“信号与系统”和“数字信号处理”的改革效果

摘要：《信号与系统》和《数字信号处理》是电子信息工程等专业的重要基础课程。首先分析了教学中存在的问题，介绍了两门课程的教学特点。根据课程特点，对两门课程的教学内容和信号处理课程体系进行了调整，并对调整后的教师提出了一些要求。

关键词：信号与系统；数字信号处理; 课程体系

作者简介：赵艳（1979-），女，山西运城人，上海电力大学电子与信息工程学院讲师。（上海 200090）

CLC 编号：G642.0 文件识别码：A 货号：1007-0079 (2013）02-0114-02

在电子信息类专业的课程中，《信号与系统》和《数字信号处理》是非常重要的专业基础课。由于这两门课程之间的强相关性，大多数学校将这两门课程安排在相邻的两个学期。学校安排上学期“信号与系统”，下学期安排“数字信号处理”。《信号与系统》的研究内容不仅包括连续时间信号与系统的基础知识，还包括部分离散时间信号与系统的知识。而“数字信号处理”则侧重于离散时间信号和系统的基本理论和方法，其中用到了信号和系统的基本理论知识。同时，

许多高校教师对“信号与系统”和“数字信号处理”课程的教学与改革都有自己的看法。郝晓丽讨论了构建新课程体系、整合更新教学内容的基本思路和相应的教学方法改革的具体方法，并介绍了新体系教材的引进和课堂教学方法更新的改革实践和改革效果。 . [1] 谢守清等。利用Matlab/Simulink软件实现了《信号与系统》、《数字信号处理》课程的教学优化实践，使抽象概念和原理形象化、形象化，有利于提高学生综合解决问题的能力。能力。[2] 于凤琴等在倡导“信号与系统”课程群根据不同专业要求开展分层教学的基础上，详细讲解了同一专业分层教学的具体实践和实施和同一个教学班。有效地，在完成教学基本要求的前提下，根据考研和就业学生的不同需求开展教学活动，使各级学生得到最大的利益。[3]梁快等在分析《信号与系统》和《数字信号处理》两门课程的特点后，提出理论教学与实验教学相结合的新思路，并提出了一种新的教师知识结构教学方法。新的要求。[4] 同时数字信号处理谁讲的好，陈华礼等也对两门课程内容的重叠进行了初步探索，针对本科院校存在的问题，从理论教学、实验教学和知识面讲师的结构。提出了优化集成的建议。[5] 提出了优化集成的建议。[5] 提出了优化集成的建议。[5]

本文主要从本专业的教学情况出发，分析了两门课程的教学内容，对信号处理课程体系进行了调整，并对新课程体系下的教师提出了一些要求。

一、当前课堂教学存在的问题

我校电子信息工程专业，“信号与系统”和“数字信号处理”的学分分别为4和3。“信号与系统”安排在大二第二学期，“数字信号处理”安排在大三第一学期。目前，教学中存在三个主要问题：

因为这两门课是在两个学期教学，所以两门课之间的联系被切断了，同时学生们也忘记了暑假后之前的一些内容。此外，《信号与系统》的教学内容侧重于连续时间，《数字信号处理》侧重于离散时间。教学侧重点不同，但都介绍了连续与离散的关系。这使学生很难理解连续和离散之间的关系。

这两门课程都有离散时间信号和系统相关的内容，所以在教学内容上有一些重叠。两门课程[6, 7]使用的教科书不连贯，因此信号和系统中的符号与数字信号处理中的符号含义相同，但表示不同。例如，在“信号与系统”中，连续信号的角频率用 ω 表示，而在“数字信号处理”中数字信号处理谁讲的好，连续信号的角频率用 Ω 表示，ω 是离散信号。另外，在求解Z逆变换的方法上，《信号与系统》教科书[6]强调部分分数展开法，而《数字信号处理》教科书[7]强调残差法。

信号处理课程包括《信号与系统》、《数字信号处理》、《DSP原理与应用》等课程，通常由不同的教师教授。但这些课程关联性强，相关教师需要开展更多的教研活动，加强这些课程教学时的联系。

二、课程教学内容及信号处理课程体系调整

1.课程教学内容及特色

《信号与系统》主要研究确定信号通过线性时不变系统的传输和处理的基本概念和分析方法。[6] 教学内容较多，按教学内容可分为两条主线：先时域后变换域，先连续后离散。图1显示了信号与系统的教学内容。可见本课程的核心内容是连续信号的傅里叶变换和拉普拉斯变换以及离散信号的Z变换。

而“数字信号处理”是主要研究离散信号和系统的基础理论，包括如何利用数字信号处理技术来分析连续信号和系统。图2为“数字信号处理”的教学内容。可见本课程的核心内容是离散时间傅里叶变换和离散傅里叶变换。

综上所述，两门课程教学内容重叠，同时教学重点不同。两门课程的内容包括离散信号与系统的基本概念、离散信号的Z变换等。在讲授“数字信号处理”时，应结合课程特点，有选择地讲授与信号和系统重叠的内容。

2.信号处理课程系统调整

通过合理调整两门课程的教学内容，学生可以在学习中少走弯路，从而更好地掌握两门课程。调整教学内容必须加强两门课程的关联性，少重复或不重复内容。可以从三个方面进行调整：离散系统的基本概念、时域和变换域分析、连续和离散信号与系统之间的联系。

离散系统时域和变换域分析。离散信号与系统分析主要包括时域分析和Z变换、序列的离散时间傅里叶变换、Z变换和离散时间傅里叶变换的关系、DFT（离散傅里叶变换）和FFT（快速傅里叶变换）。其中，离散时间系统的时域分析和Z变换是《信号与系统》的重点内容，《数字信号处理》只需简单回顾。“数字信号处理”的重点和难点是Z变换和离散时间。傅里叶变换、DFT（离散傅里叶变换）和FFT（快速傅里叶变换）的关系。离散信号与系统分析主要包括时域分析和Z变换、序列的离散时间傅里叶变换、Z变换和离散时间傅里叶变换的关系、DFT（离散傅里叶变换）和FFT（快速傅里叶变换）。其中，离散时间系统的时域分析和Z变换是《信号与系统》的重点内容，《数字信号处理》只需简单回顾。“数字信号处理”的重点和难点是Z变换和离散时间。傅里叶变换、DFT（离散傅里叶变换）和FFT（快速傅里叶变换）的关系。离散信号与系统分析主要包括时域分析和Z变换、序列的离散时间傅里叶变换、Z变换和离散时间傅里叶变换的关系、DFT（离散傅里叶变换）和FFT（快速傅里叶变换）。其中，离散时间系统的时域分析和Z变换是《信号与系统》的重点内容，《数字信号处理》只需简单回顾。“数字信号处理”的重点和难点是Z变换和离散时间。傅里叶变换、DFT（离散傅里叶变换）和FFT（快速傅里叶变换）的关系。DFT（离散傅里叶变换）和 FFT（快速傅里叶变换）。其中，离散时间系统的时域分析和Z变换是《信号与系统》的重点内容，《数字信号处理》只需简单回顾。“数字信号处理”的重点和难点是Z变换和离散时间。傅里叶变换、DFT（离散傅里叶变换）和FFT（快速傅里叶变换）的关系。DFT（离散傅里叶变换）和 FFT（快速傅里叶变换）。其中，离散时间系统的时域分析和Z变换是《信号与系统》的重点内容，《数字信号处理》只需简单回顾。“数字信号处理”的重点和难点是Z变换和离散时间。傅里叶变换、DFT（离散傅里叶变换）和FFT（快速傅里叶变换）的关系。

(3）连续信号与离散信号与系统的联系。在《信号与系统》中，仅在采样定理的内容中强调了连续信号与离散信号之间的联系，而在采样定理的内容中强调了采样信号。采样定理也是一种连续信号，而“数字信号处理”完整地描述了连续信号的数字处理方法，以及采样信号与时域离散信号傅里叶变换的关系。

三、教师调整课程体系的要求

将《信号与系统》、《数字信号处理》等课程形成课程体系，也对从事教学工作的教师提出了新的要求。从事教学工作的教师应熟悉课程体系中的每一门课程，并能在实践中熟练运用这些基本理论。教师在教学中应注意以下几点：

1.掌握“信号与系统”和“数字信号处理”课程的内在联系

教学体系调整后，无论教授哪一门课程，教师都要熟悉课程体系中的其他课程，了解学生已经学过或将要学的知识，突出课程之间的关联性，同时付出重视课程教学。他们各自的重点。为了实现《信号与系统》和《数字信号处理》课程教学的连贯性，学生在学习的过程中可以事半功倍。

2.关注课堂教学中的例子

由于两门课程理论性强，教师不仅要熟悉整个课程体系的基本理论，还要能够在课堂教学中加入实例。音频信号处理是《数字信号处理》课程中的一个典型应用，教学中的每一章都可以穿插实例。例如，在《信号与系统》课程第三章介绍连续信号的频域分析时，讲课时可以给出加噪频率信号的时域和频域波形。可以看出时域音频信号和噪声完全重叠，无法分离，但是由于信号和噪声在不同的频段，它们可以在频域中轻松区分。介绍这个例子有助于学生理解时域和频域的概念。

3.将真实考题融入课堂教学

目前，在大多数高校中，通信与信息系统、信号与信息处理等专业都将“信号与系统”、“数字信号处理”作为考研的初试或复试科目。教师可以对各高校的真实考题有广泛的了解，并在课堂上举例讲解好考题，让学生了解考研的基本情况和各高校题目的难易程度。课，对学生考研有很大帮助。

4.教研相结合

如果教师的科研工作与信号处理有关，可以在课程教学中提及相应的科研内容，从而提高学生的学习兴趣，促进课程的课堂教学。例如，我们可以在“数字信号处理”类中向您展示音频信号处理的示例，包括音频采集（模拟信号到数字信号的转换）、音频去噪（滤波）和音频处理（系统）等功能。由于我校电力的特点，在教学中更加注重信号处理课程在电力系统中的应用。

四、结论

本文首先分析了我校《信号与系统》和《数字信号处理》的教学情况和遇到的问题。然后分析了两门课程的教学内容和信号处理课程体系的调整。最后从课程体系的角度对教师提出了一些要求。然后在课堂教学中激发学生的学习兴趣，让学生更好地掌握课程的基本内容，达到更好的教学效果。

参考：

[1] 郝晓丽. 信号与系统与数字信号处理课程改革的思考与实践[J]．电工电子教学学报, 2002, 24 (6）: 19-22.

[2] 谢守清，胡毅。信号与系统与数字信号处理的优化教学[J]. 电工电子教学学报, 2009, 31(6）: 18-21.

[3] 于凤琴，闫庆明，杨惠忠。浅谈信号与系统课程的分层教学[J]．电工电子教学学报, 2008, 30 (5）: 105-106.

[4] 梁快，赵明富．“信号与系统”与“数字信号处理”教学融合[J]. 电工电子教学学报, 2007, 29 (5）: 13-15.

[5] 陈华礼，程耕国。《信号与系统》和《数字信号处理》两门课程的优化整合探讨[J]. 中国电力教育, 2009, (3）: 48-51.@ >

[6]郑俊丽，应启恒，杨伟丽。信号与系统[M]．第三版。北京：高等教育出版社，2011.

[7] 高希全，丁玉梅．数字信号处理[M]．第三版。西安：西安电子科技大学出版社，2009.