信號與(yu) 係統課程是環境與(yu) 生命學部為(wei) 生物醫學工程專(zhuan) 業(ye) 本科生開設的一門重要的基礎學科必修課程。課程的理論性強，具有一定的實踐性，運用現代數學的相關(guan) 理論和分析方法將物理問題、電路係統與(yu) 數學描述有機地結合在一起，其基本概念和分析方法在電子通信、信號處理、生物醫學工程等領域應用廣泛。本課程的主要任務是，讓學生掌握信號和線性非時變係統的基本概念和分析方法，掌握“三大變換”(拉普拉斯變換、Z變換和傅裏葉變換)， 並掌握線性非時變係統的分析方法。這些基本概念和分析方法能夠為(wei) 學生學習(xi) 以後的專(zhuan) 業(ye) 課程，如：生物醫學信號處理、醫學圖像處理、醫學信號處理課程設計等，以及深入研究現代數字信號處理理論和實現技術奠定堅實的理論基礎。

　　本課程涉及的相關(guan) 基本理論和分析方法具有一定的抽象性，公式多且推導複雜，理論性強，要求學生具有紮實的數學基礎。課上對基礎概念和基本原理進行簡單的講解往往並不能使學生充分理解和掌握相關(guan) 知識點的物理意義(yi) ，部分學生學習(xi) 效率低下且有一定的困難。因此，探索新的實驗教學方法顯得尤為(wei) 重要。在教學過程中恰當引進實驗仿真軟件，對相應知識點進行模擬實驗，並以簡單編碼、圖像等形式更直觀地進行呈現，可以鍛煉學生的思維，增強學生的理解，培養(yang) 和提高學生分析和解決(jue) 問題的能力。當前，不少高校利用MatLab軟件構建了信號與(yu) 係統實驗軟件教學平台[1-3]，將建模仿真與(yu) 實驗輔助相結合，學生能自主選擇實驗項目，進行實驗創新。但是，利用MatLab作為(wei) 信號與(yu) 係統課程的輔助教學工具也有其不足之處：一是信號處理和分析過程都被封裝在一個(ge) 個(ge) 抽象化的函數中，學生在學習(xi) 過程中隻能單純調用，底層內(nei) 部實現不夠清晰;二是MatLab是一款商業(ye) 軟件，一些學校沒有購買(mai) 學生授權;三是軟件係統過於(yu) 複雜，對學生的計算機性能要求較高。

　　1 Jupyter Notebook開發環境簡介

　　2 綜合實驗平台的整體(ti) 結構和設計

　　3 實驗平台的內(nei) 容示例

　　4 結語

　　筆者利用Jupyter Notebook應用程序在信號與(yu) 係統課程教學實踐中，設計了一個(ge) 基於(yu) Python語言的課程綜合實驗平台，有效地改進了原有的實驗教學方法。該平台通過圖形、動畫等形式，將大量枯燥的理論知識、數學推導等直觀呈現出來，使學生對抽象的知識點產(chan) 生更加直觀的認識。因為(wei) 實驗參數可以根據需要隨意設定，調動了學生學習(xi) 的積極性和主動性，激發了學習(xi) 興(xing) 趣，有效提升了教學質量和教學效果獲得。

　　參考文獻

　　[1] 郭建英.MATLAB在信號與(yu) 係統課程教學中的應用研究[J].山西電子技術,2020(2):73-75.

　　[2] 鄭三婷.淺談MATLAB軟件在《信號與(yu) 係統》課程教學中的應用[J].科技論壇,2020(8):132-133.

　　[3] 朱娟娟,郭寶龍,張玲霞.“信號與(yu) 係統”Matlab實踐在線課程的建設[J].電氣電子教學學報,2019(4):38-40.

林嵐 吳水才　北京工業(ye) 大學環境與(yu) 生命學部