東華大學(xué)信號(hào)課程設(shè)計(jì)

東華大學(xué)信號(hào)課程設(shè)計(jì)一、課程目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：

1.理解并掌握信號(hào)與系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，包括信號(hào)分類、基本信號(hào)及其性質(zhì)。

2.學(xué)會(huì)使用數(shù)學(xué)工具對(duì)信號(hào)進(jìn)行描述和分析，包括傅里葉變換、拉普拉斯變換等。

3.掌握線性時(shí)不變系統(tǒng)的概念及其對(duì)信號(hào)響應(yīng)的分析方法。

技能目標(biāo)：

1.能夠運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)對(duì)實(shí)際問題中的信號(hào)進(jìn)行處理和分析。

2.培養(yǎng)使用計(jì)算工具（如MATLAB）進(jìn)行信號(hào)模擬和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。

3.能夠通過實(shí)驗(yàn)和仿真驗(yàn)證信號(hào)處理理論，提高解決實(shí)際問題的能力。

情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)：

1.激發(fā)對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)學(xué)科的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和主動(dòng)學(xué)習(xí)態(tài)度。

2.培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，通過小組討論和實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)合作解決問題的能力。

3.引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到信號(hào)與系統(tǒng)在現(xiàn)代社會(huì)技術(shù)發(fā)展中的重要性，激發(fā)其創(chuàng)新意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。

課程性質(zhì)分析：本課程為東華大學(xué)電子信息類專業(yè)的核心課程，旨在為學(xué)生提供信號(hào)與系統(tǒng)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論和技術(shù)方法。

學(xué)生特點(diǎn)分析：學(xué)生具備一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和電子信息技術(shù)知識(shí)，對(duì)抽象理論知識(shí)具有一定的理解能力，但需要通過實(shí)踐環(huán)節(jié)來加強(qiáng)理論的應(yīng)用。

教學(xué)要求：結(jié)合理論教學(xué)與實(shí)踐操作，注重知識(shí)的系統(tǒng)性和實(shí)用性，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力和創(chuàng)新思維。通過具體的學(xué)習(xí)成果分解，為教學(xué)設(shè)計(jì)和評(píng)估提供明確的方向。

二、教學(xué)內(nèi)容

1.信號(hào)與系統(tǒng)基本概念：信號(hào)分類（連續(xù)信號(hào)、離散信號(hào)）、基本信號(hào)（單位階躍、單位沖激信號(hào)）、系統(tǒng)分類（線性時(shí)不變系統(tǒng)、線性時(shí)變系統(tǒng)）。

教材章節(jié)：第一章信號(hào)與系統(tǒng)概述

2.傅里葉級(jí)數(shù)與傅里葉變換：周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)展開，非周期信號(hào)的傅里葉變換，傅里葉變換的性質(zhì)與應(yīng)用。

教材章節(jié)：第二章傅里葉級(jí)數(shù)與傅里葉變換

3.拉普拉斯變換與z變換：拉普拉斯變換的定義、性質(zhì)、逆變換，z變換的概念、性質(zhì)、逆變換。

教材章節(jié)：第三章拉普拉斯變換與z變換

4.線性時(shí)不變系統(tǒng)的時(shí)域分析：卷積積分、卷積和，線性時(shí)不變系統(tǒng)的零輸入和零狀態(tài)響應(yīng)。

教材章節(jié)：第四章線性時(shí)不變系統(tǒng)的時(shí)域分析

5.線性時(shí)不變系統(tǒng)的頻域分析：頻率響應(yīng)、傅里葉變換在系統(tǒng)分析中的應(yīng)用，幅度響應(yīng)和相位響應(yīng)。

教材章節(jié)：第五章線性時(shí)不變系統(tǒng)的頻域分析

6.信號(hào)處理應(yīng)用實(shí)例：濾波器設(shè)計(jì)、信號(hào)采樣與恢復(fù)、通信系統(tǒng)中的信號(hào)處理技術(shù)。

教材章節(jié)：第六章信號(hào)處理應(yīng)用實(shí)例

教學(xué)內(nèi)容安排和進(jìn)度：本課程共計(jì)48課時(shí)，各章節(jié)內(nèi)容分配如下：

1.第一章信號(hào)與系統(tǒng)概述（4課時(shí)）

2.第二章傅里葉級(jí)數(shù)與傅里葉變換（8課時(shí)）

3.第三章拉普拉斯變換與z變換（8課時(shí)）

4.第四章線性時(shí)不變系統(tǒng)的時(shí)域分析（8課時(shí)）

5.第五章線性時(shí)不變系統(tǒng)的頻域分析（8課時(shí)）

6.第六章信號(hào)處理應(yīng)用實(shí)例（12課時(shí)，含實(shí)驗(yàn)課）

三、教學(xué)方法

本課程將采用以下多樣化的教學(xué)方法，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，提高教學(xué)效果：

1.講授法：作為基礎(chǔ)理論知識(shí)傳授的主要方式，講授法將用于對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念、原理和方法的介紹。通過清晰的邏輯結(jié)構(gòu)和生動(dòng)的語言表達(dá)，幫助學(xué)生建立扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。

-結(jié)合多媒體教學(xué)，使用PPT、動(dòng)畫等形式展示信號(hào)的變換過程和系統(tǒng)的響應(yīng)特性，增強(qiáng)直觀感受。

-穿插經(jīng)典例題，通過講解和示范，指導(dǎo)學(xué)生掌握解題思路和方法。

2.討論法：針對(duì)課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己的見解，培養(yǎng)批判性思維和問題解決能力。

-設(shè)計(jì)具有挑戰(zhàn)性的討論題目，引導(dǎo)學(xué)生深入探討信號(hào)處理的理論和應(yīng)用。

-組織課堂討論，讓學(xué)生在互動(dòng)中碰撞思維火花，互相學(xué)習(xí)。

3.案例分析法：通過分析具體信號(hào)處理案例，使學(xué)生了解理論知識(shí)在實(shí)際工程中的應(yīng)用，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

-選取與教材相關(guān)的實(shí)際案例，分析其背景、原理和解決方案。

-引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)際操作能力。

4.實(shí)驗(yàn)法：結(jié)合課程內(nèi)容，設(shè)置相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中加深對(duì)理論知識(shí)的理解。

-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如信號(hào)采集、濾波器設(shè)計(jì)、頻譜分析等，使學(xué)生在實(shí)踐中掌握信號(hào)處理技術(shù)。

-引導(dǎo)學(xué)生使用MATLAB等工具進(jìn)行信號(hào)處理仿真，提高學(xué)生的實(shí)際操作能力。

5.任務(wù)驅(qū)動(dòng)法：將課程內(nèi)容分解為若干個(gè)任務(wù)，學(xué)生在完成具體任務(wù)的過程中，達(dá)到鞏固知識(shí)、提高技能的目的。

-設(shè)定具有挑戰(zhàn)性和實(shí)用性的任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生自主探究和合作學(xué)習(xí)。

-對(duì)學(xué)生完成任務(wù)的過程和成果進(jìn)行評(píng)價(jià)，及時(shí)給予反饋，指導(dǎo)學(xué)生不斷進(jìn)步。

四、教學(xué)評(píng)估

為確保教學(xué)評(píng)估的客觀性、公正性和全面性，本課程將采用以下評(píng)估方式，全面考察學(xué)生的學(xué)習(xí)成果：

1.平時(shí)表現(xiàn)：包括課堂出勤、課堂討論、提問及回答問題等環(huán)節(jié)，以評(píng)估學(xué)生的課堂參與度和積極性。

-對(duì)學(xué)生課堂表現(xiàn)進(jìn)行記錄，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與課堂活動(dòng)，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

-定期對(duì)學(xué)生的提問和回答問題進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指導(dǎo)學(xué)生提高思考和分析問題的能力。

2.作業(yè)：針對(duì)課程內(nèi)容布置適量的課后作業(yè)，包括理論計(jì)算題、應(yīng)用題和編程實(shí)踐題，以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的掌握程度。

-設(shè)計(jì)具有代表性的作業(yè)題目，覆蓋課程重點(diǎn)和難點(diǎn)，促使學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)。

-對(duì)作業(yè)完成情況進(jìn)行詳細(xì)批改，及時(shí)反饋，指導(dǎo)學(xué)生糾正錯(cuò)誤，提高解題能力。

3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告：學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，需撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)過程、結(jié)果及分析，以評(píng)估學(xué)生的實(shí)踐能力和問題解決能力。

-對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完整性、準(zhǔn)確性和分析深度進(jìn)行評(píng)價(jià)，鼓勵(lì)學(xué)生認(rèn)真對(duì)待實(shí)驗(yàn)過程。

-指導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高實(shí)際操作技能。

4.考試：設(shè)置期中、期末兩次閉卷考試，全面考察學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的掌握程度和應(yīng)用能力。

-考試題目包括選擇題、填空題、計(jì)算題和綜合應(yīng)用題，涵蓋課程各章節(jié)內(nèi)容。

-評(píng)估學(xué)生的理論知識(shí)掌握程度、解題速度和綜合應(yīng)用能力。

5.小組項(xiàng)目：組織學(xué)生進(jìn)行小組合作項(xiàng)目，以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和實(shí)際工程能力。

-對(duì)項(xiàng)目完成情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括項(xiàng)目進(jìn)度、成果質(zhì)量、團(tuán)隊(duì)合作等方面。

-鼓勵(lì)學(xué)生在項(xiàng)目中發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，共同解決實(shí)際問題，提高綜合能力。

五、教學(xué)安排

為確保教學(xué)進(jìn)度合理、緊湊，同時(shí)考慮學(xué)生的實(shí)際情況和需求，本課程的教學(xué)安排如下：

1.教學(xué)進(jìn)度：本課程共計(jì)48課時(shí)，按照教學(xué)內(nèi)容分為六個(gè)模塊，每個(gè)模塊的教學(xué)進(jìn)度安排如下：

-第一章信號(hào)與系統(tǒng)概述：4課時(shí)

-第二章傅里葉級(jí)數(shù)與傅里葉變換：8課時(shí)

-第三章拉普拉斯變換與z變換：8課時(shí)

-第四章線性時(shí)不變系統(tǒng)的時(shí)域分析：8課時(shí)

-第五章線性時(shí)不變系統(tǒng)的頻域分析：8課時(shí)

-第六章信號(hào)處理應(yīng)用實(shí)例：12課時(shí)（含實(shí)驗(yàn)課）

2.教學(xué)時(shí)間：根據(jù)學(xué)生的作息時(shí)間，課程安排在每周的周一、周三、周五進(jìn)行，每次課2課時(shí)，共計(jì)96分鐘。具體時(shí)間安排如下：

-周一：13:00-14:40

-周三：13:00-14:40

-周五：13:00-14:40

3.教學(xué)地點(diǎn)：理論課程在東華大學(xué)電子信息學(xué)院教室進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)課程在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

4.考慮學(xué)生實(shí)際情況：

-針對(duì)學(xué)生的興趣愛好，結(jié)合課程內(nèi)容，設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)例和案例，提高學(xué)生的學(xué)