信號與系統課程的教學問題探討

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201722184

摘要：本文針對電子信息類本科專業的主要專業課程——《信號與系統》進行課程設置的知識要求、能力要求，以及學完該課程之后的達成目標要求等問題展開探討和分析，旨在為學生建立信號與系統課程整體學習的主要思路為目的。探討這門主要專業課程的學習的重要性、必要性，指導電子信息類專業的學生更高效地學好信號與系統這門專業必修課，更好地掌握信號與系統這門學科的核心內容，有利于激發學生的學習積極性，并為該課程的教學帶來一些指導性建議。

關鍵詞：電子信息；專業課程；信號與系統

1 模擬電子技術基礎課程的特點

信號與系統是通信和電子信息類專業的核心專業必修課，其中的概念和分析方法廣泛應用于通信、自動控制、信號與信息處理、電路與系統等眾多領域。本課程從概念上可以區分為信號分解和系統分析兩部分，但二者又是密切相關的，根據連續信號分解為不同的基本信號，對應推導出線性系統的分析方法分別為：時域分析、頻域分析和復頻域分析；離散信號分解和系統分析也是類似的過程。課程采用先連續后離散的布局安排知識，可先集中精力學好連續信號與系統分析的內容，再通過類比理解離散信號與系統分析的概念。狀態分析方法也結合兩大塊給出，從而建立完整的信號與系統的概念。信號與系統課程研究信號與系統理論的基本概念和基本分析方法。初步認識如何建立信號與系統的數學模型，經適當的數學分析求解，對所得結果給以物理解釋、賦予物理意義。具體課程內容包括：連續時間系統的時域分析、傅里葉變換、拉普拉斯變換、連續時間系統的S域分析、傅里葉變換應用于通信系統（濾波、調制與抽樣）、信號的矢量空間分析、離散時間系統的時域分析、Z變換及離散時間系統的Z域分析、系統的狀態變量分析等。

2 信號與系統的課程設置知識要求

信號與系統課程是電子信息專業本科生的專業基礎主干必修課程，它具有自身的體系，是理論性、實踐性都很強的課程，與本科階段的許多專業課（例如通信原理、數字信號處理、 通信電路、圖象處理、微波技術等）有很強的聯系。學習該課程前，需要學生具備一定的先修課程的相關知識技能作為基礎，包括《高等數學》，《大學物理》等公共課課程的自然科學知識，還應具備《電路分析》、《模擬電子技術基礎》等專業基礎學科課程的專業基礎知識，此外還應該具備matlab、C語言和C++等編程語言類課程的相關專業知識。學習該課程后，學生應該具備電路，信號與系統、通信與系統等領域的專業基礎知識和專業技能。為今后深入學習電子技術在專業中的應用打好基礎，其中包括在《數字信號處理》、《通信與系統》、《通信原理》、《嵌入式系統理論及實踐》等后續專業課程中的應用，為學生建立系統分析的概念，培養學生自主分析問題和解決問題的能力，幫助學生成功地從中學階段對電壓電流的具體求解，過渡到本科階段自主進行信號與系統的分析能力的培養，將學生中學階段的局限性思維，過渡到大學階段的開放性自主創新性思維模擬，并能培養學生分析問題和解決問題的能力，培養學生的工程實踐能力。

3 信號與系統的課程設置能力要求

信號與系統課程設置能力要求以理論基礎和實踐操作相結合，既保證嚴謹的理論體系，又結合工程實踐的特點。通過信號與系統課程的學習，應能具備模擬信號和數字信號的系統分析能力、信號和系統的分析計算能力，以及電子技術系統相關專業知識的自學能力。另外通過模擬系統和時域離散系統的工程實例分析和實踐操作的相關訓練，學生應能具備信號處理與濾波方面的實踐動手能力，通過系統的時頻域分析與學習，掌握系統認知、設計與開發及創新能力。

4 信號與系統課程的達成目標要求

通過信號與系統課程的學習，掌握信號、線性非時變系統的各個部分及分析方法，內容包括連續時間系統的時域分析、傅里葉變換、拉普拉斯變換、連續時間系統的S域分析、傅里葉變換應用于通信系統（濾波、調制與抽樣）、信號的矢量空間分析、離散時間系統的時域分析、Z變換及離散時間系統的Z域分析、系統的狀態變量分析等問題的分析計算能力，培養學生分析問題和解決問題的自主學習能力；學會在時域利用卷和與卷積積分解決 LTI 系統分析的問題；并通過理論學習和系統訓練，掌握信號時域分析和頻域分析的專業知識；借助matlab軟件完成信號和系統的分析方面的程序設計，具有一定的相關專業知識；以及通過實驗環節訓練具備處理一些實際工作問題的專業技能。能借助實際電子電路實驗箱和軟件模擬計算仿真，實現不同類型系統的信號處理功能，通過實驗環節操作訓練具備處理實際工作問題的相關專業技能，理論與實踐相結合，更好的理解信號與系統這門學科的專業知識，為后續專業課程打好基礎。

參考文獻：

[1]鄭君里.信號與系統（第二版）上下冊.高等教育出版社.

[2]劉百芬，張利華.信號與系統.人民郵電出版社教材.

作者簡介：楊小玲（1982），女，湖北武漢人，講師，博士，研究方向：電子信息自動化。