《数字信号处理》与《信号与系统》教学方法的探索

于泓博 张微 朱恒军 李会 刘文礼

摘要：由于《数字信号处理》和《信号与系统》两门电子信息类信号处理课程具有的自身特点，本科生要先学《信号与系统》，是为学《数字信号处理》的做铺垫，相对于《信号与系统》而言，《数字信号处理》的内容稍微贴近实际操作，也是为了后续专业课打基础。针对两门课具有公式多和计算量大的特点，增加理论课中的MATLAB案例教学，从而达到提高学生对信号处理類课程的兴趣与能力，增强应用创新能力和动手实践能力培养。

关键词：数字信号处理;教学方法;案例教学;动手能力

中图分类号：G4文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.05.076

1引言

在系统数字化和智能化的飞速发展的今天，《信号与系统》理论和数字信号处理技术的应用随处可见。特别是数字信号处理理论的学习对于通信类专业的学生尤为重要。近几年来，全国很多高校学生扩招，本科学生水平良莠不齐，数字信号处理和信号系统课程对数学能力的要求比较高等，学生学习成绩和效果不理想。为了改善目前这种状况，提高学生理论和实践的能力，对于该门课程的教学内容、方法也在不断更新，特别是教学方法。为避免上述的不利因素，提出MATLAB案例实践教学的方法进行探索，将会具有很强的进步意义。

2课程存在的特点

《信号与系统》和《数字信号处理》两门课程是归类于电子类业信号处理课程，在平时教学中要求学生有一定的数学基础和喜爱，学生才能爱学和喜欢学。

2.1具有一定数学基础

《数字信号处理》和《信号与系统》与数学基础有密切关系，具备高等数学和线性代数和微积分运算等知识，信号与系统应用课程和数字信号处理课程有求有强的技术能力和计算思想。信号系统课程主要研究连续时间信号的各种运算和响应，数字信号处理课程主要研究离散时间信号和系统，《数字信号处理》要比研究连续信号的《信号与系统》容易理解和好学，同时《信号与系统》课程如果理论知识理解深刻和学的扎实，就能为《数字信号处理》课程的做好铺垫，因为这两门课中有些知识是相通的。

2.2学习缺乏主动性

学生对这两门课学习缺乏主动性。因为这两门课程联系实际应用很难，由于课程本身就具有理论强，与实践联系困难，特别是《信号与系统》课程研究的是连续时间信号，与实际严重脱轨，相对来说《数字信号处理》中还提到的有限长和无限长数字滤波器设计的方法和基本应用，所以大部分本科生在学习这门信号处理课程中，反应难点大，不爱学，学习缺乏主动性，存在及格就行的不良思想，尤其有产生对未来就业和考研毫无用处的错误思想。同时再学课程之前没有复习相关数学，对课程中的表达式就不理解和分析，学生不会，就会导致兴趣缺乏和没有主动性，这样就形成了恶性循环，课程掌握的难度就越来越大和越难了。

根据以上问题，提出在理论课程中增加案例教学，引入MATLAB应用案例，对这两门课程的教学方法进行探索。

3案例教学的引入

频域采样信号与连续频率信号的频域、时域关系;时域混叠效应;有限长序列频域采样的不失真条件;原连续频率信号的恢复、内插函数及其物理意义;时域采样与频域采样的对偶关系。

3.1数字信号处理课程案例分析

经过数字信号和信号系统课程相关理论学习，引入MATLAB应用案例教学，能够加深对快速傅里叶变换的理解程度，特别是在快速傅里叶变换对信号频谱分析的过程中，能够加深理论的理解，将实践和理论有效的结合。例如在给求给定的高斯序列的频谱，绘制时域波形及频谱图，并简要分析其频谱的特点。高斯序列信号如式1所示。

4总结

通过案例增加学生对理论知识的理解，信号与系统和数字信号处理理论课程的学习要在MATLAB软件中加以分析，加深学生的动手能力和理论印象。

参考文献

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