电子信息工程专业《系统仿真》课程改革初探

【摘 要】随着越来越多的高等院校向应用型大学转型，实践教学在大学生培养方案制定中所占比例大幅上升。MATLAB作为一种数学工具，在电子信息工程专业的很多实践教学中得到广泛的应用，但是课程所占学时及涉及课程仍然较少。通过在专业课程后安排课程设计，能够加强学生通过MATLAB软件掌握相应的专业知识，为今后学习和工作打下坚实基础。

【关键词】系统仿真；电子信息工程；MATLAB；教学改革

《系统仿真》是电子信息工程专业的一门选修课。其先修课程包括：《高等数学》、《线性代数》、《信号与系统》、《数字信号处理》、《通讯原理》和《数字图像处理》等。开设本课程的目的是使学生能够运用MATLAB软件解决简单的工程数学问题及编写仿真程序。课程内容主要包括：MATLAB语言基础入门知识、产品体系、桌面工具的使用方法，重点介绍MATLAB的数据可视化、数值计算的基本步骤以及编写整洁、高效、规范的程序[1]。

一、电子信息工程专业实践课程存在问题分析

MATLAB是美国MathWorks公司开发的具有友好的工作平台与编程环境，简单易用的程序语言，强大的科学计算机数据处理能力，出色的图形处理功能，应用广泛的模块集合工具箱，以及实用的程序接口和平台的大型综合软件[2]。大学教育中，理论教学与实践教学是相辅相成的，理论教学之后一般都会安排相应的实践教学。MATLAB作为一种应用日益广泛的数学工具，在电子信息工程专业的很多实践教学中得到应用，但是目前仍然存在以下几个问题：

1.电子信息工程专业实践教学课程所占学时偏少

根据中华人民共和国教育部2012年颁布的《普通高等学校本科专业目录（2012）》，电子信息工程专业属于工学0807电子信息类。作为工学专业，电子信息工程专业目前实践教学课程所占学时偏少，这就导致理论知识不能得到充分的实践训练，学生对理论知识的认识不透彻，各门理论课程知识之间的联系性把握不准。而实践课程是对理论知识的进一步应用，且融合了多门理论课程知识，这不仅能够使学生加深对理论知识的理解而且还能够对多门理论课程的知识做到融会贯通。由此，增加专业课程中的实践课程学时迫在眉睫。

2.电子信息工程专业实践教学课程门数较少

目前，很多高校仅在《系统仿真》理论课程设置时会安排相应的实验学时，但是这样仅仅锻炼的是学生对MATLAB软件的基本操作的掌握，并不能将MATLAB软件跟专业课程进行很好的融合，为此，应在《电路原理》、《信号与系统》和《数字信号处理》等理论课程后安排相应的课程设计，加强学生通过MATLAB软件掌握相应的专业知识。

二、《系统仿真》课程与专业课程的融合

1.课程改革内容

为了使学生更好的掌握专业课程的理论知识，在专业课后安排相应的课程设计是十分必要的。如在《数字信号处理》理论课程之后，安排相应的课程设计，使用MATLAB进行相应的分析。

如设计一个三阶巴特沃斯滤波器，设采样周期 T =250 μs（采样频率 fs =4 kHz），用脉冲响应不变法和双线性变换法设计，其3dB边界频率为 fc =1 kHz。

程序代码如下：

[B，A]=butter（3，2*pi*1000，’s’）；

[num1，den1]=impinvar（B，A，4000）；

[h1，w]=freqz（num1，den1）；

[B，A]=butter（3，2/0.00025，’s’）；

[num2，den2]=bilinear（B，A，4000）；

[h2，w]=freqz（num2，den2）；

f=w/pi*2000；

plot（f，abs（h1），’-.’，f，abs（h2），’-’）；

grid；

xlabel（‘频率/Hz’）

ylabel（‘幅值/dB’）

程序运行结果：

图1给出了这两种设计方法所得到的频响，虚线为脉冲响应不变法的结果，实线为双线性变换法的结果。脉冲响应不变法由于混叠效应，使得过渡带和阻带的衰减特性变差，并且不存在传输零点。同时，也看到双线性变换法，在z=-1即ω=π或f=2000 Hz处有一个三阶传输零点，这个三阶零点正是模拟滤波器在Ω=∞处的三阶传输零点通过映射形成的。

2.课程改革效果

（1）通过在专业课程后设置课程设计，增加实践教学课程学时，学生对专业知识的理解更透彻了，主动学习意识增强了，学习兴趣更加浓厚了；

（2）学生对MATLAB软件的掌握更加熟练了，更利于专业知识的学习；

（3）学生在通过软件加强专业知识掌握的同时，更好的为毕业设计甚至今后的科研和工作打下良好的基础。

三、结束语

在教育部的政策下，许多高校步入应用型大学的转型中，实践教学在越来越多的高校中受到了越来越多的重视。通过实践表明，在理论教学的后期，若能加强软件工具对专业知识的掌握，能大大增加学生的专业综合素质，更利于学生专业素养的培养。

参考文献：

[1]黄高飞，郑晖，唐冬.电子信息工程专业的MATLAB课程入门教学浅谈[J].科技信息，2012，27：208.

[2]王波，王军.MATLAB课程的教学改革思考[J].中国电力教育，2012，28：55-56.