电工电子实验教学中心

?ì?ò?????÷±????¨?è????????????????1

天津市一流本科建设课程:信号与系统1

课程简介:

一、课程目标

金沙集团娱乐场网址坚持“立足天津、融入滨海、面向全国、服务社会”的办学定位和发展思路,培养德智体美劳全面发展具有较扎实理论基础、较宽的专业知识与能力、具有创新意识和实践能力的应用型复合型专门人才。《信号与系统1》作为电气信息类专业的专业基础课、核心课和考研业务课,课程目标为:

1、知识目标

掌握连续时间信号与系统的时域、频域和复频域的描述与分析方法;掌握离散时间信号与系统的时域和z域的描述与分析方法;掌握系统的稳定性、频率响应和因果性等重要概念在工程中的应用。

2、能力目标

培养学生从系统的角度出发,选择适当的数学模型将工程问题转化为数学问题,多角度(时域、频域、复频域、z域)分析并获得信号通过线性时不变系统结论的能力。

3、素质目标

培养学生抽象思维和质疑思辨的能力,查阅文献、自主学习、独立分析和解决工程问题的能力,良好的职业道德和职业素养。

二、课程建设及应用情况

1、建设发展历程

金沙集团娱乐场网址-(中山)有限公司自2006年陆续对弱电专业(通信工程、电子信息工程、物联网工程)开设《信号与系统》课程,对强电专业(自动化、电气工程及其自动化)开设《信号分析与处理》课程。

2016年,《信号与系统》分为《信号与系统1》和《信号与系统2》。

2017年,自动化等强电专业的《信号分析与处理》更换为通信工程等弱电专业的《信号与系统1》并统一了授拷鹕臣庞槔殖⊥藩求。

2017年,课程组选用自有教材授课,开始旨在打造“金课”的课程改革。

2019年,课程组与武汉凌特电子技术金沙集团娱乐场网址联合研发“信号与系统实验平台”,为更好地开展实验实践教学奠定基础。

2、课程与教学改革要解决的重点问题

1)教材适用性问题。经典教材通常按照信号和系统并行教学的方式编排内容,学习难度大,不适合金沙集团娱乐场网址-(中山)有限公司学生使用。

2)强电专业所开课程适应时代需求问题。《信号分析与处理》课时较少、内容简单,不能满足智能化发展趋势对学生在信号和系统分析方面的要求。

3)学生学习效果评价方式问题。改变仅靠期末考试评价学生学习效果的办法,构建多元评价方式以有效引导学生主动学习,提高学习效果。

3、课程内容与资源建设及应用情况

在保证课程内容体系完整的基础上,将序列的傅里叶分析、离散傅里叶变换放入后续课程,安排学生自学系统状态变量分析法。为加强学生的工程实践能力,增加了仿真实验内容。

课程组编写了《信号与系统分析》教材,开发了PPT课件、基于MATLABPython的实验项目库和题库。

课程资源经金沙集团娱乐场网址-(中山)有限公司3届共计1500余名学生及桂林电子科技大学北海校区、湖南工程学院、百色学院等多家高校使用,效果良好。

4、课程教学内容及组织实施情况

《信号与系统1》主要讲授连续时间和离散时间信号(系统)的时域和变换域分析,重点是时域和变换域分析方法,傅里叶变换(含傅里叶级数)、拉普拉斯变换和z变换的定义、意义、性质及其在信号与系统分析和设计中的应用。

遵循“先讲信号及三大变换的理论,后讲系统及三大变换的应用”的原则授课,具体情况如表1所示。

表1   《信号与系统1》教学内容组织情况

章节

主要内容

学时

第一章 信号

信号的定义和分类

2

第二章 连续信号的时域分析

连续时间信号的运算、卷积积分

6

第三章 连续信号的频域分析

傅里叶级数和傅里叶变换

12

第四章 连续信号的复频域分析

拉普拉斯变换

8

第五章 离散信号的时域分析

离散时间信号的运算、卷积和

4

第六章 离散信号的z域分析

z变换

8

第七章 系统

系统的定义、描述和分类

4

第八章 LTI连续系统的时域分析

LTI连续时间系统的时域解法,冲激响应、阶跃响应、及卷积在系统时域分析中的作用

4

第九章 LTI连续系统的变换域分析

信号取样、LTI连续时间系统的频域和复频域分析、系统特性、信号流图和系统结构

12

第十章 LTI离散系统的时域分析

LTI离散时间系统的时域解法、单位序列响应和阶跃响应

6

第十一章 LTI离散系统的z域分析

LTI离散时间系统的z域分析、系统特性、信号流图和系统结构

6

第十二章 系统状态变量分析

状态变量分析法的基本概念

自学

第十三章 信号与系统实验

MATLABPython语言设计的40个实验

自学

5、课程成绩评定方式

以学生为中心,产出为导向,着重过程把控,采用多元评价方式,期中/期末考试实行“考教分离”。具体评定标准为:

学生成绩=预习实践仿真×10%+回答问题×10%+作业×10%+期中考试×30%+期末考试×40%

6、课程评价及改革成效等情况

教师注重教学方式的改变,引导学生自主探索,在夯实理论基础的同时,注重理论与实践相结合,更好地发挥了学生的主动性和创造性,效果明显。

学生学习积极性明显提高:迟到、旷课、早退情况极少发生,占座现象比较普遍,出勤率、听课率和课堂参与度较高,课堂效果良好。

在“考教分离的背景下,学生考核成绩稳中有升,学习后续课程效果明显提高,学生评教结果良好。

在本课程支撑下,2015-2019年,学生参加学科竞赛获奖35项,其中,国家级奖项4项、全国性奖项9项,省部级奖项22项,包括:全国大学生电子设计竞赛国家二等奖4个,全国大学生电气与自动化大赛全国一等奖1个、二等奖3个、三等奖4个,全国大学生物联网设计竞赛(华为杯)全国三等奖1项等。

三、课程特色与创新

1、特色

1)采用自有教材授课

针对应用型人才培养目标及学生特点,课程组选用自有教材授课。教材体现了“化繁为简、变抽象为具体,践以求知、学以致用”的特点,提供了有针对性和层次性题目448道、MATLABPython语言编写的实验40个。教材由电子工业出版社于2017年公开出版发行,截止2019年已销售5000余册,被金沙集团娱乐场网址-(中山)有限公司及桂林电子科技大学北海校区、湖南工程学院、百色学院等多家高校选用。

2)优化对学生学习效果的评价方式

采用多元评价方式,评价重心向知识点的迁移和应用倾斜,体现应用型本科院校培养目标,教学效果明显。

3)根据学生需求设置选修课程

将《信号与系统》分为《信号与系统1》和《信号与系统2》。《信号与系统1》是信号与系统分析的基本内容,要求必修。《信号与系统2》难度增大,作为选修课程。

2、创新点:

1)打通专业界限,统一授拷鹕臣庞槔殖⊥藩求

    随着智能化的发展,自动化等强电专业需要更广泛和扎实的信号和系统分析知识。为此,课程组统一了金沙集团娱乐场网址-(中山)有限公司全部电类专业《信号与系统1》课程授拷鹕臣庞槔殖⊥藩求。

2)调整授课顺序,优化教学内容

按“先讲授信号分析及三大变换的理论,后讲授系统分析及三大变换的应用”顺序授课,强调三大变换的关系,突出模块化和类比学习,符合本校学生情况。

3)创新教学方法,提高学习效果

对重要知识点,采取学生课前通过仿真获得感性认识、课堂听课获得理性认识、课后作业和实验回归到实践的教学方法,变“教为中心”为“学为中心”。

四、课程建设计划

1、加强课程思政建设

课程组坚决落实立德树人的根本任务,坚守为党育人的初心和为国育才的立场,积极探索课程思政的方式方法,引导学生树立正确的社会主义核心价值观,培养学生的责任感和使命感。

2、修订教学大纲

根据应用型人才的培养目标,各专业联合修订教学大纲,继续强化工程实践能力培养导向,进一步优化课程内容,提高学生学业挑战度。

3、编写辅助教材

有针对性地编写以知识点理解和提高为重点的课程辅助教材两部,以满足不同学习水平学生的需求。

1)《信号与系统学习指导》(暂定名)面向全体学生,重点帮助学生巩固所学知识,培养学生独立分析和解决工程问题的能力。

2)《信号与系统考研教案》(暂定名)主要面向考研学生,提升学业挑战度,满足学生更高层次的需求。

 4、优化教学方式

逐步建立“面授为主、网络为辅”的教学方式。课堂教学以传统授课为主,兼顾案例教学、课堂练习、分组讨论等方法;课程材料上网,学生可以“随时学、随时问”。

5、强化实践教学

建成可供150名学生同时上课的信号与系统实验室。扩充完善项目案例库,以不同的案例体现专业特点。优秀学生进入创新实验室,实现工程能力培养的层次化。

6、师资队伍建设

   鼓励教师进修、集体备课,提高教师教学和科研水平。


正式出版教材:信号与系统分析

信号与系统分析》内容介绍:

    本书系统介绍信号与系统的基本概念、基本理论和基本分析方法。全书共分3篇、13章:上篇(第1章~第6章)为信号分析的基本理论和方法,主要包括信号的定义、分类、基本运算、卷积积分、傅里叶级数、傅里叶变换、拉普拉斯变换、卷积和、z变换;中篇(第7章~第12章)为系统分析的基本理论和方法,主要阐述系统的定义、描述、分类、LTI系统的时域与变换域(频域、复频域和z域)分析、LTI系统的信号流图和系统结构、状态变量分析法等;下篇(第13章)为实践部分,主要以MATLAB语言和Python语言为基础设计41个实验,以期增加读者对理论知识的感性认识。本书以“化繁为简、变抽象为具体,践以求知、学以致用”为编写原则,坚持教材的编写符合认识的一般规律、符合学生的学习规律,努力做到“内容准确、强调基础,例题典型、思路多样,深入浅出、通俗易懂”,在突出理论的同时,强调实践的地位和作用,追求理论和实践的完美结合。


配套学习资源:


1-《信号与系统1》教学大纲

2-《信号与系统1》教学日历

3-天津大学仁爱学院教案:信号与系统1

4-1《信号与系统1》课件-1

4-2《信号与系统1》课件-2

4-3《信号与系统1》课件-3

4-4《信号与系统1》课件-4

4-5《信号与系统1》课件-5

4-6《信号与系统1》课件-6

4-7《信号与系统1》课件-7

5-《信号与系统分析》习题详细解答

6-《信号与系统分析》练习题详细解答


XML 地图 | Sitemap 地图