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课程评价
spContent=纷繁复杂的世界,本质上都是“信号”与“系统”之间的相互作用。你想知道数字化、信息化、智能化的理论基础是什么吗?你想知道现代通信、控制、信息处理背后原理是什么吗?请跟随北京交通大学国家级教学名师陈后金教授走进“信号与系统”课程,他将以独特的视角讲述信息化时代背景下的“信号与系统”课程的教学内涵,与大家一起领略信号与系统那精彩纷呈、环环相扣的篇章。
—— 课程团队
课程概述

    信号与系统课程是电子信息类专业本科生必选的专业基础课程,也是以信息化、网络化、智能化为主要特征的新工科专业的核心课程。本课程主要讨论确定性信号的时域分析和变换域分析,线性时不变系统的描述与特性,以及信号通过线性时不变系统的时域分析与变换域分析,重点建立“信号表示”与“系统描述”的基本概念。简要介绍信号与系统的基本理论在轨道交通、通信系统和生物系统中的应用。选用教材为陈后金教授主编的国家级“十二五”规划教材《信号与系统》第3版,2020,高等教育出版社(图1)。

图1 信号与系统教材及其主要教学内容

    北京交通大学信号与系统中文MOOC由国家级电工电子教学团队信号处理课程组教师精心打造,国家级教学名师陈后金教授主讲。课程包括信号与系统分析导论、信号的时域分析、系统的时域分析、信号的频域分析、系统的频域分析、连续信号与系统的复频域分析、离散信号与系统的复频域分析、系统的状态变量分析八章内容,共计93个视频,每个视频约10分钟左右,视频累计约20小时。

    北京交通大学信号与系统课程具有深厚积淀,课程教学效果得到师生普遍好评,课程建设成果得到同行专家的高度认可,获得了6项国家级课程称号(图2)。该课程2021年被评为首批国家级课程思政示范课程、2018年被评为首批国家精品在线开放课程(国家线上一流课程)、2012年被评为首批国家精品资源共享课程、2007被评为首批国家双语教学示范课程、2003被评为首批国家精品课程等。

图2 “信号与系统”获得的国家级课程称号

    “信号与系统”课程已经开设50多年,一直沿袭最初的“信号变换、系统响应”的教学体系,其难以适应当今信息技术的发展。北京交通大学课程组扬弃了传统的信号与系统课程教学体系,建立了“信号表示、系统描述”的教学体系,其教学内涵更加清晰,更加适应新一代信息技术的发展和新工科专业建设(图3)。

图3 信号与系统课程的教学体系

    课程的知识点围绕信号分析与系统分析两部分进行组织,准确地反映了“信号表示、系统描述”的教学体系,强调了知识点之间的内在联系和对应关系,有机地串联了课程的教学内容,让学生能够更好地把握住课程的主要脉络,构建了课程知识点图谱(图4)。

图4 课程知识点图谱

    在教学内容更新上,提出知识没有“有用与无用”之分,但有“有用与更加有用”之别。根据课程教学内涵,剖析课程的教学重点与难点:为何介绍基本信号与基本运算?如何诠释信号的卷积与卷积和?为何要引入信号与系统的频域分析?如何介绍三大变换及其性质? 抽样定理的本质内容是什么?为何引入系统的复频域分析?等等。结合学科应用开展案例教学,将信号与系统课程的基本理论应用于生物神经网络、主体机车信号识别、音阶频谱分析等,拓展学生的视野,激发学生的学习兴趣。

先修知识:
     
“信号与系统”课程先修课主要包括微积分、线性代数和电路分析等,其中微积分的知识要求较多,主要涉及函数的微分和积分运算等。线性代数和电路分析则需要有一些基本的知识,包括基本的矩阵表示和运算,分立元器件的性质和基本电路知识。但是这些先修课的要求也不是绝对的,像线性代数和电路分析,也可以在课程进行当中遇到相应的知识点时进行补充,当然这就需要花费更多的时间进行学习和消化。




课程大纲
预备知识

微积分、线性代数

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 http://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料


[1] 陈后金,胡健,薛健信号与系统第2版(“十二五”国家级规划教材). 高等教育出版社,2015.

[2] 陈后金,胡健等.信号与系统学习指导与习题解答.  高等教育出版社,2008.

[3] 陈后金,郝晓莉等.信号分析与处理实验.  高等教育出版社,2006.

[4] 国家精品课程北京交通大学“信号与系统”网址:http://202.112.146.131/xhyxt/

[5] 国家精品资源共享课程北京交通大学“信号与系统”网址:

http://www.icourses.cn/coursestatic/course_3343.html

[6] 国家精品视频公开课北京交通大学“走近数字技术”网址:

http://www.icourses.cn/viewVCourse.action?courseCode=10004V005

[7] E.W. Kamen, B.S. Heck, Fundamentals of  Signals and Systems Using the Web and MATLAB.Prentice-Hall International, Inc. 2007.

[8] S. Haykin,B. V. Ven. Signals and Systems (2版). John Wiley & Sons,Inc.2003.

[9] A.V.Oppenheim. Signals and Systems 或中译本 (第2版). 西安交通大学出版社.

 


常见问题
  1. 课程是否有先修课要求?
    “信号与系统”课程一般需要微积分、线性代数和电路分析做为先修课的要求,其中微积分的知识要求的比较多一些,包括常系数微分方程的求解,常系数差分方程的概念和求解,函数的微分和积分运算,等等。线性代数和电路分析则需要有一些基本的知识,包括基本的矩阵表示和运算,分立元器件的性质和基本电路知识。但是这些先修课的要求也不是绝对的,象线性代数和电路分析,也可以在课程进行当中遇到相应的知识点时进行补充,当然这就需要花费更多的时间进行学习和消化。

  2. 课程结束后还可以观看教学视频吗?

    为了方便更多的同学能够更加方便地参与到“信号与系统”课程的学习,我们特意将教学视频在课程结束后仍旧开放给已经注册过的学生观看。