《信号与系统》课程教学大纲

《信号与系统》课程教学大纲课程基本信息课程名称（中文）信号与系统课程名称（英文）SignalsandSystems课程代码05120063课程性质必修课程类别专业基础课考核形式考试总学分（学时/周）3.0理论学分（学时）3（48）实践或实验学分（学时/周）0先修课程电路原理、高等数学后续课程数字信号处理适应范围全日制本科面向专业电子信息工程开课学期3开课学院电子与信息工程学院二、课程目标本课程以培养学生的创新能力和提高综合素质为指导思想，以信号与系统的基本理论为主要内容，适应高校教学改革的需要，培养具有综合素质、全面发展的学生。以体现课程的选择性、重视基础、注重学科渗透为本课程的基本理念，以理论联系实际、因材施教作为基本原则，培养学生的系统分析能力与应用能力。引导学生树立正确的人生观，通过学生之间、师生之间的交流与互动，创造平等和快乐的教学氛围，调动学生的主动性和积极性，给学生成功的体验，激发学生学习的兴趣，学习时养成勤学严谨的思维习惯。课程具体目标如下：课程目标1：熟练掌握信号分类，连续信号时域描述，连续信号频域描述，连续信号S域描述以及各种描述之间的相互转换。熟练掌握离散信号时域描述，离散信号Z域描述以及相互转换，了解离散信号频域描述。课程目标2：掌握连续系统时域分析方法，频域分析方法和S域分析方法。熟练掌握离散系统时域描述，离散系统Z域描述以及相互转换，了解离散系统频域描述。从而提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。课程目标3：通过课堂理论教学、课程设计实践操作和课外作业等环节，培养学生学习信号与系统的兴趣、实事求是的科学态度、团队协作能力，以及培养学生的创新意愿。三、课程目标与毕业要求对应关系毕业要求、指标点与本课程的课程目标的之间对应关系如表1所示。表1毕业要求、指标点与课程目标的对应关系支撑的毕业要求涉及的毕业要求指标点本课程的课程目标支撑强度1.工程知识1.2掌握电子电路等工程基础知识，能将其用于分析电子电路相关的工程问题。课程目标1课程目标2课程目标3H2.问题分析2.3能运用工程科学基本原理分析复杂工程问题，以获得有效结论。课程目标1课程目标2H3.设计/开发解决方案3.1掌握设计/开发电子信息工程领域复杂工程问题解决方案所需要的专业知识和开发工具。课程目标1课程目标2课程目标3L本课程的各个课程目标对应毕业要求指标点的权值矩阵如表2所示。表2课程目标支撑毕业要求指标点的权值矩阵毕业要求指标点课程目标毕业要求指标1.2毕业要求指标2.3毕业要求指标3.1课程目标课程目标课程目标注：将一个毕业要求指标点分解到对应课程教学目标中，每一列的权重Σ＝1。四、课程目标与教学内容及资源对应关系第1章绪论（3学时）教学内容：信号与系统的基本概念；信号的描述、分类和典型示范；信号的运算；阶跃信号和冲激信号；线性时不变系统。教学重点：信号的描述、分类和典型示范；信号的运算；线性时不变系统。支撑的课程目标：1，2，3第2章连续时间系统的时域分析（9学时）教学内容：微分方程式的建立与求解；起始点的跳变（从0-到0+状态的转换）；零输入响应和零状态响应；冲激响应与阶跃响应；卷积和卷积性质。教学重点：分方程的求解；0-状态和0+状态的含义；零输入响应和零状态响应；卷积的计算和应用。支撑的课程目标：1，2，3第3章傅里叶变换（9学时）教学内容：周期信号的傅立叶级数分析；典型周期信号的傅立叶级数；傅立叶变换；典型非周期信号的傅立叶变换；冲激函数和阶跃函数的傅立叶变换；傅立叶变换的性质；周期信号的傅立叶变换；抽样信号的傅立叶变换。教学重点：周期信号的傅立叶级数分析；傅立叶变换及其性质；典型信号的傅立叶变换；傅立叶变换的性质；信号的抽样和恢复。支撑的课程目标：1，2，3拉普拉斯变换、连续时间系统的s域分析（12学时）教学内容：拉普拉斯变换的基本性质；拉普拉斯逆变换；用拉普拉斯变换法分析电路、s域元件模型；系统函数H(s)；由系统函数零、极点分布决定时域特性；由系统函数零、极点分布决定频响特性；线性系统的稳定性；双边拉氏变换；拉普拉斯变换与傅立叶变换的关系。教学重点：拉普拉斯变换的基本性质；拉普拉斯反变换；用拉氏变换法分析电路；系统函数的零极点分布对时域特性和频响特性的影响；系统的稳定性分析；拉氏变换和傅立叶变换的关系。支撑的课程目标：1，2，3傅立叶变换应用于通信系统——滤波、调制与抽样（3学时）教学内容：系统的频率响应特性H(jw)；无失真传输；理想低通滤波器；调制与解调；带通滤波系统的运用；从抽样信号恢复连续时间信号。教学重点：系统的频率响应特性H(jw)；无失真传输；理想低通滤波器；调制与解调。支撑的课程目标：1，2，3第7章离散时间系统的时域分析（6学时）教学内容：离散时间信号——序列；离散时间系统的数学模型；常系数线性差分方程的求解；离散时间系统的单位样值（单位冲激）响应；卷积（卷积和）。教学重点：序列的定义；离散时间系统的数学模型；离散时间系统的单位冲激响应；卷积（卷积和）。支撑的课程目标：1，2，3第8章离散时间系统的z域分析（6学时）教学内容：z变换定义、典型序列的z变换；z变换的收敛域；z反变换；z变换的基本性质；z变换与拉普拉斯变换的关系；利用z变换解差分方程；离散系统的系统函数；序列傅立叶变换（DTFT）；离散时间系统的频率响应特性。教学重点：z变换及收敛域；z反变换；z变换的基本性质；z变换与拉普拉斯变换的关系；系统函数H(z)；序列的傅立叶变换；离散系统的频率响应特性。支撑的课程目标：1，2，3课程思政融入点：重塑“连续时间信号的时域抽样”的教学内容，深度挖掘了该内容蕴含的思政元素，以先进的教学内容为载体，无痕融合思政元素。熏陶探索精神，启发辩证思维，在信号抽样过程中，抽样间隔较大，则可能造成信号精度降低；若抽样间隔较小，则可能造成信号处理效率减低。因此，需要合理选择抽样间隔，正确处理精度与效率的辩证关系。增强民族自信，厚植家国情怀。基于信号抽样定理，阐述了其在5G信号抽样以及铁道控制信号识别等方面的工程应用，展现了我国在通信和高铁领域，从跟随到引领的发展历程，增强学生的民族自信和强国有我的家国情怀。课程主要教学资源及参考资源、教学平台网站：推荐参考教材及参考书目参考教材及参考书目见表3。表3参考教材及参考书目类别教材名称主编出版社出版时间参考教材信号与系统（上、下册）（第三版）郑君里等高等教育出版社2011参考书目信号与系统（第二版）赫金著，林秩盛译电子工业出版社2004信号与系统奥本海姆等著，刘树棠译电子工业出版社2013信号与系统（第二版）陈后金高等教育出版社2015课程网站=1\*GB3①信号与系统_西安电子科技大学_中国大学MOOC（慕课）/course/xidian-483006=2\*GB3②信号与系统_北京交通大学_中国大学MOOC（慕课）/course/NJTU-359003=3\*GB3③信号与系统_湖南大学_中国大学MOOC（慕课）/course/HNU-1003363020五、课程目标与考核依据及评价标准对应关系总评计分制：百分制（√）；五级分制（）；两级分制（）考核方式：考试（√）；考查（）本课程考核环节由课堂表现、作业、期中考试、期末考试成绩组成。课程总成绩=课堂表现×10%+作业×20%+期中考试×20%+期末考试×50%。具体考核会环节、评价方式、比重和对应的课程目标如表4所示。表4考核/评价方法、依据和对应的课程目标考核环节评价方式比重课程目标课堂表现主要包括出勤情况和课堂参与度10%课程目标1课程目标2课程目标3作业成绩主要是学生完成课后作业的情况20%课程目标1课程目标2课程目标3期中考试根据期中考试结果给出相应的成绩20%课程目标1课程目标2课程目标3期末考试根据期末考核结果给出相应的成绩50%课程目标1课程目标2课程目标3课程总成绩平时×10%+作业×20%+期中考试×20%+期末考试×50%100%课程目标1课程目标2课程目标3根据表4可知，本课程的3个课程目标分别由多个考核环节来支撑，每个考核环节的评价标及其对课程目标的支撑权值如表5所示。表5考核环节评价标准及其支撑课程目标的权值课程目标考核环节考核环节支撑课程目标权值权值合计评价标准100~9089~8079~7069~60<59优良中及格不及格课程目标1课堂表现25%100%按时到课，从不缺课；课堂能积极并正确回答问题；课堂交流讨论积极主动；课堂表现总体很好不无故缺课、迟到早退；课堂能积极并正确回答问题；课堂交流表现良好；课堂表现总体较好不无故缺课、偶尔会有迟到早退；课堂下能正确回答问题；课堂交流表现这中等；课堂表现总体一般偶尔迟到早退；课堂回答问题和相互交流积极性尚可，态度基本端正；课堂总体表现尚可偶尔缺课或经常迟到早退；课堂回答问题和相互交流积极性较差，态度不端正；课堂总体表现较差作业25%作业严格按要求并及时完成，正确率90%以上作业按要求并及时完成，正确率80%至90%作业按要求并及时完成，正确率70%至80%作业按要求并及时完成，正确率60%至70%作业未按要求完成，正确率小于60%期中考试25%见期中试卷评分标准期末考试25%见期末试卷评分标准课程目标2课堂表现20%100%同上同上同上同上同上作业20%同上同上同上同上同上期中考试30%见期中试卷评分标准期末考试30%见期末试卷评分标准课程目标3课堂表现20%100%同上同上同上同上同上作业30%同上同上同上同上同上期中考试30%见期中试卷评分标准期末考试20%见期末试卷评分标准六、课程目标达成评价本课程目标达成评价依据和方法如表6所示。表6课程目标达成评价依据和方法教学目标考核环节评价方法课程目标1课堂表现、作业、期中考试、期末考试课程目标2课堂表现、