信号与系统课程的教学问题探讨

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201722184

摘要：本文针对电子信息类本科专业的主要专业课程——《信号与系统》进行课程设置的知识要求、能力要求，以及学完该课程之后的达成目标要求等问题展开探讨和分析，旨在为学生建立信号与系统课程整体学习的主要思路为目的。探讨这门主要专业课程的学习的重要性、必要性，指导电子信息类专业的学生更高效地学好信号与系统这门专业必修课，更好地掌握信号与系统这门学科的核心内容，有利于激发学生的学习积极性，并为该课程的教学带来一些指导性建议。

关键词：电子信息；专业课程；信号与系统

1 模拟电子技术基础课程的特点

信号与系统是通信和电子信息类专业的核心专业必修课，其中的概念和分析方法广泛应用于通信、自动控制、信号与信息处理、电路与系统等众多领域。本课程从概念上可以区分为信号分解和系统分析两部分，但二者又是密切相关的，根据连续信号分解为不同的基本信号，对应推导出线性系统的分析方法分别为：时域分析、频域分析和复频域分析；离散信号分解和系统分析也是类似的过程。课程采用先连续后离散的布局安排知识，可先集中精力学好连续信号与系统分析的内容，再通过类比理解离散信号与系统分析的概念。状态分析方法也结合两大块给出，从而建立完整的信号与系统的概念。信号与系统课程研究信号与系统理论的基本概念和基本分析方法。初步认识如何建立信号与系统的数学模型，经适当的数学分析求解，对所得结果给以物理解释、赋予物理意义。具体课程内容包括：连续时间系统的时域分析、傅里叶变换、拉普拉斯变换、连续时间系统的S域分析、傅里叶变换应用于通信系统（滤波、调制与抽样）、信号的矢量空间分析、离散时间系统的时域分析、Z变换及离散时间系统的Z域分析、系统的状态变量分析等。

2 信号与系统的课程设置知识要求

信号与系统课程是电子信息专业本科生的专业基础主干必修课程，它具有自身的体系，是理论性、实践性都很强的课程，与本科阶段的许多专业课（例如通信原理、数字信号处理、 通信电路、图象处理、微波技术等）有很强的联系。学习该课程前，需要学生具备一定的先修课程的相关知识技能作为基础，包括《高等数学》，《大学物理》等公共课课程的自然科学知识，还应具备《电路分析》、《模拟电子技术基础》等专业基础学科课程的专业基础知识，此外还应该具备matlab、C语言和C++等编程语言类课程的相关专业知识。学习该课程后，学生应该具备电路，信号与系统、通信与系统等领域的专业基础知识和专业技能。为今后深入学习电子技术在专业中的应用打好基础，其中包括在《数字信号处理》、《通信与系统》、《通信原理》、《嵌入式系统理论及实践》等后续专业课程中的应用，为学生建立系统分析的概念，培养学生自主分析问题和解决问题的能力，帮助学生成功地从中学阶段对电压电流的具体求解，过渡到本科阶段自主进行信号与系统的分析能力的培养，将学生中学阶段的局限性思维，过渡到大学阶段的开放性自主创新性思维模拟，并能培养学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的工程实践能力。

3 信號与系统的课程设置能力要求

信号与系统课程设置能力要求以理论基础和实践操作相结合，既保证严谨的理论体系，又结合工程实践的特点。通过信号与系统课程的学习，应能具备模拟信号和数字信号的系统分析能力、信号和系统的分析计算能力，以及电子技术系统相关专业知识的自学能力。另外通过模拟系统和时域离散系统的工程实例分析和实践操作的相关训练，学生应能具备信号处理与滤波方面的实践动手能力，通过系统的时频域分析与学习，掌握系统认知、设计与开发及创新能力。

4 信号与系统课程的达成目标要求

通过信号与系统课程的学习，掌握信号、线性非时变系统的各个部分及分析方法，内容包括连续时间系统的时域分析、傅里叶变换、拉普拉斯变换、连续时间系统的S域分析、傅里叶变换应用于通信系统（滤波、调制与抽样）、信号的矢量空间分析、离散时间系统的时域分析、Z变换及离散时间系统的Z域分析、系统的状态变量分析等问题的分析计算能力，培养学生分析问题和解决问题的自主学习能力；学会在时域利用卷和与卷积积分解决 LTI 系统分析的问题；并通过理论学习和系统训练，掌握信号时域分析和频域分析的专业知识；借助matlab软件完成信号和系统的分析方面的程序设计，具有一定的相关专业知识；以及通过实验环节训练具备处理一些实际工作问题的专业技能。能借助实际电子电路实验箱和软件模拟计算仿真，实现不同类型系统的信号处理功能，通过实验环节操作训练具备处理实际工作问题的相关专业技能，理论与实践相结合，更好的理解信号与系统这门学科的专业知识，为后续专业课程打好基础。

参考文献：

[1]郑君里.信号与系统（第二版）上下册.高等教育出版社.

[2]刘百芬，张利华.信号与系统.人民邮电出版社教材.

作者简介：杨小玲（1982），女，湖北武汉人，讲师，博士，研究方向：电子信息自动化。