雷雨天气考虑关闭不必要用电设备。(3)考虑对如直流24伏及交流24伏等电源加防雷设备。

几起雷击事故后,我们考虑对雷电的事后处理不如先加强工作力度。针对地区结构特点,对原有的防雷系统进行了一些改造:(1)原有信号防雷装置存在的主要问题。(1)防雷元件响应时间长。信号设备防雷装置中大量使用的还是金属陶瓷放电管和氧化锌压敏电阻,这些器件对防护现带微电子设备、集成电路等器材,意义不大。现代信号防雷观念应该由高压、过流数值参数向时间参数转变。(2)现有信号设备只采用单级防护。我部的信号设备防雷只考虑了在区间箱内加装防雷组合,不利于雷电流逐级释放,缓解雷电对信号设备的影响。(2)几点改进措施。(1)采用国家认证的降阻剂地线产品。(2)采用更理想的电源防雷器件,如德国的OBO-V20标准型电源防雷器,它经过国际认证,设计精良,稳定可靠,动作迅速,是一种降低电压的雷电保护装置。当电源线因雷击或其他它因素导致产生高静电电压时,能在25ns内迅速动作,将感应雷电流释放到大地,就此保护电路上的相关设备。2012年,在采煤站、五龙立井站等信号机械室电力电源引入口处,分别应用这类器件,并进行现场试验,试验电路如图1。试验证明,此类防雷器件与当前集成电路、微电子电路极为配套。它既可用在交流电路的防护上,也可用于直流电路的防护上。经过试用,上述车站尚未发生过由雷电引发的信号设备故障,防护效果十分明显。(3)在区间采用多级防护模式。针对区间防雷方案中采用单级护护的缺点,进行电路整治,见图2。首先在矸盒增加了OBO第一级防护,并在电力杆下埋设了防雷地线加降阻剂,同时将引接电源电缆装铁皮连接到杆上盒地线连接处。其次在区间箱电源引入加装了OBOII级防护保护器,并把铠装电源电缆铁皮连接在区间箱防雷地线上。这样就达到了将雷电流2次释放的目的,同时通过凯装电缆铁皮的搭接达到了等电位的目的,减轻了雷电流对设备的冲击。此方案在王营站、205站信号试验效果明显。

信号与系统课程教学的几点体会 篇3

关键词:信号与系统 教学体会 课程教学

中图分类号:G642.4文献标识码:A文章编号:1673-9795(2012)09(b)-0131-01

信号与系统是高等工科院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、自动控制、信号与信息处理、电路与系统等领域[1]。本课程与先修课程“电路分析基础”联系密切,电路分析基础课程是从电路分析的角度研究问题,本课程则从系统的观点进行分析。此外,在本课程中还涉及用到高等数学、线性代数里的一些基础知识。因此,该门课程对学生的数学基础要求较高,同时,需要学生具有一定的电路分析能力。该课程主要涉及信号和系统两个部分,分为连续时间信号与系统的分析和离散时间信号与系统分析两大类。在分析方法中,又可以从时域和变换域两个角度来进行。本课程与后续课程之间存在着较为密切的联系,如其中的离散时间信号与系统的分析是数字信号处理这门课的基础,其中的傅里叶变换分析法是通信原理,数字通信等课程的基础。对于系统的响应的分析方法又在后续的自动控制原理课程中得到深入地体现。因此,信号与系统这门专业基础课的教学效果,对于相关专业的本科生后续课程的学习具有十分重要的作用,同时,在这门课的讲解中,也可以帮助学生顺带复习先修课程的一些重要的概念,定理和方法。经过几年的教学实践,笔者认为有必要对本课程教学工作认真总结,弥补不足,以期取得更好的效果。

1 课程教学的几点体会

1.1 注重基本概念以及定理的实际意义的讲解

与其他专业基础课相比,信号与系统这门课中的公式和定理还是比较多的,一些学生在课后作业和考试中常常采用死记硬背的方式记住公式和解题过程,最终还是没能深入地理解隐藏在公式和解题方法背后的原理和意义。因此,在实际课程的讲解中,需要加强基本概念以及定理的实际意义的讲解。具体来说,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、而信号与系统课中新出现的概念。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,而是要从冲激函数起源入手,用多媒体课件中的动画演示或板书的方式,让学生清楚地知道这个函数是门函数取极限得到的,有这样直观的演示过程,学生就可以更容易地理解、掌握冲激函数的基本性质是怎么得到的,为什么会有这些性质等等;此外,还需要引导学生要有不仅知其然,还要知其所以然的精神,也就是说要有意地去引发学生思考:这门课为什么要引入这样的一个冲激函数,引入这样一个具有特殊性质的函数之后是不是给信号分析,系统分析过程带来了方便。通过这个过程的引导和讲解,让学生带着问题去学习去思考,从而使学生能够知道重要概念的来龙去脉,更好地掌握相关内容。以上只是举了一个例子,在信号与系统这门课中,这样的概念和定理还很多[2],不再一一列举。

1.2 注重各章之间相关内容的对比讲解

与其他专业基础课和专业课相比,信号与系统这门课的体系相对严密。现有的绝大部分教材都是按照先时域后频域、先连续后离散的方式进行编写[3]。以系统分析方法为例,在教学过程中,需要带领学生把握两个角度的对比。第一个角度的对比是连续与离散之间的横向对比:将连续时间系统的时域分析方法和离散时间系统的时域分析方法进行对比;将连续时间系统的频域,复频域分析方法和离散时间系统的Z域分析方法进行对比。在对比过程中,需要把握对比双方的共同点,区分出不同点。第二个角度的对比是时域和变换域之间的纵向对比:将连续时间系统的时域分析方法和连续时间信连续时间系统的频域、复频域分析方法进行对比;将离散时间系统的时域分析方法和离散时间系统的Z域分析方法进行对比。又如,傅里叶变换的性质、拉普拉斯变换的性质和Z变换性质之间的对比。在每一方法的内部,也有很多可以采用对比讲解的内容,如周期信号的傅里叶级数展开与非周期信号傅里叶变换之间的联系与区别等。通过这样的对比讲解,不仅能够使学生牢固掌握相关知识,还可以减轻学生的记忆负担。例如,在横向对比中,只要掌握了连续时间系统的时域方法,以及离散系统分析方法中与之不同的部分,即可以轻松掌握两部分内容。

1.3 注重隐藏在定理、方法背后的思维方式的讲解与拓展

通过一门课的教学过程,需要让学生牢固掌握该门课的知识是最基本的目标。除此以外,在更高层次上,需要通过相关定理、分析方法的讲解,使学生掌握隐藏在该定理、方法背后的思维过程,即上升到方法论高度去讲解相应的理论。以连续时间系统的时域分析方法为例,对于求取通过连续系统的一般信号的零输入响应,求解系统的微分方程十分麻烦。这时候采用的方法是将复杂信号分解为一系列具有不同延时的简单的冲激信号的加权求和形式,分别求出简单冲激信号激烈下的零状态响应,最后将其叠加,根据线性时不变系统的性质,其结果即为复杂信号激励下的零状态响应。因此,在这部分的讲解时,就可以提炼出隐藏在此背后的方法论,即,遇到复杂的问题时,可以将其分解为一系列简单问题,解决简单问题,最后加以综合。通过这样的讲解,可以使得学生在后续课程和未来的学习,工作过程中,运用该方法论去解决实际问题。以上只是举了一个例子,类似的实例在信号与系统这门课中还有不少,笔者相信,通过这种方式的讲解和升华,使得学生学完这门课之后的收获不仅仅停留在掌握了这门课书本知识这样的高度上。

2 结语

综上,按照上述思路,结合自身的教学实践,我们将着力解决教学中的难点问题,提高信号与系统课程的教学质量,取得更好的教学效果,并且争取达到不仅使学生牢固掌握深刻理解这门课的理论,并且使学生能够将这门课中介绍的分析方法背后的思维方法和过程运用于今后的学习和工作中。

参考文献

[1]刘占卫,李金周.《信号与系统》理论课的启发式教学[J].洛阳师范学院学报,2011,30(5):127-128.

[2]沈元隆,周井泉.信号与系统(第二版)[M].北京:人民邮电出版社,2009.

信号与系统 篇4

解答:单侧可导可以推出单侧连续,单侧连续可以推出单侧极限存在。

证:设函数f(x)在x0点的右侧导数存在,即右导数存在,根据右导数存在的定义,limxx0f(x)f(x0)xx0存在,由于xx0时,分母xx0趋于0,所以f(x)f(x0)也要趋于0,否则这个极限是不存在的。所以limf(x)f(x0)0,即limf(x)f(x0),亦即f(x)在x0点右连续。xx0xx0

再证明单侧连续可以推出单侧极限存在。

设函数f(x)在x0点右连续,即limf(x)f(x0),这说明函数在x0点的右极限存在。xx0

“信号与系统”教学探讨 篇5

摘要:信号与系统是电子信息类专业重要专业基础课程。本文针对高职院校学生和教学的特点,结合信号与系统本身的课程特点,总结了多年信号系统课程的教学经验。

关键词:信号与系统;实验教学;教学内容

进入21世纪后,电子信息、通信等产业飞速发展,国内很多高校(包括高职院校)纷纷抓住这个时机组成了新的学科体系。而这些产业,都离不开信号与系统这一专业基础课的教学。由此可见,信号与系统课程的教学质量对该类专业人才培养的紧迫性和重要性。

信号与系统历来是一门既难学又难教的课程,一是因为要求学生有一定的高等数学基础;二是由于学生缺乏对实际系统的感性认识;三是课程还与电路分析基础、通信原理、数字信号处理、通信电子线路等有很强的联系,而这些课程同样是学生比较难“嚼”的课程;当然该课程也同样是学生日后想深造、进行更高学历攻读时的重要课程之一,对于理论和实践两个体系都有很高的要求。为此,本人提出了如下改革措施,并在实践中得以实施。

一、及时更新传统教学思想

在教学上,完全抛弃“照本宣科”,实行按需讲学,根据具体实践对教学内容做到有的放矢。主要做到下面两点:

(1)把理论教学与课程实验(训)有机地结合起来,抛弃纯理论的教学理念。这样学生知道学习本课程的必要性,也从中能够领略到课程的重要性。而且将更多的理论带到实验中来讲述,学生相对比较容易接受和理解。

(2)在教学方法上,更多的是强调学习技巧,慢慢忽视对于死板的公式的记忆。工科的学习,有异于其他学科,更多的是强调思维方式和掌握解题技巧。教学过程中更多侧重学生综合应用知识的能力和自主学习能力。在计算能力和技巧方面,应侧重计算方法,注重利用计算机技术进行科学计算。而且更多的是强调工程上和物理上的概念。

二、与时俱进,更新教学内容

科学技术的不断发展,要求相关领域知识不断更新,课程体系也在不断更新,信号与系统也不例外,也在相关专业得到扩展。比如在近年来的教学改革中,在教学内容上进一步对电路分析方面的内容降低要求,而更多的是强调信号与系统分析这一课程本身的功能。当然,这样也更符合信号与系统课程本身的内涵。

通过调整,从本课程的总体教学内容上看,以傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换为主线。在大的方向上,就是介绍三大变换,进而介绍三大变换之间的联系以及在工程上的应用。

三、革新实验教学,将用传统的实验设备进行的实验与电路的计算机仿真实验进行有机的结合

为了加强学生对内容的理解,课堂教学也不是采用单一的传统的教学模式,而是在教学过程中采用多媒体和“白板”板书相结合的手段,不仅如此,我们更开设了丰富的实验课。在实验这一教学过程中,除了有传统的电路辅导对基本知识点的理解,我们更利用MATLAB这一软件。学生可以通过MATLAB中的SIMULINK模块对现实的电路进行模拟仿真,搭建起电路的模型,再施与一定的激励,便可以像现实中真正的电路一样仿真,这样学生也就可以真正体会到学习本门课程的意义和实际应用所在。

四、改革课堂教学方法和教学手段

充分结合传统教学和现代教学手段,调动学生的课堂气氛,促进学生在课堂上积极思考,积极发言。在教学中,我们既有使用电子教案,通过多媒体教学,节省了教师和学生的时间;又没有完全抛弃传统的教学方式,教师在教学的重点和难点上仍然要在白板上完成一些公式和例题的推导。另外,除了课堂的教学外,我们还在课余中,建议学生去一些相关的网站了解本课程体系的构造及本课程知识所涉及的技术前沿。

在课程发展过程中,我们曾试过不同的教学改革思路,但有些成效不大。而上述办法收到良好的效果,学生更容易掌握本门课程,而且对于本门课程的积极性也提高了很多。当然,我们会继续对本课程进行进一步的整合和改革,希望可以有进一步的成效。

参考文献:

《信号与系统》考试大纲 篇6

一、考试基本要求

考试范围限于确定性信号(非随机性信号)经线性非时变系统传输与处理的基本理论及基本分析方法。测试主要分两个方面:一是基本理论。测试考生对基本理论掌握的深度与熟练程度;二是应用信号与系统的基本理论分析问题和解决问题的能力。要求熟练掌握连续时间系统、离散时间系统的时域分析法和信号与系统的付氏变换、拉氏变换、Z变换以及动态方程的建立。

二、考试内容

(一)信号与系统的基本概念

信号的基本概念及其分类,信号的表示方法,典型连续信号及其性质,典型离散信号及性质,信号的基本运算和变换,系统的基本概念及其分类,线性非时变系统及其性质,系统性质的判定,连续系统与离散系统的数学模型,离散系统数学模型的建立,连续系统的时域模拟。

(二)连续系统的时域卷积分析法

LTI连续系统的时域经典分析法。

冲激响应、阶跃响应及其与冲激响应的关系;任意波形信号的时域分解与卷积积分的定义,卷积积分的图解法和阶跃函数法、求解卷积的运算性质,LTI连续系统零状态响应的卷积分析法,运用杜阿密尔积分求解系统的零状态响应。

LTI离散系统的时域经典分析法。

单位序列响应、阶跃响应及其与单位序列响应的关系;任意波形离散信号的时域分解与积卷和的定义,卷积和的图解法、时限序列卷积和的不进位乘法和算式法求解、卷积和的运算性质,LTI离散系统零状态响应的卷积和分析法。

(三)信号的频谱分析与付里叶变换分析法

周期信号表为付里叶级数,周期信号的频谱及其特点,周期信号的功率谱。非周期信号的傅里叶变换,频谱密度及其特点,典型信号的付里叶变换,付里叶变换的性质,周期信号的傅里叶变换,能量谱密度和功率谱密度。

频域系统函数H(j),LTI连续系统零状态响应的傅里叶变换分析法,系统无失真传输的条件;无失真传输系统和理想低通滤波器的冲激响应与阶跃响应,抽样定理。

(四)拉普拉斯变换分析法

拉普拉斯变换及其收敛域,单边拉普拉斯变换,典型信号的单边拉普拉斯变换,单边拉普拉斯变换的性质,求拉普拉斯反变换的部分分式展开法和留数法,单边拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系。

微分方程的拉普拉斯变换解,LTI连续系统的s域分析法,电路的s域分析法,系统函数H(s)在系统分析中的意义及求取,系统信号流图及其化简与模拟。系统函数的零、极点概念,零极点图,连续系统函数H(s)的零极点分布与系统的时间特性、频率特性、因果性以及稳定性的定性关系,系统稳定性的判别。

(五)离散时间系统与Z变换分析法

离散信号的单边Z变换,Z变换的收敛域,单边拉氏变换与对应样值序列Z变换的关系,典型离散信号的Z变换,Z变换的性质,Z反变换的求解(部分分式展开法和留数法)。

离散系统的z域分析法,z域系统函数H(z)及其求取方法,离散系统信号流图及其化简与模拟。

系统函数H(z)的零、极点分布与系统时间特性、频率特性以及稳定性的定性关系,离散系统稳定性的判定。

(六)状态变量分析法

状态和状态变量及动态方程,连续系统和离散系统动态方程的建立。

三、试卷题型

1、简答题:

2、判断题: 3.填空题: 4.分析计算题: 5.综合题:

四、参考书

信号与系统课程教学探索与实践 篇7

信号与系统是电子信息类专业的一门专业基础课, 也是国内各院校相应学科专业的重点主干课程。该课程与本科生的许多专业课有很强的联系, 在电子信息类专业本科生的教学体系上起到了非常重要的作用。该课程任务是研究确定信号通过线性时不变系统传输或处理的基本理论和基本分析方法, 该课程对于理论和实践两个体系都有很高的要求。如何讲授好该课程, 提高教学质量, 使学生将课本上学到的一些理论方法能够灵活地运用到后续课程的学习和实际工作中, 一直是从事本课程教学教师研究的课题。下面结合信号与系统课程的特点, 在理论教学和实践教学两方面作一些探讨。

2 理论教学方面

信号与系统课程的教学内容可以简而言之地涵括为:两种系统, 两类方法, 三大变换[1]。两种系统是指本门课程研究的系统按照其处理的对象而言可以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可以分为时域分析方法和变换域分析方法两类;三大变换指其中变换域分析方法使用的傅里叶变换, 拉普拉斯变换和Z变换, 如何处理好它们之间的关系直接关系到教学质量和教学效果。

2.1 优化课程内容、突出重点

本课程的特点是理论性比较强, 内容比较多, 如何在有限的学时内完成教学任务是一个难题, 特别是在教学学时不断受到压缩的情况下, 教学内容和学时数之间的矛盾也就更加突出。

本课程几个章节的内容是循序渐进、相辅相成的, 相互之间有着非常密切的联系[2]。例如在变换域分析方法中, 傅里叶变换是一个主线, 在各种变换方法中都可以看到它的身影, 通过它可以将各个变换联系起来, 成为一个有机的整体。又如, 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。在教学中, 我们突出了这些相互之间的联系, 让学生通过比较分辨出它们之间的异同, 使得学生更快、更深入地掌握相关内容, 同时也有助于减少学时数, 启发引导学生对问题的掌握和探索。

在课程主体内容安排上, 先时域再变换域, 因为我们生活在时空中, 比较熟悉时间域, 在深刻理解时域分析的理论和方法, 了解其优缺点后, 自然就容易进入变换域分析的领域, 从而发现时域分析与变换域分析的相互关系和各自的适用范畴。在时域分析中, 突出基本信号的数学定义和性质, 以及信号分解理论和方法, 系统的描述与时域特性;在变换域分析中, 突出傅氏变换、拉氏变换和Z变换的数学概念、物理概念和工程概念, 淡化其数学技巧和运算, 建立信号频谱与系统函数的概念。先信号分析再系统分析, 因为信号分析是系统分析的基础, 只有通过信号分析, 确定信号的特征, 并对其进行有效的表达, 才可能在系统分析的基础上正确地选择和设计相应的系统, 对信号进行有效的处理。先连续后离散, 这样, 既体现了两者相对独立、内容相互并行的特点, 又遵循了先易后难、循序渐进的原则, 有利于增强学生对离散部分内容的理解, 以及对连续部分内容的深化。

2.2 针对不同专业应用背景, 适当调整教学内容

信号与系统课程的特点是不仅具有很强的理论性, 而且也同时具有很强的实用性。考虑到各个不同的专业有着不同的应用背景, 所以在教学过程中, 教师可根据专业应用背景, 调整教学内容, 使之更加适合学生学习。例如, 对于电子信息专业, 增加对调制解调的介绍;对于自动控制专业, 加强对于系统稳定性分析和状态方程等方面内容介绍。

2.3 课前认真研究教材, 精心组织教学

备好课是讲好课的前提, 也是做好课堂教书育人的开始与前期准备。课前应仔细研究教材, 精心组织教学内容, 深入掌握课程的内在联系, 找出重点、难点和容易混淆的概念。因此, 课前教师的准备工作不仅要认真细致, 而且要对教材内容反复研究、分析, 进一步整理、归纳和深化, 只有这样才能使课堂教学质量得到保证和提高。

每次新课开始, 先将上次课所讲内容的重点作简要的回顾, 接着提出新问题, 有了要解决的新问题, 学生就有了学习的目标, 就能结合已学过的专业知识进行思考, 思维自然就开始活跃起来。然后, 再引出本次课要讲的新内容, 并用它来解决前面提出的问题。这种承上启下的讲授方法保持了学生思维的连贯性, 使他们更容易接受新的概念和新的知识。

精选布置课后作业重视习题课环节, 从及时批改的作业中了解学生的情况, 实时调整教学进度和教学方法, 通过习题课将比较典型的问题带入课堂教学, 帮助学生掌握重点和难点;针对综合性较强的问题, 通过精讲开拓学生的思维和知识面, 使知识点有机联系起来, 通过比较分析, 抓住问题的实质, 渐次达到逐类旁通, 从而提高学生运用理论分析问题和解决问题的能力。

2.4 多媒体教学和传统教学有机结合

多媒体教学方式, 与传统教学方式相比能在同样时间内传授更多的知识信息, 能很好处理在课时较少的情况下完成较多的教学内容的矛盾。充分利用多媒体软件的交互式功能, 在多媒体课件中, 适当插入用MATLAB编程实现的系统时域分析, 各种变换域分析, 演示分析结果和波形, 对于课程中一些较抽象的内容, 例如卷积积分, 利用FLASH软件制作成动画来演示, 过程一目了然, 给学生以直观的认识, 让学生在课堂上从动画和图片中直接地观察到研究对象复杂的过程, 从而有效地帮助学生理解研究对象的内在规律。多媒体教学可以减少传统教学中的板书时间, 并不意味着不使用板书。对于一些逻辑推理性强, 公式推导很多的章节, 传统的“粉笔+黑板”模式的边写边讲更能让学生很好地理解和接受所学知识。

3 实践教学方面

实验教学是课程教学的重要辅助部分, 实验的目的在于帮助同学理解和掌握所学知识, 并获得实验技能的训练, 教师应充分发挥实验在教学过程中的作用。在安排上实验课内容应与理论课内容密切联系, 通过实验教学, 促使学生积极思维, 巩固所学知识。在实验教学中, 学生一般都喜欢做实验, 通常也会按照实验步骤去操作, 并把实验结果记录下来, 但对实验的分析和数据的处理普遍不到位, 大多数同学草草了事, 甚至有的同学连实验做的是什么东西都搞不清楚, 影响了实验效果。教师应下大力气引导学生学会对实验过程中出现的现象及数据的分析和处理, 并在此基础上完成实验报告, 这是培养技术应用型人才的应用能力非常重要的手段。在可能的条件下, 由教师提出一些实验要求, 让学生来设计实验, 组织实验的实施, 并对实验进行归纳总结, 效果会更好一些。

在传统硬件实验的基础上又增加了部分软件仿真实验, 利用MATLAB软件开发和设计实验, 指导学生进行了一些信号与系统方面的实践, 通过设计的一些综合性实验, 训练学生综合分析能力, 增强学生对抽象知识的理解, 有力促进了教学质量的提高。而且通过软件仿真实验, 锻炼了学生用计算机辅助计算分析解决实际工程问题的能力, 在后续的相关课程和毕业设计中也发挥了很大的作用。

摘要:针对信号与系统课程的特点, 结合教学实践与体会, 对该课程的理论教学和实践教学进行了一些有益探讨, 并提出了一些看法和建议。

关键词:信号与系统,理论教学,实践教学

参考文献

[1]郑君里, 应启珩, 杨为理.信号与系统.第二版.北京:高等教育出版社.2000

信号与系统心得体会 篇8

关键词:信号与线性系统;教学模式与方法改革

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2014)08-0058-02

作者简介:李敏,女,副教授,研究方向为信号与信息处理。

“信号与线性系统”课程是电子信息类专业的一门重要专业基础课,理论性、应用性极强。其基本的理论和方法广泛应用于通信原理、信号与信息处理、自动控制、电路与系统等领域。该课程涉及多门数学课程,如线性代数、微积分变换、复变函数等,数学公式较多。乐山师范学院(以下简称“我院”)电子信息专业职业教育师资班的学生来自职业高中,不仅数学基础不牢,自学能力弱,而且水平参差不齐。面对这样一群特殊的学生群体,必须结合具体情况,思考和探索如何有效地提高“信号与线性系统”课程的教学质量和教学效果,提高学生将理论应用于实践的能力。

笔者多年从事“信号与线性系统”课程的教学,教学经验丰富,经过广泛调研和深入思考,针对职业教育师资班生源的具体情况,拟从整合教学内容、改进教学方法与手段、改革实验教学和课程考核方法等方面进行全面探索。

一、整合教学内容

“信号与线性系统”课程内容繁多,理论性强,较抽象,而职业教育师资班的学生基础差,自学能力不强,如何在有限的学时内保质保量地完成教学任务,让他们在知识、能力两方面实实在在地得到提高是这门课程教学中面临的最大难题。经过调研和思考,笔者决定根据新的教学理念,调整更新教学内容。主要措施如下:

1.删减纯数学推导内容, 注重联系实际。本课程的教材更注重数学理论上的完整性和严密性,因此有大篇幅的纯数学推导,笔者在讲授时淡化这些理论推导,只讲解基本的概念,然后结合实际多讲解应用实例,以达到拓宽学生视野,帮助学生对基本概念和基本方法的理解和升华。例如,三大变换(傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换)性质的应用是本课程的重点,然而这三大变换具有很多类似的性质, 这些性质的证明是纯数学推导。笔者在课堂上并没有对三大变换的性质进行证明, 而是大量讲解如何应用这些性质解题,让学生不仅明白了三大变换的意义,并在实际应用中更深地领悟这些性质的意义和用法。

2.突出知识点之间的联系与区别、突出三大变换的工程概念,淡化其数学运算技巧。以通信系统为背景,以信号分析为基础、系统分析为桥梁,以系统对信号的响应为主线,处理技术为手段,展开对信号与系统课程的教学。教学过程中按先连续后离散、先时域后变换域的顺序展开教学。各部分的内容是循序渐进、相辅相成的。例如,在变换域分析中,傅立叶变换是一个主线,它可以将各种变换联系起来;又如,连续系统与离散系统的分析方法是非常相似的,但也存在一些不同之处。在教学过程中,笔者注重突出了这些联系与区别,使得学生可以快速、深入地掌握相关内容,同时也解决了学时不足的问题。

二、改进教学方法和手段

“信号与线性系统” 课程是一门理论性较强的课程。传统的教学方式主要是板书教学,教学方法和教学手段单一,使教学过程枯燥,效率低,很难将一些抽象的概念和理论具体化。在课堂教学过程中,教师一直处于主导地位,学生处于被动学习状态,缺乏质疑、判断和分析能力,缺乏独立提出问题、分析问题和解决问题的能力,缺乏把所学知识融会贯通的能力。针对以上问题,传统的教学方法和手段必须进行改进。笔者主要从三方面进行改革,具体措施如下:

1.现代多媒体教学方法与传统板书教学方法相结合。为了提高教学效果和教学效率,本课程在教学实践过程中将多媒体教学方法与传统板书教学方法相结合,大量应用Powerpoint课件、Flash动画演示等,使教师从大量的板书中解脱出来,节省了时间;课件的画面比较形象直观,更容易调动学生的学习积极性,促进学生积极思考。同时,也没有完全抛弃传统的板书教学方式。在进行重难点的讲解上,仍在黑板上完成一些公式和例题的推导,传统板书的魅力得以发挥。教师根据实际情况灵活选用这两种教学方式,促进教和学之间的互动交流。

2.将MATLAB 融入课程内容教学。“信号与线性系统”课程中大量的理论和分析对学生来说比较抽象,难以理解,同时本课程内容含有大量的数学推导和公式。MATLAB语言能进行信号产生、信号运算, 能进行傅立叶变换、拉普拉斯变换和Z变换,还可以对本课程的一些概念和算法如抽样定理、调制、滤波器设计等进行建模和可视化。因此,在课堂教学中引入MATLAB图形和动态演示,会使课程内容更加直观、生动,使学生易于加深理解和巩固课程的抽象概念,帮助他们很好地掌握信号与线性系统课程中的基本概念、原理和分析方法。

3.开发网上精品教学资源。随着Internet的快速发展, 利用网络环境建立网上教学资源,可提供大量的丰富、简洁、生动的电子教案、电子教材以及多媒体演示系统等资源,形成轻松生动的学习环境。交互式的学习方式,方便学生随时访问,有效地激发了学生的学习兴趣,培养了学生的自学能力。

三、实验内容, 提高学生动手能力

为了锻炼学生的动手能力,加深学生理解“信号与线性系统”课程的基本原理和分析方法,开设了一门用MATLAB对信号和系统进行仿真分析的实验课,增加了综合性、设计性和工程性实验。实验内容包括:常用基本信号的MATLAB表示和运算,连续信号与系统时域分析的MATLAB实现、信号的幅度调制及MATLAB实现、连续时间信号与系统的频域分析、连续信号的采样与恢复、连续时间信号与系统的复频域分析、散时间信号与系统的Z域分析、线性系统的特性分析和输出响应求解(综合设计性)。

通过实验课,学生可以掌握MATLAB语言的编程和仿真分析方法,用MATLAB将课程中的重点、难点进行形象、直观的模拟,从而加深学生对信号与线性系统基本原理、分析方法及工程应用的理解,为后续专业课程的学习打下坚实的基础。

四、改革课程考核方式

在课程考核方式上,侧重基本原理和概念的灵活应用。考前教师用两学时,将本课程的知识点串讲一遍,再次强调各知识点之间的联系与区别,引导学生归纳提炼课程重点内容;结合教学重点和难点,划出一定范围的公式和性质,将学生从盲目地死记硬背公式中解脱出来,把注意力放在基本原理和概念的灵活应用上。

五、改革成效

以上“信号与线性系统”课程改革方案对我院2011级电信专业职业教育师资1班、2班进行了第一次运行。成效显著,两个班期末成绩优秀比例都达到10%以上,成绩分布基本成正太分布,层次分明。本课程的教学改革不仅有效地提高了教学质量,而且激发了学生的兴趣,有效地提高了学生分析问题、解决问题的能力。今后还需不断地丰富教学资料,动态调整教学内容,同时加大这门课程与前后各课程和工程实践之间的衔接,进一步提高教学质量和效果。

参考文献:

[1]杜鹃.对我院“信号与系统”课程教改的几点思考[J].广东工业大学学报(社会科学版),2004,(S1).

[2]李香林.“信号与系统”课程教学改革的探讨[J].高教论坛,2005,(06).

[3]高远.基于MATLAB的《信号与系统》教学改革与实践[J].柳州师专学报,2010,(02).

信号与系统学习心得 篇9

经过一个学期对《信号与系统》的学习与认知,让我逐步的走进这充满神秘色彩的学科。这门课程是以《高等数学》为基础,但它又不是一门只拘泥于数学推导与数学运算的学科,它更侧重与数学与专业的有机融合与在创造,是一门应用性很强的学科。

大家都知道学习是一个把书看厚然后再看薄、理解和总结的过程。下面我就来和大家分享一下我在学习信号与系统中的一些学习心得。

所谓学习一门学科,首先要知道它有什么用,然后才能有学习的兴趣和动力。所以让我们先来整体认识一下信号与系统。这门课是电气专业的基础,对后面的数字信号处理,滤波器设计都是十分重要的。它也给了我们一个学习的思想:无论什么问题,都可以把问题看作一个系统,有了输入,那么就会得到输出。那么输入和输出有什么关系呢?就需要我们学习了这门课程来掌握理解不同的输入对应怎样的输出,是怎样对应过去的。

信号与系统主要用到的知识有傅里叶变换(离散和连续),拉普拉斯变换,z变换。其中,傅里叶变换是重中之重,学会了这个,另外两个就是一个举一反三的过程。

纵观一个系统的实现,其实就是:激励→零输入响应+零状态响应

用醒目的公式来说明就是:

接下来的问题就是咱们怎样由激励来求零输入、零状态响应。对于零输入响应,顾名思义,就是没有输入的响应,即在系统还没有激励的时候已经有响应了。这部分可由微分方程齐次解的一部分来求得,两者形式是一样的。其中的待定系数通过初始状态即可求的。

重点和难点在零状态响应。这门学科大部分就是通过探讨给出一些列简单的方法来求零状态响应。

首先咱们来想一下,既然零输入响应只是齐次解中的一部分,那么,齐次解中剩下的一部分将和特解一起组成系统的零状态响应。刚开始是通过卷积的方法来求得,虽然这种方法可行,但需要积分,计算难度明显很大。于是“懒人们”通过研究发现了更好的办法:傅里叶变换。

课本上给了一系列傅里叶变换,还有傅里叶变换的基本性质。以及后面的拉普拉斯变换、Z变换及性质都是相通的。公式与性质的记忆可以通过比较记忆,变换间形式都是一样的。只要掌握了傅里叶变换,后面两种很快就可学会,无非就是由频域变成了复频域,有连续变成了离散,由复频域变成了Z域。

所以说来说去,这本书就是只要认真去理解掌握傅里叶变换就可以了。由傅里叶变换求零状态响应非常简便,只需要激励的频域函数乘以系统函数(在零状态条件下响应与激励的比值,是系统的频率特征,是系统特征的频域描述,是一个与激励无关的函数)就可以了求的频域里面的响应了,然后再通过傅里叶反变换求的时域里的零状态响应即可。基本过程为:

1,对激励进行傅里叶变换x(t)↔ X(w);

2,由微分方程求的系统函数H(w);

3,由激励的傅里叶变换和系统函数求的频域响应Y(w)=X(w)H(w);4,通过傅里叶反变换求的系统的零状态响应Y(w)↔ y(t)

信号与系统心得体会 篇10

2013-2014学年第一学期

一、(20分)信号的分解响应的叠加是贯穿在信号与系统课程中各个域的重要思

想分析方法,试分别在时域和频域举一个你认为很典型的能够说明这一思想的例子。

二、(40分)

(1)设连续时间系统的频响函数为H(jw),写出x(t)=ejwt(-?

过此系统的响应表达式;并由此推出e(t)Emcos(0t+0),(

通过该系统的响应表达式,并说明表达式的物理含义;

(2)设离散时间系统的频响函数为H(ejw),写出x(n)=ejwn(-?n<)

n<)(-?通过此系统的响应表达式,并由此推出x(n)=Acos(w0n+f),通过该系统的响应表达式,并说明表达式的物理含义;

三、(10分)分别写出时域门信号Gt(t)和频域门信号Gwc(w)对应的傅里叶变换

和傅里叶反变换表达式。

四、(10分)试述离散系统的分类及特点

信号与系统心得体会 篇11

【关键词】教学改革;教学质量;教学效果;教学方法

目前,许多高校较大幅度地调整了电子、通信的结构及培养目标,在课程设置方面作了重大调整,加强基础课,压缩专业课,以适应人才培养要求。信号与系统是电子、通信专业的主干专业课程之一,是一门知识覆盖面广、涉及内容多、更新发展快、强调理论而又偏重实践应用的课程。如何充分调动学生的积极性, 利用各种教学方法和手段,全面提高课程的教学质量和效果成为我们关注的内容。

一、课程教学的改革

(一)改革课程体系,更新教学内容

随着科学技术的不断发展,相关领域知识的不断更新,信息技术在当今社会的重要性日渐体现,信号与系统课程教学对象也从原来的通信专业扩展到了其它的电类专业,如我校的应用电子专业、通信工专业、以及电气专业都开设了本课程,其内容也根据新技术以及教学对象的变化不断进行调整,其应用背景也从单一的通信系统扩展到了其他的信息处理系统。在近年来的教学改革中,在教学内容上进一步弱化了电路分析方面的内容,使其内容进一步向信号和系统分析上集中,使本课程的体系更加突出,便于学生掌握课程的核心内容。

(二)改革考核方法,促进学风转变

在教学过程中,我们实施过程管理,对学生进行过程考核,要求班长提供学生的座位表, 以便于熟悉学生、加强对学生的考察, 我们将课堂提问、考勤、小测验、实验、作业、课堂表现等情况结合起来作为平时成绩,并将此成绩按照30% 的比例计入总评成绩。此外针对期末考试部分,为了真实考核学生对本课程的理解和掌握程度,2012年建立了试题库, 根据使用效果及修订的教学大纲、考试大纲的要求,于今年重新进行了修订,综合考虑知识点的分布、试题难易度、各类考核点所占比例、命题题型等,提高试卷的覆盖面,加强对典型电路及信号处理的考核,增加综合应用内容,有效避免了猜题、押题等不正之风,对提高学生的学习积极性和综合应用能力起到了一定的作用。

二、实践教学的改革

《信号与系统》是一门实践性很强的专业课,需要通过实验等实践环节来验证、掌握和提高。在新的大纲指导下,该课程的实践性教学环节包括课程实验、课程设计、课程实习3个部分。不同专业学时、学分有所不同。

(一)建设较高水准的实验室,抓好实验环节

实验室是教学与科研的基地, 是衡量高校办学水平与科研水平的重要标志,也是学科建设与发展的基础、培养新世纪高科技型人才的摇篮。通过实验,学生可以从课堂走向实验室, 从理论走向实践过程。我们将数届学生的毕业设计软硬件成果也纳入信号与系统实验室的内容。为电子专业、通信专业、电气专业和自动化专业的学生进行相关课程的实验、实习, 培养应用型工科人才等奠定较好的物质基础。

实验内容分软件和硬件两部分,都是在信号与系统实验室完成,任课教师承担实验课的主讲,实验员承担辅导任务,让每个学生都能辅导到位;教师要求学生课前预习,在写出预习报告方可进入实验室做实验。实验教学“以学生为主,教师为辅” 指导教师在整个过程中注意循循善诱、注意检查、把关和解决学生的疑难问题。为了配合课程内容的改革,在有限的实验课时内开出高质量的实验课,我们加强实验环节的过程管理,努力提高实验效果,将实验准备、实验的进行和实验成绩的考核贯穿于整个实验过程,要求学生必须做好实验前的准备, 客观上强化预习实验的效果,同时要求学生在实验中勤动手、多思考,并对实验结果做出简要分析, 得出结论。

(二)课程设计的尝试

课程设计作为工科专业一个重要的教学环节,是在教师指导下,按照给定的课程设计要求,学生独立完成课题来达到对学生的综合性训练,并撰写课程设计报告。在设计中,既涉及到许多设计原理与方法,还涉及到许多实际知识与技能。通过设计,培养学生运用课程中所学到的理论知识,独立地分析、解决实际问题的能力。

三、改革教学方法与教学手段

本课程改革与建设的特色为:理论和实际相结合,既有严密的理论体系,又有生动的工程实例。注重对基本概念和基本方法的介绍,在理论推导中引出工程应用的概念,在实例分析中强化理论概念,加深学生对信号与系统理论的认识和理解。

我们充分发挥现代化教学手段的优势,提高教学效率和教学效果。将现代教学方法与传统教学方法相结合,灵活运用多种先进的教学方法,以调动学生的学习积极性,促进学生积极思考,提高其认知能力。在教学过程中,大量应用了电子教案,通过MATLB软件和Word Powerpoint使教师从原来的大量的板书中解脱出来,节省了教师和学生的时间;而且课件的图像和画面比较形象直观,更容易调动学生的学习兴趣。采用多媒体和板书相结合的方法,教师有时可以在黑板上完成一些公式和例题的推导,在这些方面传统教学更能突出重点和难点,有其独特的魅力。通过多种教学方式,教师可以根据教学实际情况灵活调整教学内容和教学方法,促进教和学之间的双向交流。

四、结语

经过各位教师的努力, 我们对信号与系统课程教学的改革和实践作了一些尝试,取得了一些成效。但课堂教学、实践教学是一个比较复杂的教学体系, 由于其教学方式、内容存在较大差异,而又受实验、实习条件、教师教学水平、学生自学及自律能力、经费等诸多因素限制,要全面提高教学效果、增强学生综合能力尚存在一定困难,需要各方的不断努力和探索。我们在今后的教学中还需继续前进, 努力培养符合社会需求和专业培养目标合格的工科大学毕业生。

参考文献:

[1] 吴大正.信号与线性系统分析(第三版)[M].北京:高等教育出版社.1997

[2] 丹梅.信号与系统课程多媒体辅助教学的实践与思考[J].北京:高等教育研究学报,2008(4)

《信号与系统》教学方法初探 篇12

下面结合笔者教学实践, 将从理论教学和实验教学两大方面详细描述对信号与系统课程教学方法的思路和体会。

一、理论教学

信号与系统这门课程理论性很强, 内容较抽象, 公式和理论推导较多。所以, 对教员的授课要求也较高。理论教学过程中应将多媒体和板书相结合, 在教授过程中根据学生的实际情况, 理论联系实际从而化解概念抽象给理解所带来的困难, 并让学生产生兴趣, 增加学习的主动性。

整个理论授课过程分为新课和习题课两部分。由于信号与系统课程有一定的连贯性, 所以必须稳打稳扎, 新课要讲透, 习题课要跟进, 尽量在每一大章节结束后都能及时帮助学生进行复习。这样才能保证课程后半部分难点章节的授课效果。

(1) 新课教学

在信号与系统教学中, 第一节课导论部分是培养学生对这门课程兴趣的关键。笔者通过多媒体来播放学生感兴趣的视频文件, 将信号与系统的概念联系到日常生活中大家熟悉的事物。通过这种将理论概念联系到现实生活中具体事物的方法提高学生的兴趣。

在授课过程中要调动起学生的主动性。一味地灌输新知识并不能挖掘出学生的潜力, 因为枯燥的内容可能导致学生思想不集中, 所以笔者采用问题式教学的方法, 鼓励学生积极思考, 增加课堂的互动性。比如先通过播放短片或flash介绍要点, 再提问学生对要点的理解。授课老师通过现象提问让学生思考, 再启发学生让他们加深记忆以达到发散学生的思维, 培养创造性的效果。

教学的设计过程是一边实践一边总结一边修改的逐步优化过程, 要向学生传授学习的方法, 而不是光灌输知识。因为大学阶段学生除了学习老师授予的知识之外最重要的还是培养自主学习的能力。而且由于信号与系统是一门承上启下的学科, 同学们高数和电路等学科的基础参差不齐, 所以笔者要求他们在每次新课前预习, 减少新课的理解障碍。每节新课开始前笔者都先简单回顾上节课的内容, 然后说明本节课的目标, 以及将要讲述的新知识与前面知识的联系。每节新课的最后也要有个总结, 并布置学生课后思考的内容。课中使用多媒体与板书结合的形式教学。多媒体课件是文字、图形、图像、动画、声音、音乐等形式的知识载体, 是具有一定交互能力的知识载体, 是众多知识点形成的具有非线性结构的知识载体。课件的教学设计过程是学科领域知识与心理学、教育学和计算机科学相结合的过程, 是各方面专家通力协作、集思广益的过程[2]。比如可以用学生感兴趣的视频文件解释信号与系统的基本概念, 可以用flash的形式解释连续信号可分解为冲击函数的线性组合等等, 尽量用比较形象的方式解释抽象概念。课程中的重点、难点以及易错易混淆的知识点要着重强调, 同时还要鼓励大家思考和多提问题, 开拓学生的思维。

(2) 习题课

在教学过程中, 习题课需要跟进到每一章节, 这样才能使同学们掌握的知识变得牢固。题目选择上应选择一些综合性比较强的题目为主要讲解对象, 这样可以把需要学生掌握的知识点串起来。同时也要选择一些有难度的题目进行分析, 讲解时最好用板书的形式一步步讲解解题思路。信号与系统这门课程作为重要的专业课, 是很多专业考研考博的必考课, 所以提高做题能力很重要。这门课程有太多公式结论, 只有通过多做习题、多思考、并且灵活应用才能掌握牢固。习题课不仅可以帮助大家复习和解决遗留问题, 同时也可以达到更深层次的挖掘和理解知识点的目的。因此, 习题课在教学中的重要性显而易见。为了规划和组织好每次习题课, 授课教师要做大量的准备工作, 搜集资料加上自己总结, 根据同学们的实际情况挑选有代表性的重点题和难点题让学生思考并进行讲解。

二、实验教学

实验教学不是理论教学的简单补充, 它的主要目的是培养学生应用所学知识分析问题和解决问题的能力, 提高科学研究的素质和开拓创新的意识。现今信号与系统实验部分主要是在计算机上用Matlab语言进行仿真, 以加深对课堂所学知识的理解。Matlab可以提供良好的界面、方便的操作过程以及强大的工具包, 开发和设计实验。将Matlab运用到信号与系统教学中, 可以深入浅出地分析各类信号的特性以及各类参数对信号和系统各自特性的影响, 实现了教学和实验验证同步进行, 这样的教学方式克服了理论性较强的课程难以进行交互式教学的缺点, 能大大激发学生的学习兴趣, 扩展学生的思维空间, 取得良好的教学效果[3]。

信号与系统教材[4]中从第二章信号时域分析开始每章都配有使用Matlab进行实验的部分, 而我校现在的教学基本是所有理论课全部结束后再统一开展上机实验 (软件实验) 。软件实验由于成本低、实验效率高, 因此受到广泛采用, 但是纯软件实验无法提供真实的实验环境。纯软件实验中学生无法体会到实际中由于硬件的构成和特性参数不同而在结果上出现的差异。

笔者建议实验课要跟进理论课, 从第二章起每上完一章理论课, 相应的实验也应该要跟上。而所有课程上完后, 期末时最好能安排综合性、设计性实验, 提高学生对整门课程的驾驭能力。要让学生学以致用, 同时也挖掘出有潜力的那部分同学。实验最好使用软硬件结合, 而不光只是用Matlab做仿真。硬件实验可采用集成的实验箱和示波器, 用这两者相结合的方式验证信号和系统课程中的原理与结论。

总而言之, 信号与系统这门课程要教好确实不那么容易, 教学初期应通过一些方法调动起大家的学习积极性和兴趣, 但是教到后面的难点章节光靠兴趣也是很难坚持学好的。所以还要多鼓励学生, 多跟学生沟通, 要让他们清楚学好一门专业课光凭兴趣是不够的, 还要有刻苦的钻研精神和坚强的毅力。

摘要:信号与系统是电子信息专业的重要专业基础课。本文根据信号与系统这门课程的特点, 从理论教学与实验教学两方面将作者在教学实践中总结的教学方法与思路进行了系统地阐述。

关键词:信号与系统,理论教学,实验教学

参考文献

[1]Oppenhem Alan V.刘树棠译.信号与系统[M].西安:西安交通大学出版社.1985.

[2]曹晶, 许旻鸿, 刘绍健《.信号与系统》多媒体课件在教学中的应用研究[J].科教文汇.2008.09:75-76.

[3]郝慧艳, 郝利华, 王明泉.“信号与系统”课程的教学改革与实践[J].机械管理开发.Vol.24No.2 (SUM No.101) .2008.04:133-136.

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