摘 要：隨機(jī)信號分析是一門理論性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程理論嚴(yán)謹(jǐn)、系統(tǒng)性強(qiáng)。本文根據(jù)教學(xué)實踐，就理論教學(xué)中如何提高教學(xué)效果的教學(xué)方法以及教學(xué)內(nèi)容的組織方面進(jìn)行了有益的探討。

關(guān)鍵詞：隨機(jī)信號分析 教學(xué)方法 教學(xué)內(nèi)容

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）06（a）-0126-01

隨機(jī)信號分析是電子信息工程、信息與通信工程等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程主要講授隨機(jī)信號的基本理論和基本分析方法，內(nèi)容上涉及隨機(jī)信號的基礎(chǔ)、隨機(jī)過程、系統(tǒng)對隨機(jī)信號的響應(yīng)及窄帶隨機(jī)過程等。該課程的教學(xué)目的旨在使學(xué)生理解隨機(jī)信號的特性，掌握隨機(jī)信號分析及隨機(jī)信號通過線性系統(tǒng)的基本理論及分析方法，進(jìn)一步認(rèn)識如何從實際問題出發(fā)，通過抽象建立信號與系統(tǒng)模型，經(jīng)適當(dāng)數(shù)學(xué)分析求解，對結(jié)果賦予物理意義的系統(tǒng)科學(xué)研究方法。培養(yǎng)學(xué)生思考問題的邏輯性、靈活性與廣闊性，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程及從事電子信息技術(shù)相關(guān)的實際工作奠定理論基礎(chǔ)。

隨機(jī)信號分析是一門數(shù)學(xué)知識運用較多的專業(yè)課程，也是《信號與系統(tǒng)》的后續(xù)課程，《信號與系統(tǒng)》主要研究確定信號，而在該課程中主要研究隨機(jī)信號。課程內(nèi)容較抽象，涉及到大量的數(shù)學(xué)公式，因此，要求學(xué)生具有扎實的數(shù)學(xué)功底。為了使學(xué)生能較系統(tǒng)的掌握隨機(jī)信號的概念及基本的分析方法，加深對概念的理解，培養(yǎng)獨立分析問題和解決問題的能力，提高該課程的教學(xué)效果，需要在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法上進(jìn)行積極的探索和改革。

1 教學(xué)內(nèi)容方面的設(shè)計

任何基礎(chǔ)理論課的教學(xué)，首先，教材是基礎(chǔ)，根據(jù)目前隨機(jī)信號分析理論和技術(shù)的發(fā)展及各高校的教材使用情況，結(jié)合相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，選擇適合當(dāng)前本科學(xué)生學(xué)習(xí)的教材。教材在內(nèi)容編排上層次要清晰、不宜過深過難。比如哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社出版的《隨機(jī)信號分析》、電子工業(yè)出版社出版的《隨機(jī)信號分析》等優(yōu)秀教材比較適合本科生的教學(xué)。

選定教材后，根據(jù)教材內(nèi)容，反復(fù)研究和整理課程相關(guān)章節(jié)和知識點之間的聯(lián)系，找出重點、難點，精心組織教學(xué)內(nèi)容。本科生教學(xué)在內(nèi)容上不亦過深，因此，可以將課程內(nèi)容歸納成三個部分：隨機(jī)信號的理論基礎(chǔ)、隨機(jī)過程的基礎(chǔ)理論、隨機(jī)過程的應(yīng)用。第一部分主要是隨機(jī)信號要點回顧、隨機(jī)信號實用分布律、數(shù)字特征、函數(shù)變換。第二部分主要包括隨機(jī)過程的基本概念、平穩(wěn)隨機(jī)過程和各態(tài)歷經(jīng)過程，平穩(wěn)隨機(jī)過程的自相關(guān)、互相關(guān)、功率譜和互功率譜、高斯過程與白噪聲。第三部分包括隨隨機(jī)信號通過線性時不變系統(tǒng)、窄帶隨機(jī)信號。結(jié)合對白噪聲通過線性時不變系統(tǒng)的分析掌握隨機(jī)信號通過線性時不變系統(tǒng)的分析方法，隨機(jī)信號通過非線性系統(tǒng)可作簡要介紹；窄帶隨機(jī)信號中主要介紹窄帶高斯隨機(jī)信號、窄帶高斯隨機(jī)信號的包絡(luò)和相位分布。授課時注重基礎(chǔ)理論部分，打好基礎(chǔ)，以便于進(jìn)一步學(xué)習(xí)隨機(jī)信號分析的新技術(shù)和新方法。

2 教學(xué)方法中應(yīng)注意的幾個問題

2.1 注意該課程與前續(xù)課程《信號與系統(tǒng)》的聯(lián)系

信號與系統(tǒng)也是一門運用數(shù)學(xué)知識較多的專業(yè)課程，因此，學(xué)習(xí)隨機(jī)信號分析在學(xué)習(xí)方法上與前者有相似性。而且在一些知識點，例如，隨機(jī)信號的特征函數(shù)與概率密度的關(guān)系、平穩(wěn)過程的功率譜與自相關(guān)函數(shù)的關(guān)系上，會用到傅立葉變換的知識，前者有類似傅立葉變換對的關(guān)系，后者就是一對傅立葉變換對。如果能事先對信號與系統(tǒng)中傅立葉變換的內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)的復(fù)習(xí)，那么在講授這一部分內(nèi)容時，就可以直接利用傅立葉變換的性質(zhì)和常用的傅立葉變換對等結(jié)論來分析問題，以便在學(xué)習(xí)時將重點放在相關(guān)知識點的理解和應(yīng)用上，而不必進(jìn)行大量的數(shù)學(xué)分析和推導(dǎo)。用這種方式介紹抽象的數(shù)學(xué)概念，學(xué)生易于接受，又不失數(shù)學(xué)上的嚴(yán)謹(jǐn)性。

2.2 適當(dāng)組織討論課

當(dāng)前課堂教學(xué)強(qiáng)調(diào)“精講多練”，不僅僅是學(xué)生課后獨立練習(xí)，還包括在課堂上讓學(xué)生參與到課堂教學(xué)中來，比如通過開展討論課，讓學(xué)生與老師之間、學(xué)生之間進(jìn)行積極的交流和互動。這就要求課前做好充分準(zhǔn)備、課堂上精心組織。具體實施時，可以將學(xué)生分組，每組就不同的相關(guān)內(nèi)容查閱相關(guān)資料、深入學(xué)習(xí)，然后在課堂上讓學(xué)生自己講解。由于學(xué)生平時很少有這樣的鍛煉機(jī)會，只是被動接受知識，老師怎么講，自己怎么聽。通過學(xué)生自己講解，一方面有了自我展示的機(jī)會，學(xué)習(xí)熱情會較高；另一方面，老師可以根據(jù)講解過程中出現(xiàn)的形形色色的問題，在講解結(jié)束后給予點評和糾正，學(xué)生對這部分內(nèi)容的印象會更深刻。在這個過程中，教師切勿喧賓奪主，只需要引導(dǎo)學(xué)生積極發(fā)言、積極思考。這個環(huán)節(jié)的主要目的是鍛煉學(xué)生查閱資料的能力和獨立思考問題的能力。

2.3 開展實踐性教學(xué)

充分利用現(xiàn)有的信號分析輔助軟件開展實踐性教學(xué)，讓學(xué)生迅速進(jìn)入隨機(jī)信號分析與處理的研究環(huán)境，親身實踐，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)興趣。實踐性教學(xué)可以以仿真實驗和小型的課題研究相結(jié)合，加深對隨機(jī)信號概念的理解，提高學(xué)生結(jié)合工程實際進(jìn)行理論分析的能力。其內(nèi)容可以圍繞隨機(jī)信號的產(chǎn)生、隨機(jī)信號的特征分析、隨機(jī)信號通過線性系統(tǒng)等方面開展。在實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中，不要以傳統(tǒng)的灌輸式的教學(xué)方式為主，要以學(xué)生為主體，充分發(fā)揮其主觀能動性，學(xué)習(xí)方式從被動接受變?yōu)橹鲃犹剿?，教師則主要起引導(dǎo)作用。

3 結(jié)語

在隨機(jī)信號分析課程的教學(xué)實踐和教學(xué)改革過程中，為了適應(yīng)隨機(jī)信號理論的發(fā)展和對人才培養(yǎng)的要求，提高學(xué)生運用基本學(xué)科知識的能力和解決問題的能力，如何把傳統(tǒng)的教師以教為主的教學(xué)模式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生以學(xué)為主的教學(xué)模式，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，是我們需要繼續(xù)探討的問題。

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