11信号与系统课程标准解读

1、21 信号与系统课程标准1 课程定位信号与系统 是电子信息类专业的一门专业核心课程， 是通信与电子信息 类专业继电路分析，数字电子技术课程后的又一门重要的专业基础课， 它的后续课程有数字通信等。本课程主要介绍信号与系统理论的基本概念和基本分析方法。 它主要讨论确 定信号的特性， 研究线性非时变系统的基本理论和基本分析方法。 初步认识如何 建立信号与系统的数学模型， 并经适当的数学分析求解， 对所得的结果给予物理 解释、赋予物理意义。通过课程教学内容的学习， 获得通信技术必要的基本理论、 基本知识和基本 技能，为学习有关的后续课程和其他专业课打下良好的基础， 本课程内容涉及面 广，采用课程教学与

2、实验实训教学相结合的原则， 要求以模拟电子技术 、电 路分析等课程为基础，为以后的专业课程，如信号与系统等做理论铺垫， 通过本课程的学习， 为进一步接受新的专业知识， 发展本专业的工程技术打下一 定的基础。2 工作任务和课程目标2.1 工作任务及职业能力工作任务与职业能力分析表工作领域工作任务职业能力学习项目通信技术通信系统特性的分析对较简单的系统的 进行分析和设计，能够对系统求解系统 函数，从并分析系统 的频率特性的能力。连续系统的时域分 析、连续系统的频域 分析、连续系统的 s 域分析、离散系统的 时域分析、离散系统 的z域分析、系统函 数。信号处理对信号进仃变换， 识别，检测，分析。对较

3、简单的信号进 行滤波、变换、检测、 谱分析、估计、压缩、识别等一系列加工 处理的能力。连续信号的时域分 析、连续信号的频域 分析、连续信号的 s 域分析、离散信号的 时域分析、离散信号 的z域分析。2.2课程目标根据课程面对的工作任务和职业能力要求，根据我校办学定位和高职学生职业素养培养出发点，本课程知识目标应使学生明确 信号与系统在电子信息工程专业职业能力培养中的地位和作用，加深知识的理解和综合运用：（1）知识目标1）了解本课程在专业中的地位和应用领域2）确定性信号经过LTI系统传输与处理的基本分析方法，包括连续系统与离 散系统的时域分析、连续系统的频域分析、连续系统的复频域分析和离散 系统

4、的z域分析等；3）零输入响应与零状态响应、冲激响应与阶跃响应的求解；4）卷积的性质及其计算技巧；5）常用函数的Z变换、Z变换的基本性质以及Z反变换的计算方法等。（2）技能目标1 ）掌握各种信号与系统分析方法相互间的联系及其具体应用2）初步具备应用信号与系统的观点和方法处理实际问题的能力， 为进一步学习后续课程和今后参加工作奠定坚实的基础；3）具有自主学习能力和自我发展能力， 能自觉评价学习效果， 找到适合自己 的学习方法和策略；4）具有一定的质疑能力， 信息收集和处理能力， 分析、解决问题能力和交流、 合作能力。（ 3） 态度目标1）培养良好的劳动纪律观念 , 遵守工作制度；2）养成积极分析、

5、 处理实际问题的良好习惯和细心、 认真、严谨的工作态度； 养成爱护和正确使用仪器设备的习惯；3）培养认真做事，细心做事的态度。养成收集、整理资料，总结工作经验， 进行工程文件归档等良好的工作习惯；4）培养与别人和谐相处、互帮互助、相互信任和有效沟通等团队协作意识。3 教学组织本课程以课堂教学为主， 结合主教材参考其他相关教材， 结合实验增强学生 对理论知识的理解和运用能力， 加强课后作业的批改与指导， 使学生牢固掌握信 号与线性系统的基本理论和基本分析方法， 掌握信号与线性系统的时域、 变换域 分析方法，理解各种变换（傅里叶变换、拉普拉斯变换、 Z 变换）的基本内容、 性质与应用。根据工作任务

6、与职业能力分析， 为使学生会干通信技术， 信号处理， 控制技 术，信号检测等工作，本课程设计了 6 个学习项目，在项目的教学实施中，进步分解成18个学习型工作任务教学组织表学习项目编号学习项目名称学习型工作任务学时1信号与系统的基本概念任务1信号与系统的基本概念及典型信号任务2信号的运算与变换任务3系统及其数学模型42连连续系统的时域分析 析任务1 冲激响应、阶跃响应 任务2 卷积及其性质任务3系统的时域分析法。83连续时间信号与系统的 频域分析任务1信号的频谱任务2周期与非周期信号的频域分析方法任务3信号的傅里叶变换124连续时间信号与系统的 复频域分析任务1拉普拉斯变换(单边) 及拉普拉斯

7、反变换，连续时间信 号的复频域分析任务2 系统的冲激响应以及系 统的传输函数任务3 系统的稳定性分析及H(S)零、极分布与时域特性的关 系125离散时间信号与系统的 时域分析任务1线性离散系统的描述及 响应任务2 单位序列和单位响应任务3 卷积和86Z变换、离散时间系统的Z域分析任务1 Z变换的概念任务2 Z变换的性质任务3 Z逆变换的求解16合计604 教学内容与能力要求4.1 项目一 信号与系统的基本概念(1) 项目概述信号与系统的基本概念及典型信号； 信号的运算与变换； 信号的数学模型及其分类方法。完成该项目需要 4 个学时，包含 3 个学习型工作任务。(2) 项目的任务任务 1 信号与

8、系统的基本概念及典型信号任务 2 信号的运算与变换任务 3 系统及其数学模型(3) 教学目标：1) 知识目标掌握：信号与系统、信号的描述、分类和典型示例；信号的运算：信号的移 位、反褶与尺度变换、信号的微分与积分；阶跃信号与冲击信号；信号的分类； 信号的函数表示与图形表示、指数信号、正弦信号、复数信号、钟形信号性质及 信号曲线。单位斜变信号、单位阶跃信号、单位冲激信号、冲激偶信号的重要性 质。系统模型及其分类；系统分析方法。熟悉：线性时不变系统，系统分析方法；了解：信号在通信系统中的应用。2) 技能目标掌握各种信号与系统分析方法相互间的联系及其具体应用；初步具备应用信号与系统的观点和方法处理实

9、际问题的能力， 为进一步学习后续课程和今后参加工作奠定坚实的基础；具有自主学习能力和自我发展能力； 具有一定的质疑能力， 信息收集和处理能力，分析、解决问题能力和交流、合作能力；能自觉评价学习效果，找到适合 自己的学习方法和策略；具有开拓创新的思维能力3) 态度目标养成认真工作、 安全生产和文明礼貌的良好习惯， 爱护教学设备， 坚持打扫卫生，培养良好的劳动纪律观念和良好的团队协作精神。(4) 项目的教学实施在指导教师带领下，学生分组自学、调查研究、收集信息、面授辅导、个别 指导相结合的办法进行任务实施， 对完成过程及成果进行检查评价， 最后学生撰 写总结报告。(5) 项目教学内容通过多媒体演示

10、了解信号和系统的概念，信息技术发展的形势。(6) 工作方法采用项目导向任务驱动教学， 教师布置项目任务， 讲解预备知识， 学生分组 进行任务实施，对完成过程及成果进行检查评价，最后总结，实现“教、学、练、 做一体化”教学方法。工作对象通信基础实验室相关实验箱，示波器和万用表等。在通信基础实验室， 学生 4 人一台实验设备， 由指导教师首先对工作任务分析，获取任务信息，并讲解完成任务所需的知识，然后由学生进行任务实施，教 师现场指导并评估。(7) 工作成果判断信号的线性时不变性，较复杂信号的分解与表示。(8) 考核评价 教师组织学生依照项目考核实施标准对本次项目学习进行自评，小组互评， 最后由老

11、师点评并得出考核成绩。4.2 项目二 连续系统的时域分析(1) 项目概述理解冲激响应、 阶跃响应的概念； 卷积及其性质以及求卷积的方法； 熟练掌 握系统的时域分析法。完成该项目需要 8 个学时，包含 3 个学习型工作任务。(2) 项目的任务任务 1 冲激响应、阶跃响应任务 2 卷积及其性质任务 3 系统的时域分析法。(3) 教学目标：1) 知识目标掌握：微分方程的建立与求解； 零输入响应与零状态响应； 冲激响应与阶跃 响应；零输入响应与零状态响应；奇齐次解，特征根，特征方程，特解。冲激响 应与阶跃响应。卷积的运算，卷积的性质：卷积代数。熟悉：卷积的微分与积分。 了解：冲激函数或阶跃函数的卷积。

12、2) 技能目标掌握能力：掌握各种信号与系统分析方法相互间的联系及其具体应用3) 态度目标养成认真工作、 安全生产和文明礼貌的良好习惯， 爱护教学设备， 坚持打扫 卫生，培养良好的劳动纪律观念和良好的团队协作精神。(4) 项目的教学实施在指导教师带领下，学生分组自学、调查研究、收集信息、面授辅导、个别 指导相结合的办法进行任务实施， 对完成过程及成果进行检查评价， 最后学生撰 写总结报告。(5) 项目教学内容 通过多媒体演示信号和系统的时域分析法，卷积的意义与计算方法。(6) 工作方法采用项目导向任务驱动教学， 教师布置项目任务， 讲解预备知识， 学生分组 进行任务实施，对完成过程及成果进行检查

13、评价，最后总结，实现“教、学、练、 做一体化”教学方法。工作对象通信基础实验室相关实验箱，示波器和万用表等。 在通信基础实验室， 学生 4 人一台实验设备， 由指导教师首先对工作任务分 析，获取任务信息，并讲解完成任务所需的知识，然后由学生进行任务实施，教 师现场指导并评估。(7) 工作成果掌握初始条件的确立方法；掌握零输入响应与零状态响应的求解方法。(8) 考核评价教师组织学生依照项目考核实施标准对本次项目学习进行自评，小组互评， 最后由老师点评并得出考核成绩。4.3 项目三 连续时间信号与系统的频域分析(1) 项目概述从数学概念、 物理概念及工程概念深刻理解信号的频谱概念； 熟练掌握周期

14、与非周期信号的频域分析方法； 能正确求解常见信号的傅里叶变换。 完成该项目 需要 12 个学时，包含 3 个学习型工作任务。(2) 项目的任务任务 1 信号的频谱任务 2 周期与非周期信号的频域分析方法任务 3 信号的傅里叶变换(3) 教学目标：1) 知识目标 掌握：周期信号傅立叶级数分析；周期信号的响应问题；傅立叶变换；傅立 叶变换的性质与应用。 。熟悉：系统的频域特性及响应问题。 了解：系统的无失真传输和理想滤波。2) 技能目标 掌握能力：掌握各种信号与系统分析方法相互间的联系及其具体应用； 初步 具备应用信号与系统的观点和方法处理实际问题的能力， 为进一步学习后续课程 和今后参加工作奠定

15、坚实的基础。3) 态度目标养成认真工作、 安全生产和文明礼貌的良好习惯， 爱护教学设备， 坚持打扫 卫生，培养良好的劳动纪律观念和良好的团队协作精神。(4) 项目的教学实施在指导教师带领下，学生分组自学、调查研究、收集信息、面授辅导、个别 指导相结合的办法进行任务实施， 对完成过程及成果进行检查评价， 最后学生撰 写总结报告。(5) 项目教学内容 通过多媒体演示信号和系统的频域分析法，分析系统频率响应的意义与作用。(6) 工作方法采用项目导向任务驱动教学， 教师布置项目任务， 讲解预备知识， 学生分组 进行任务实施，对完成过程及成果进行检查评价，最后总结，实现“教、学、练、 做一体化”教学方法

16、。工作对象通信基础实验室相关实验箱，示波器和万用表等。 在通信基础实验室， 学生 4 人一台实验设备， 由指导教师首先对工作任务分 析，获取任务信息，并讲解完成任务所需的知识，然后由学生进行任务实施，教 师现场指导并评估。(7) 工作成果掌握傅立叶变换的性质与应用；求解系统的频域特性及响应问题。(8) 考核评价教师组织学生依照项目考核实施标准对本次项目学习进行自评，小组互评， 最后由老师点评并得出考核成绩。4.4 项目四 连续时间信号与系统的复频域分析(1) 项目概述熟练掌握拉普拉斯变换 (单边) 的基本性质及拉普拉斯反变换， 连续时间信 号的复频域分析； 特别掌握系统的冲激响应以及系统的传输

17、函数； 掌握系统的稳 定性分析及H(S)零、极分布与时域特性的关系。完成该项目需要 12个学时，包 含 3 个学习型工作任务。(2) 项目的任务任务 1 拉普拉斯变换(单边)及拉普拉斯反变换，连续时间信号的复频域分析任务 2 系统的冲激响应以及系统的传输函数任务3系统的稳定性分析及H(S)零、极分布与时域特性的关系(3) 教学目标：1 )知识目标掌握：拉氏变换的引出；拉氏变换的性质与应用；系统 S 域特征；系统的 零极点分布与系统的关系；熟悉：利用几何求值法描述系统的频域特性。了解：系统的稳定性分析。2)技能目标掌握各种信号与系统分析方法相互间的联系及其具体应用； 初步具备应用信 号与系统的观

18、点和方法处理实际问题的能力， 为进一步学习后续课程和今后参加 工作奠定坚实的基础；3)态度目标养成认真工作、 安全生产和文明礼貌的良好习惯， 爱护教学设备， 坚持打扫 卫生，培养良好的劳动纪律观念和良好的团队协作精神。(4) 项目的教学实施在指导教师带领下，学生分组自学、调查研究、收集信息、面授辅导、个别 指导相结合的办法进行任务实施， 对完成过程及成果进行检查评价， 最后学生撰 写总结报告。(5) 项目教学内容通过多媒体演示拉普拉斯逆变换求解方法； 系统函数的零、 极点分布决定时 域特性。(6) 工作方法采用项目导向任务驱动教学， 教师布置项目任务， 讲解预备知识， 学生分组 进行任务实施，

19、对完成过程及成果进行检查评价，最后总结，实现“教、学、练、 做一体化”教学方法。工作对象通信基础实验室相关实验箱，示波器和万用表等。在通信基础实验室， 学生 4 人一台实验设备， 由指导教师首先对工作任务分 析，获取任务信息，并讲解完成任务所需的知识，然后由学生进行任务实施，教 师现场指导并评估。(7) 工作成果系统稳定的判定方法； 因果系统的判定； 由系统函数判定系统的稳定性； 双 边拉斯变换；双边拉斯变换的收敛域；拉普拉斯变换与傅立叶变换的关系。(8) 考核评价教师组织学生依照项目考核实施标准对本次项目学习进行自评，小组互评， 最后由老师点评并得出考核成绩。4.5 项目五 离散时间信号与系

20、统的时域分析(1) 项目概述线性离散系统的描述及响应； 单位序列和单位响应； 卷积和。 完成该项目需 要 8 个学时，包含 3 个学习型工作任务。(2) 项目的任务任务 1 线性离散系统的描述及响应任务 2 单位序列和单位响应任务 3 卷积和(3) 教学目标：1) 知识目标 掌握：掌握卷积和及其主要性质；线性离散系统的描述及响应；卷积和。 熟悉：单位序列和单位响应。2) 技能目标 掌握能力：掌握各种信号与系统分析方法相互间的联系及其具体应用； 初步 具备应用信号与系统的观点和方法处理实际问题的能力， 为进一步学习后续课程 和今后参加工作奠定坚实的基础。3) 态度目标养成认真工作、 安全生产和文

21、明礼貌的良好习惯， 爱护教学设备， 坚持打扫 卫生，培养良好的劳动纪律观念和良好的团队协作精神。(4) 项目的教学实施在指导教师带领下，学生分组自学、调查研究、收集信息、面授辅导、个别 指导相结合的办法进行任务实施， 对完成过程及成果进行检查评价， 最后学生撰 写总结报告。(5) 项目教学内容通过多媒体演示卷积和求解单位序列响应的方法。(6) 工作方法采用项目导向任务驱动教学， 教师布置项目任务， 讲解预备知识， 学生分组 进行任务实施，对完成过程及成果进行检查评价，最后总结，实现“教、学、练、 做一体化”教学方法。工作对象通信基础实验室相关实验箱，示波器和万用表等。在通信基础实验室， 学生

22、4 人一台实验设备， 由指导教师首先对工作任务分 析，获取任务信息，并讲解完成任务所需的知识，然后由学生进行任务实施，教 师现场指导并评估。(7) 工作成果线性离散系统的描述及响应；典型的离散时间信号的表示：单位样值信号、 单位阶跃序列、矩形序列、斜变序列、指数序列、正弦序列、复指数序列。离散 时间系统的数学模型； 时不变系统特性； 离散时间系统的基本单元符号； 系统方 框图；线性差分方程；常系数线性差分方程的求解方法：迭代法、时域经典法、 分别求零输入响应与零状态响应、变换域方法。(8) 考核评价教师组织学生依照项目考核实施标准对本次项目学习进行自评，小组互评， 最后由老师点评并得出考核成绩

23、。4.6 项目六 Z 变换、离散时间系统的 Z 域分析(1) 项目概述掌握 Z 变换的概念和性质；掌握 Z 变换的性质；掌握 Z 逆变换的求解。完 成该项目需要 16 个学时，包含 3 个学习型工作任务。(2) 项目的任务任务 1 Z 变换的概念任务 2 Z 变换的性质任务 3 Z 逆变换的求解(3) 教学目标：1) 知识目标掌握：掌握 Z 变换的概念和性质；掌握 Z 变换的性质；掌握 Z 逆变换的求 解；掌握 Z 域分析方法、单边、双边 Z 变换；熟悉：离散系统的 Z 域分析应用 Z 变换来分析离散信号经过 LTI 离散系统 的响应。了解：用 Z 变换分析离散信号经过 LTI 离散系统时域响

24、应与频率特性。2) 技能目标 掌握能力：掌握各种信号与系统分析方法相互间的联系及其具体应用； 初步 具备应用信号与系统的观点和方法处理实际问题的能力， 为进一步学习后续课程 和今后参加工作奠定坚实的基础；3) 态度目标养成认真工作、 安全生产和文明礼貌的良好习惯， 爱护教学设备， 坚持打扫 卫生，培养良好的劳动纪律观念和良好的团队协作精神。(4) 项目的教学实施 在指导教师带领下，学生分组自学、调查研究、收集信息、面授辅导、个别 指导相结合的办法进行任务实施， 对完成过程及成果进行检查评价， 最后学生撰 写总结报告。(5) 项目教学内容通过多媒体演示逆Z变换的求解方法：围线积分法、幕级数展开法、部分分 式展开法；离散系统 Z 域分析法。(6) 工作方法采用项目导向任务驱动教学， 教师布置项目任务， 讲解预备知识， 学生分组 进行任务实施，对完成过程及成果进行检查评价，最后总结，实现“教