可视化教学法在“信号与系统”教学中的运用摘要：“信号与系统”的数学理论性强，学习难度大，为强化“信号与系统”课程的工程应用，进一步提高学生概念理解能力和学习兴趣，在“信号与系统”的理论课堂教学中实施了可视化教学法的教学模式。可视化教学方法充分利用Matlab仿真效果图和Flash动画的演示效果图，使课程中的概念和理论方法直观化、易于理解，突出学生实践能力培养，有效地提高教学质量。关键词：信号与系统；可视化教学法；Matlab仿真作者简介：马英辉（1979-），女，山东潍坊人，宿迁学院计算机科学系，讲师；高磊（1978-），男，河北青县人，宿迁学院机电工程系，讲师。（江苏宿迁223800）中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）04-0071-02“信号与系统”是电子信息类专业中一门非常重要的专业基础课程，是连接基础课与专业课的枢纽，起到承上启下的作用，因此学生学好这门课程是非常重要的。由于该课程数学公式多而抽象，对学生来说掌握并进行实践具有一定的难度。为了培养学生的学习兴趣和探究能力，本文借助现代科学工具Matlab和Flash来进行可视化教学方法的探究。一、“信号与系统”教学中存在的问题1・教学手段单一“信号与系统”的教学内容涉及众多的数学理论和相关运算，因此该课程理论性强、概念抽象。教师一直采用黑板式或多媒体的教学方式开展该课程的教学，虽然多媒体的应用提供了很好的展示平台，但是大部分教师只是停留在替代板书的水平，仍无法很形象地表示抽象的理论知识和概念，教学方法单调乏味，无法调动学生的学习兴趣。2.理论与实践脱节在“信号与系统”课程中，学生为了巩固和理解教学内容，只能通过繁杂的手工数学运算来完成课后习题，得到的结果不能直观地反映系统的特性，学生也不能真正地理解所得结果的实际意义，对课程中人量的应用性的内容不能进行实践操作，严重降低了教学效果。在传统教学中一般将实验、课程设计安排在授课后进行，作为对课程讲授内容的验证和设计。理论和实践脱节不利于学生对所学知识的理解和掌握，更不利于学生实践能力和创新能力的培养。3.学生缺乏对理论知识学习的兴趣因为“信号与系统”的数学公式和推导多，学生自然产生很强的抗拒心理，理论课的教学方法大多采用讲授法，以数学的推导和例题讲解为主,这种方法不管是采用板书式或是多媒体形式，都是大同小异的数学公式和符号，学生只能被动接受知识，而不理解其真正的含义，从而导致课堂气氛不活跃，学习效率不高，知识掌握不牢。学生课后自学时，由于许多知识点未理解，所以口学难度大，从而使部分学生放弃该课程的学习。山上可以看出，传统的教学方法只注重知识的传授，而忽略理论与实践的结合,从而降低了学生对学习的积极性，不利于知识的掌握。所以在“信号与系统”的理论教学中，要想使理论和实践不脱节，对可视化教学的探究是必要的。二、可视化教学法的具体实践案例利用Matlab和Flash实施的可视化教学法能直观地表示“信号与系统”课程的概念，从而使得教学形象生动，激发学生的学习兴趣。［1］1.Flash动画的案例时域抽样定理是学生掌握的一个重点与难点，若一个带限信号的抽样频率fs>2fc时，其频谱是不发生混叠失真的；当抽样频率fs<2fc时，其频谱发生混叠现彖；授课过程中使带限信号的抽样频率由人到小变化，Flash动画很直观地展现出其频谱的动态变化过程，引起学生的兴趣，再结合板书进行相关问题的推导，使学生更容易理解。同时，在课时较少的情况下采用Flash动画演示也能很好地能完成较多的教学内容。2.Matlab仿真的案例“信号与线性系统”课程主耍讲三大变换法，即傅里叶变换、拉普拉斯变换与z变换，其中，最重要是傅里叶变换，因为当代通信系统和信号处理技术的发展处处伴随着傅里叶变换的运用。通过Matlab工具可以快速地解决复杂的计算，促进学生対傅里叶变换的学握，也深化了对傅里叶分析的理解。(1)周期信号f(t)的分解——三角型傅里叶级数。周期信号f(t)可分解为直流和许多余弦(或正弦)分量，即为三角函数的线性组合形式。Matlab具有强大的数值计算和图像可视化的功能，在理论教学中运用Matlab取有限次谐波分量来合成逼...