第一篇:信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)課程緒論教學(xué)方法論文
摘要:“信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)”課程因其完整的理論體系,很難短時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生領(lǐng)會(huì),因此造成事實(shí)上的學(xué)生課程學(xué)習(xí)困難。給課程“作緒”的質(zhì)量高低,某種程度上會(huì)直接影響學(xué)生對(duì)本門(mén)課程的學(xué)習(xí)。本文首先分析本課程難以學(xué)習(xí)的原因,其次提出基于實(shí)例的給課程作緒論的教學(xué)方法,然后梳理它在通信、雷達(dá)以及衛(wèi)星導(dǎo)航三個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)點(diǎn),最后給出具體的2學(xué)時(shí)緒論課的教學(xué)思路,并整理出一份實(shí)際的緒論課教案。
關(guān)鍵詞:檢測(cè)與估計(jì);課程體系;通信;雷達(dá);導(dǎo)航
一、引言
在日后的課題研究時(shí),也沒(méi)有意識(shí)應(yīng)用所學(xué)到的科學(xué)的分析理論和方法,基本上失去了課程存在的意義。因此,眾多的授課教師們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到在有限的授課時(shí)間內(nèi),知識(shí)體系建立的重要性要遠(yuǎn)大于具體知識(shí)的傳授,也在不同層次、不同角度開(kāi)展教學(xué)方式和方法的改革。緒論課是該課程第一次與學(xué)生見(jiàn)面。緒論課是否成功,能否抓住學(xué)生的注意力,為日后的學(xué)習(xí)效果定了基調(diào),因此顯得尤為重要。事實(shí)上,信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)的理論在通信、雷達(dá)、衛(wèi)星導(dǎo)航等領(lǐng)域有深入應(yīng)用。針對(duì)該課程特點(diǎn),本文提出以該課程在這三個(gè)領(lǐng)域的幾個(gè)典型實(shí)例為主要內(nèi)容的緒論課方式,旨在促進(jìn)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。對(duì)通信、雷達(dá)以及導(dǎo)航領(lǐng)域中相對(duì)應(yīng)知識(shí)進(jìn)行梳理,給出一堂緒論課的教案實(shí)例。
二、課程在三大領(lǐng)域的體現(xiàn)
信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)理論已成為現(xiàn)代信息科學(xué)的一個(gè)重要組成部分。隨著生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,顯著地增加了實(shí)現(xiàn)各種最佳或者接近最佳的處理方案的可能性,也促進(jìn)了理論本身的不斷發(fā)展。目前,信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)的理論已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,如通信、雷達(dá)、衛(wèi)星導(dǎo)航、自動(dòng)控制、模式識(shí)別等領(lǐng)域。在課堂上,實(shí)時(shí)將所講的知識(shí)點(diǎn)與不同應(yīng)用領(lǐng)域加以聯(lián)系,不但加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解,也提高了學(xué)習(xí)興趣,事半功倍。通過(guò)完成這些建設(shè),增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解掌握能力,全面提升了課程的教學(xué)效果。
1.通信在通信原理經(jīng)典教材中,有一章專(zhuān)門(mén)討論數(shù)字信號(hào)的最佳接收機(jī)問(wèn)題,也是定量分析誤碼率最重要的一章,其全部的理論基礎(chǔ)來(lái)自于信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)課程。通信系統(tǒng)中的最佳接收是以錯(cuò)誤概率最小為準(zhǔn)則的,可分為確知信號(hào)、隨相信號(hào)和起伏信號(hào)三類(lèi)分別定量分析。實(shí)際通信接收機(jī)的誤碼率性能分析也是本課程中信號(hào)統(tǒng)計(jì)性能理論的進(jìn)一步深入。在通信技術(shù)中,存在在干擾噪聲中發(fā)現(xiàn)或者分辨微弱信號(hào)的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō),信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)所能獲得的信噪比是系統(tǒng)有效性的一個(gè)度量,如二元通信系統(tǒng)的錯(cuò)誤概率與信噪比有關(guān),信噪比越大,錯(cuò)誤概率越小。此外,通信中的匹配濾波和相關(guān)接收的重要概念也出自于本課程。因此有了信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)理論后,再去閱讀通信原理就會(huì)容易得多。
2.雷達(dá)雷達(dá)中的信號(hào)檢測(cè)是一個(gè)綜合性問(wèn)題。雷達(dá)的主要功能是檢測(cè)、跟蹤和成像,檢測(cè)是指判斷雷達(dá)測(cè)量值到底是目標(biāo)回波還是僅為干擾項(xiàng)。雷達(dá)回波信號(hào)中總是混雜著噪聲和各類(lèi)干擾,而噪聲和各種干擾信號(hào)均具有隨機(jī)持性,在這種條件下如何發(fā)現(xiàn)目標(biāo)屬于信號(hào)檢測(cè)的范疇。只有在確定有目標(biāo)存在時(shí),才會(huì)進(jìn)一步進(jìn)行距離、角度和多普勒的精確估計(jì)。信號(hào)檢測(cè)理論是判斷信號(hào)是否存在的方法及其最佳處理方式。在雷達(dá)信號(hào)處理的著作中,都會(huì)有關(guān)于雷達(dá)信號(hào)的恒虛警概率檢測(cè)(CFAR)的深入討論,這是雷達(dá)普遍采用的信號(hào)檢測(cè)方法。其理論基礎(chǔ)就來(lái)自于本課程的統(tǒng)計(jì)檢測(cè),屬于派生貝葉斯中的奈曼—皮爾遜準(zhǔn)則。
3.導(dǎo)航衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)技術(shù)是以信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)為重要理論基礎(chǔ)的。衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的捕獲也屬于噪聲中信號(hào)的檢測(cè),在工程上,技術(shù)人員往往采用和雷達(dá)中一樣的恒虛警檢測(cè)技術(shù)。位置的定位解算過(guò)程,采用了基于最小二乘法的迭代算法,是一種噪聲背景下的信號(hào)估計(jì)方法,屬于信號(hào)統(tǒng)計(jì)估計(jì)范疇。目標(biāo)的航跡經(jīng)常會(huì)采用卡爾曼濾波算法進(jìn)行推測(cè),屬于波形估計(jì)的范疇。導(dǎo)航接收機(jī)接收到的數(shù)據(jù)可能摻雜著各種干擾,為保存導(dǎo)航信號(hào),可采用以輸出信噪比最大為最佳準(zhǔn)則的線性濾波理論。匹配濾波的方法也常常用來(lái)處理導(dǎo)航信號(hào)。匹配濾波器是許多最佳檢測(cè)系統(tǒng)的基本組成部分,在最佳信號(hào)參量估計(jì)、信號(hào)分辨、信號(hào)產(chǎn)生和信號(hào)壓縮等方面起著重要作用。
三、緒論(2學(xué)時(shí))的教案設(shè)計(jì)
根據(jù)課程的四個(gè)主要構(gòu)成內(nèi)容,每個(gè)構(gòu)成內(nèi)容安排一個(gè)實(shí)例。以下是筆者在教學(xué)實(shí)踐中所采用的實(shí)例。統(tǒng)計(jì)檢測(cè):以雷達(dá)接收機(jī)中有無(wú)敵機(jī)目標(biāo)的恒虛警檢測(cè)問(wèn)題為例,講解雷達(dá)檢測(cè)是一種基于噪聲與雜波背景的統(tǒng)計(jì)檢測(cè),解釋雷達(dá)為什么要采用奈曼—皮爾遜的恒虛警檢測(cè)準(zhǔn)則。在講解時(shí)注意結(jié)合提問(wèn)的形式,促使學(xué)生主動(dòng)思考。波形檢測(cè):以二進(jìn)制確知信號(hào)BPSK調(diào)制信號(hào)的最佳接收為例,講解其調(diào)制方法,形象解釋由于其相關(guān)系數(shù)為-1,故其誤碼率最低的原因,理解波形檢測(cè)所要解決的問(wèn)題。統(tǒng)計(jì)估計(jì):以導(dǎo)航中定位解算的最小二乘法為例,講解采用導(dǎo)航定位解算實(shí)質(zhì)上就是四個(gè)(或以上)病態(tài)非線性方程的聯(lián)立求解,解釋其采用最小二乘的原因。波形估計(jì):以導(dǎo)航中目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)航跡推測(cè)為例,講解什么是航跡推測(cè),以及卡爾曼濾波算法進(jìn)行航跡推測(cè)的過(guò)程?;谏鲜鏊悸?,下表中給出2學(xué)時(shí)緒論課的一個(gè)教案設(shè)計(jì)實(shí)例:
四、結(jié)束語(yǔ)
緒論是一門(mén)課的開(kāi)場(chǎng),其質(zhì)量好壞會(huì)直接影響本門(mén)課的教學(xué)效果。信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)的知識(shí)點(diǎn)在通信、雷達(dá)和導(dǎo)航中有廣泛應(yīng)用。為了能更好地引導(dǎo)學(xué)生,教師應(yīng)秉承以實(shí)例為主要引導(dǎo)手段,從而盡快把握課程精髓之所在的教學(xué)主張。通過(guò)實(shí)例引導(dǎo),有助于學(xué)生盡快地理解信號(hào)檢測(cè)與信號(hào)估計(jì)的含義,引發(fā)學(xué)生的求知欲望。學(xué)習(xí)信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)理論,將為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)研究隨機(jī)信號(hào)統(tǒng)計(jì)處理打下扎實(shí)的理論基礎(chǔ);同時(shí)該課程的基本概念、基本理論和分析問(wèn)題的方法也為解決實(shí)際問(wèn)題提供了方向,從而讓學(xué)生以更好的狀態(tài)面對(duì)日后課程的學(xué)習(xí)。
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第二篇:《信號(hào)與線性系統(tǒng)》課程產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合教學(xué)方法探討①
《信號(hào)與線性系統(tǒng)》課程產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合教學(xué)方法探討①
摘要:為了尋求校企合作的理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式,對(duì)本科院校電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的《信號(hào)與線性系統(tǒng)》課程進(jìn)行了概要分析;對(duì)該課程的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)要綜述;以湖南文理學(xué)院為例,以校企合作教學(xué)模式為主要研究?jī)?nèi)容,從重視理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合以及改革課程考核方式兩方面具體內(nèi)容著手進(jìn)行了較為深入的產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合教學(xué)方法研究,并給出了明確的研究?jī)?nèi)容;然后以系統(tǒng)研究方案的實(shí)施方案對(duì)該課程產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的理論與實(shí)踐教學(xué)方法進(jìn)行了探索,并指出該研究方案在湖南文理學(xué)院已經(jīng)形成了一套新的教學(xué)方法理論體系。
關(guān)鍵詞:教學(xué)方法理論教學(xué)實(shí)踐教學(xué)信號(hào)與線性系統(tǒng)課程
中圖分類(lèi)號(hào):G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2015)12(c)-0224-02
《信號(hào)與線性系統(tǒng)》是本科生電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和必修課,也是信息工程類(lèi)、自動(dòng)控制類(lèi)等學(xué)科專(zhuān)業(yè)的碩士研究生入學(xué)主考科目。
《信號(hào)與線性系統(tǒng)》課程的教學(xué)是電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)在切實(shí)保證教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力、發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性等方面有著特別重要的意義。探討該課程的理論與實(shí)踐相結(jié)合教學(xué)方法對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高、學(xué)習(xí)積極性培養(yǎng)、主觀能動(dòng)性發(fā)揮等有著極其重要的意義。
因此,為使學(xué)生在掌握正確學(xué)習(xí)方法的基礎(chǔ)上能夠更好地學(xué)好該課程,切實(shí)強(qiáng)化教學(xué)手段與提高教學(xué)質(zhì)量,在強(qiáng)化概念公式與理論推導(dǎo)的基礎(chǔ)上,注重理論與工程融合、基礎(chǔ)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合、探索新的教學(xué)方法、尋求校企合作的理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式已迫在眉睫。
研究現(xiàn)狀
由于《信號(hào)與線性系統(tǒng)》課程在本科生電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要性,國(guó)內(nèi)外不少教育教學(xué)工作者對(duì)該課程的教學(xué)方法改革進(jìn)行了研究和探索,取得了一些研究成果[1-4]。例如:李敏對(duì)《信號(hào)與線性系統(tǒng)》課程從整合教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法與手段、改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程考核方式等方面進(jìn)行全面探索[1]。李明等人根據(jù)自己多年教學(xué)實(shí)際,探討了教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、理論與實(shí)際相結(jié)合并加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)等方面的教學(xué)改革方法[2]。謝啟等人針對(duì)《信號(hào)與線性系統(tǒng)分析》課程的特點(diǎn)圍繞優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改革教學(xué)方法與教學(xué)手段、建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等方面進(jìn)行了課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐[3]。張貴祥等人從實(shí)驗(yàn)軟硬件建設(shè)的兩個(gè)方面詳細(xì)闡述了信號(hào)與線性系統(tǒng)課程實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與建設(shè),從而讓學(xué)生在“信號(hào)與系統(tǒng)”課程中既學(xué)習(xí)到扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí),同時(shí)又與現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展緊密結(jié)合[4]。
但由于該課程的理論性與應(yīng)用性極強(qiáng),加之理論與實(shí)踐又難以較好結(jié)合的特殊情況,對(duì)該課程理論與實(shí)踐相結(jié)合教學(xué)方法的研究一直還處于探索狀態(tài),尚沒(méi)有形成一套較為完整的針對(duì)電子信息類(lèi)學(xué)生實(shí)際情況的理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法體系。
研究?jī)?nèi)容
《信號(hào)與線性系統(tǒng)》的主要特點(diǎn)是內(nèi)容繁多、理論性強(qiáng)、抽象、數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)多,因此很容易使得學(xué)生產(chǎn)生枯燥乏味、畏懼甚至厭惡的感覺(jué),從而影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與創(chuàng)造性。為了加強(qiáng)該課程教學(xué)的實(shí)效,提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性,以注重產(chǎn)學(xué)研教融合、校企合作為主導(dǎo)的理論和實(shí)踐相結(jié)合的《信號(hào)與線性系統(tǒng)》課程教學(xué)方法的改革是探討該課程改革的主要內(nèi)容,嚴(yán)密的理論體系與生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)及產(chǎn)學(xué)研實(shí)踐結(jié)合是該課程教學(xué)過(guò)程中最需要具備的因素。在教學(xué)過(guò)程中一定要緊扣理論知識(shí),并引入與工程實(shí)踐相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生充分了解理論知識(shí)后面巨大的工程應(yīng)用背景,從而大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與應(yīng)用轉(zhuǎn)換能力。為此,在以下幾個(gè)方面進(jìn)行該課程的教學(xué)改革探討尤為重要。
2.1 重視理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合
《信號(hào)與線性系統(tǒng)》課程理論性較強(qiáng),為了不挫傷學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性,必須重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)、實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)及產(chǎn)教融合與校企合作教學(xué)環(huán)節(jié),讓學(xué)生自己去體驗(yàn)“應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題”的樂(lè)趣。
實(shí)踐教學(xué)還不是單純的實(shí)驗(yàn)教學(xué),很多實(shí)驗(yàn)只是驗(yàn)證一些基本理論與定理,而很難將抽象的理論在通信、自動(dòng)控制、電子工程等領(lǐng)域得到實(shí)際應(yīng)用,因此單純的實(shí)驗(yàn)尚不能更好地將理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。如抽樣定理的驗(yàn)證可以采用MATLAB語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn),但若采用硬件電路設(shè)備的信號(hào)輸出的變換來(lái)實(shí)現(xiàn)則顯得更加具有可操作性與實(shí)踐性,至少可以使學(xué)生的動(dòng)手能力得到加強(qiáng)。
有關(guān)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法理論體系表明,實(shí)踐教學(xué)與校企合作教學(xué)不是理論教學(xué)的輔助與簡(jiǎn)單補(bǔ)充,而是理論教學(xué)的延升,是創(chuàng)新素質(zhì)教育的重要環(huán)節(jié),加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)與校企合作教學(xué)以及加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)的結(jié)合以重視實(shí)踐環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng),是該課程教學(xué)需要完成的一項(xiàng)重要任務(wù)。實(shí)踐教學(xué)可以結(jié)合軟件編程與硬件設(shè)備來(lái)進(jìn)行,軟件編程主要是利用MATLAB編程工具來(lái)實(shí)現(xiàn),硬件設(shè)備教學(xué)包括波形分析、圖像的分解與合成、采樣、調(diào)制、濾波等的硬件實(shí)現(xiàn)。在實(shí)踐中一定要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力,要讓學(xué)生在實(shí)際動(dòng)手中進(jìn)一步理解其理論的基本物理意義。
校企合作教學(xué)涉及到學(xué)校與企業(yè)之間的深層次的產(chǎn)、教、學(xué)之間的合作關(guān)系,如何聘請(qǐng)企業(yè)專(zhuān)家擔(dān)任教學(xué)老師,如何讓學(xué)生深入到企業(yè)中去參與實(shí)踐都是需要研究的深層次教學(xué)方法問(wèn)題。
以湖南文理學(xué)院為例,我校在該課程的改革中加大了實(shí)驗(yàn)教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)與校企合作教學(xué)的深度與力度,使理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)很好地結(jié)合起來(lái)了,突出了該課程產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的理論與實(shí)踐教學(xué)方法與體系。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,既重視軟件編程對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)的分析,又重視硬件設(shè)備對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的進(jìn)一步驗(yàn)證;在實(shí)踐教學(xué)與校企合作教學(xué)方面,非常重視在實(shí)踐環(huán)節(jié)中對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng),在考查課程《系統(tǒng)建模與設(shè)計(jì)》中,要求學(xué)生在校企合作的基礎(chǔ)上,結(jié)合產(chǎn)學(xué)研教學(xué)實(shí)際情況,根據(jù)企業(yè)的實(shí)際要求,利用《信號(hào)與線性系統(tǒng)》課程中的具體內(nèi)容,采用軟件與硬件獨(dú)立設(shè)計(jì)出1~2個(gè)與信號(hào)及系統(tǒng)有關(guān)的真實(shí)案例。
2.2 改革課程考核方式
《信號(hào)與線性系統(tǒng)》傳統(tǒng)的以閉卷考試為主的考核方式導(dǎo)致了很多學(xué)生只注重理論的應(yīng)試,而忽視了實(shí)踐與理論的結(jié)合,更脫離了產(chǎn)學(xué)結(jié)合與校企合作,從而出現(xiàn)了重視理論課輕視實(shí)驗(yàn)課的不良現(xiàn)象。而這樣的考核方式容易導(dǎo)致學(xué)生的理論與實(shí)踐脫節(jié),同時(shí)也違背了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的基本要求。所以,學(xué)生的期末成績(jī)部分應(yīng)加大實(shí)驗(yàn)成績(jī)的比例,實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)、操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)報(bào)告以及企業(yè)實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)成績(jī)宜作為學(xué)生期末成績(jī)的一個(gè)重要組成部分。只有這樣,學(xué)生才會(huì)將理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái),才會(huì)將自己培養(yǎng)成為有較強(qiáng)理論知識(shí)的應(yīng)用型創(chuàng)新人才。
加強(qiáng)實(shí)習(xí)基地建設(shè),加大實(shí)踐教學(xué)投入,改善實(shí)踐教學(xué)條件,充分調(diào)動(dòng)該專(zhuān)業(yè)類(lèi)教師開(kāi)展理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程教學(xué)的積極性,著力推進(jìn)課程教學(xué)方法的改革,提高該專(zhuān)業(yè)類(lèi)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力,將實(shí)習(xí)、實(shí)踐結(jié)合到該課程的考核中,從而加強(qiáng)了該課程的理論與產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的實(shí)踐性。
以湖南文理學(xué)院為例,針對(duì)我校的實(shí)際情況,首先加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)在該課程中的分量,將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為學(xué)生期末成績(jī)重要一部分,并適當(dāng)降低期末考試試卷分在期末成績(jī)中的分量;然后將與企業(yè)實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)掛鉤的部分作為一門(mén)獨(dú)立的考查課程《系統(tǒng)建模與設(shè)計(jì)》來(lái)開(kāi)設(shè)。這樣,使得《信號(hào)與線性系統(tǒng)》課程的考核方式向著實(shí)踐的方面邁進(jìn)了一大步。
研究與實(shí)施方案
對(duì)《信號(hào)與線性系統(tǒng)》課程產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的理論與實(shí)踐教學(xué)方法進(jìn)行探討的實(shí)施方案是系統(tǒng)研究方案:依據(jù)《信號(hào)與線性系統(tǒng)》課程具體特點(diǎn)進(jìn)行整體的、系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì),分階段、分內(nèi)容、多層次、多角度、全方位地進(jìn)行綜合研究與實(shí)施。研究與實(shí)施思路遵循理論研究―實(shí)踐探索―理論總結(jié)的順序進(jìn)行,既有前期經(jīng)驗(yàn)又有新的研究與實(shí)施思路,實(shí)施方案切實(shí)可行。該研究與實(shí)施方案是在對(duì)《信號(hào)與線性系統(tǒng)》課程前階段的教學(xué)成果進(jìn)行全面總結(jié)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步對(duì)教學(xué)中理論與產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的教學(xué)方法進(jìn)行改革而進(jìn)行的。湖南文理學(xué)院是一所地方本科院校,研究與實(shí)施方案結(jié)合了我校學(xué)生具體情況,初步探索總結(jié)出了適合我校電子、電氣、信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的有關(guān)《信號(hào)與線性系統(tǒng)》課程一系列的教學(xué)改革方法,已經(jīng)形成了一套新的教學(xué)方法理論體系。
結(jié)語(yǔ)
因《信號(hào)與線性系統(tǒng)》課程特殊的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課特征及其承上啟下作用,加之該課程具有較強(qiáng)的理論性、邏輯性、抽象性與基礎(chǔ)性,似乎與實(shí)踐及實(shí)訓(xùn)沒(méi)有瓜葛,因而傳統(tǒng)的教學(xué)方法很難在該課程中發(fā)揮作用。為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性與創(chuàng)造性,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)和理論聯(lián)系實(shí)際的工程觀點(diǎn),以湖南文理學(xué)院為例,從重視理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合以及改革課程考核方式兩方面具體內(nèi)探索了產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合教學(xué)方法校企合作教學(xué)模式。
參考文獻(xiàn)
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第三篇:信號(hào)與系統(tǒng)課程總結(jié)
《信號(hào)與系統(tǒng)》課程總結(jié)
《信號(hào)與系統(tǒng)》是電子信息工程專(zhuān)業(yè)在復(fù)變函數(shù)和電路分析基礎(chǔ)后所必修的又一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。它主要討論確定信號(hào)的特性,線性時(shí)不變系統(tǒng)的特性,信號(hào)通過(guò)線性系統(tǒng)的基本分析方法。其后續(xù)課程主要有通信原理、自動(dòng)控制理論、數(shù)字信號(hào)處理、信號(hào)檢測(cè)與信息處理等。
通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),要求學(xué)生牢固掌握信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念、理論和基本分析方法。掌握信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域、變換域(頻域和s域)分析方法,理解傅里葉變換、拉普拉斯變換和z變換的基本內(nèi)容、性質(zhì)與應(yīng)用,特別要建立信號(hào)與系統(tǒng)的頻域分析的概念以及系統(tǒng)函數(shù)的概念。為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。要求學(xué)生樹(shù)立從不同的域(時(shí)域、頻域)來(lái)觀察信號(hào)的特點(diǎn),尤其是要了解周期信號(hào)的頻譜特點(diǎn);掌握線性時(shí)不變系統(tǒng)的不同分析方法。在具體的教學(xué)過(guò)程中,除講授基本知識(shí)點(diǎn)外,加入這些基本知識(shí)在日常生活中的應(yīng)用,提高學(xué)習(xí)的積極性;課后布置一定數(shù)量的習(xí)題練習(xí)加深對(duì)各種分析方法的理解與掌握;并及時(shí)批改講解作業(yè)中存在的問(wèn)題。
通過(guò)本次考試可以看出學(xué)生對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)的有關(guān)基本知識(shí)點(diǎn)掌握的較好,但應(yīng)在今后的教學(xué)過(guò)程中加入信號(hào)與系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)練習(xí),應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力,能夠理論聯(lián)系實(shí)際,把所學(xué)的知識(shí)靈活的運(yùn)用到實(shí)踐中。
總結(jié)人簽字:
2011年12月31日
第四篇:信號(hào)與系統(tǒng)課程學(xué)習(xí)體會(huì)
.心得體會(huì)
本學(xué)期我們專(zhuān)業(yè)不僅開(kāi)設(shè)了信號(hào)與系統(tǒng)的理論課,讓我們的課內(nèi)知識(shí)得以豐富,而且還設(shè)有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)課,使我們的動(dòng)手能力得到鍛煉。尤其是最近的實(shí)訓(xùn)課。首先,我學(xué)會(huì)了MATLAB的使用,這個(gè)軟件對(duì)我們這次的實(shí)訓(xùn)提供了很大的幫助,很多需要大量計(jì)算的公式,在MATLAB的幫助下,很快的得以實(shí)現(xiàn)。我們的信號(hào)與系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)基本都是利用MATLAB實(shí)現(xiàn)的。利用MATLAB進(jìn)行仿真模擬計(jì)算,為我們更好的了解信號(hào)與系統(tǒng)這門(mén)課程做了很大的貢獻(xiàn)。
經(jīng)過(guò)此次實(shí)訓(xùn),我對(duì)信號(hào)的很多知識(shí)都得以充分了解。例如,熟悉MATLAB軟件及基本命令,通過(guò)仿真理解信號(hào)運(yùn)算的波形變換結(jié)果;對(duì)于任務(wù)二,通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)深刻理解沖激響應(yīng)、階躍響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng),驗(yàn)證理論上得出的有關(guān)沖激響應(yīng)、階躍響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)和有關(guān)信號(hào)卷積的結(jié)果;任務(wù)三,離散系統(tǒng)時(shí)域仿真分析,通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)深刻理解單位序列響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和卷積和公式及結(jié)果,并且掌握MATLAB提供的單位序列響應(yīng)IMPZ、求零狀態(tài)響應(yīng)函數(shù)filter、卷積命令CONV和產(chǎn)生全1的ones()命令及產(chǎn)生全0的zeros()命令;任務(wù)四,學(xué)會(huì)用MATLAB提供的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)法和數(shù)學(xué)近似法來(lái)求傅里葉變換;任務(wù)五,s域的仿真分析,學(xué)會(huì)了部分分式展開(kāi),拉氏變換及其的反變換,學(xué)會(huì)如何判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性;對(duì)于任務(wù)六,z域仿真分析,學(xué)會(huì)了簡(jiǎn)單的z變換及逆z變換,求單位序列響應(yīng),及零極點(diǎn)的分析。在這次的實(shí)訓(xùn)中,并不是都是順利的,在s域的仿真和離散系統(tǒng)時(shí)域仿真分析時(shí),也遇到了困難,但我并沒(méi)氣餒,和自己小組的人一起討論,一起把問(wèn)題順利的解決了。并從中深深體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)的力量,讓我知道了以后不管在學(xué)習(xí)中還是生活中,我們應(yīng)當(dāng)相互團(tuán)結(jié),共同幫助,共同進(jìn)步,才能取得真正的成功。
這次寶貴的實(shí)訓(xùn)即將結(jié)束,但我從中受益頗深,不僅把自己所學(xué)的知識(shí)得以運(yùn)用,還加強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力,還懂得了團(tuán)隊(duì)的重要性。我感謝這次的實(shí)訓(xùn),因?yàn)樗屛以谝院髤⒓庸ぷ鲿r(shí)又提供了有利的條件,我深信以后我會(huì)更加努力學(xué)習(xí),并更好地展示在以后的工作中。
第五篇:信號(hào)與系統(tǒng)課程教學(xué)大綱
信號(hào)與系統(tǒng)(II)課程教學(xué)大綱
一、課程名稱(chēng):信號(hào)與系統(tǒng)(II)
二、英文名稱(chēng):Signal and System(II)
三、課程負(fù)責(zé)人:楊浩
四、學(xué)時(shí)與學(xué)分:46學(xué)時(shí),2.5學(xué)分
五、適用專(zhuān)業(yè):電氣工程與自動(dòng)化
六、課程教材:
姜建國(guó)、曹建忠、高玉明,信號(hào)與系統(tǒng)分析基礎(chǔ)(第2版),清華大學(xué)出版社,2006年7月。
七、參考教材:
a)鄭君里等,信號(hào)與系統(tǒng),上冊(cè),高等教育出版社,2000 b)董紹平等,數(shù)字信號(hào)處理基礎(chǔ),哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1996 c)V.奧本海姆等,劉樹(shù)棠譯,《信號(hào)與系統(tǒng)》,西安交通大學(xué)出版社,1998
八、開(kāi)課單位:電氣工程學(xué)院電工理論與新技術(shù)系
九、課程的目的、性質(zhì)和任務(wù)
信號(hào)處理基礎(chǔ)課程是電氣工程學(xué)科的一門(mén)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課.本課程的教學(xué)旨在使學(xué)生掌握連續(xù)時(shí)間與離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的表示與分析方法,兩類(lèi)信號(hào)與系統(tǒng)間的相似關(guān)系,它們間的內(nèi)在聯(lián)系或轉(zhuǎn)換關(guān)系,建立信號(hào)與系統(tǒng)這一極為普遍的概念,以及掌握偏重于信號(hào)處理的較完善的一套基本方法和基本理論,從而為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)有關(guān)課程,或?qū)?lái)從事信號(hào)處理與系統(tǒng)分析的研究工作和工程實(shí)際應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。
十、課程的主要內(nèi)容:
1.信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念
確定性信號(hào)與隨機(jī)信號(hào),連續(xù)時(shí)間信號(hào)與離散時(shí)間信號(hào),周期信號(hào)與非周期信號(hào),能量信號(hào)與功率信號(hào),基本的連續(xù)時(shí)間信號(hào)與奇異信號(hào)。連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)與離散時(shí)間系統(tǒng),分布參數(shù)系統(tǒng)與集中參數(shù)系統(tǒng),靜態(tài)系統(tǒng)與動(dòng)態(tài)系統(tǒng),線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng),時(shí)變與非時(shí)變系統(tǒng),因果系統(tǒng)與非因果系統(tǒng)。連續(xù)時(shí)間信號(hào)的時(shí)域分解與正交分解。
2.連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析
線性常系數(shù)微分方程,經(jīng)典解法,零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)解法,線性非時(shí)變系統(tǒng)的沖激響應(yīng)。卷積積分,用卷積積分計(jì)算線性非時(shí)變系統(tǒng)的(零狀態(tài))響應(yīng)。卷積代數(shù),卷積的微分與積分。
3.連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析
三角傅里葉級(jí)數(shù),復(fù)指數(shù)形式的傅里葉級(jí)數(shù),三角函數(shù)形式與復(fù)指數(shù)函數(shù)形式級(jí)數(shù)間的關(guān)系,周期信號(hào)的頻譜,周期性矩形脈沖信號(hào)的頻譜?;镜姆侵芷谛盘?hào)的傅里葉變換,沖激信號(hào)與階躍信號(hào)的傅里葉變換,傅里葉變換的基本性質(zhì),時(shí)域卷積定理與頻域卷積定理,帕斯瓦爾關(guān)系,連續(xù)時(shí)間周期信號(hào)的傅里葉變換。
4.離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)
基本序列,序列的基本運(yùn)算,用延時(shí)單位取樣序列的加權(quán)和表示離散時(shí)間信號(hào)。離散時(shí)間系統(tǒng)的數(shù)學(xué)定義,離散時(shí)間系統(tǒng)的基本性質(zhì),包括線性、非移變性、穩(wěn)定性和因果性;卷積和及其計(jì)算方法。線性常系數(shù)差分方程,遞歸與非遞歸解,經(jīng)典解法、零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)解法。頻率響應(yīng),離散時(shí)間(序列的)傅里葉變換的基本性質(zhì)。周期抽樣,抽樣的頻域表示,抽樣定理,連續(xù)時(shí)間信號(hào)的重建。5.Z變換
Z變換的定義及其收斂域的定義,序列類(lèi)型與收斂域的對(duì)應(yīng)關(guān)系,Z變換與序列的傅里葉變換間的關(guān)系。圍線積分法,長(zhǎng)除法,部分分式展開(kāi)法。Z變換的基本性質(zhì)。用Z變換分析與表征線性非時(shí)變系統(tǒng)。單邊Z變換,用單邊Z變換求解差分方程。Z變換、拉普拉斯變換和傅里葉變換間的關(guān)系。
6.課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)
信號(hào)處理理論內(nèi)容比較抽象,本課程設(shè)置8學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)。要求學(xué)生運(yùn)用Matlab語(yǔ)言完成四個(gè)實(shí)驗(yàn):無(wú)源濾波器幅頻特性的測(cè)試實(shí)驗(yàn),信號(hào)的產(chǎn)生、時(shí)域變換及卷積計(jì)算,模擬信號(hào)的取樣與重構(gòu),信號(hào)的頻譜計(jì)算及分析。
十一、課程的教學(xué)基本要求:
(1)信號(hào)與系統(tǒng)的概念:掌握信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念,熟悉基本信號(hào)的性質(zhì),熟悉線性時(shí)不變系統(tǒng)的概念,了解系統(tǒng)的基本部件及組成。
(2)連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域分析:了解線性系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立及系統(tǒng)的初始狀態(tài),掌握系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng),掌握沖激函數(shù)的性質(zhì)及沖激響應(yīng),熟悉卷積的主要性質(zhì)及卷積積分,熟悉連續(xù)系統(tǒng)時(shí)域分析。
(3)連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的頻域分析:掌握周期信號(hào)頻譜的概念和常用非周期信號(hào)的頻譜,掌握信號(hào)頻帶寬度的概念,熟悉傅立葉變換的主要性質(zhì),熟悉抽樣定理,了解信號(hào)的無(wú)失真?zhèn)鬏敽托盘?hào)通過(guò)理想濾波器的概念。
(4)離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析:掌握離散信號(hào)的概念,熟悉離散系統(tǒng)的模擬框圖,掌握簡(jiǎn)單線性移不變離散系統(tǒng)的差分方程,掌握單位樣值響應(yīng),掌握卷積計(jì)算方法。
(5)離散系統(tǒng)的Z域分析:掌握Z(yǔ)變換與Z反變換的計(jì)算方法,熟悉Z變換的主要性質(zhì),掌握離散系統(tǒng)的Z域分析,掌握系統(tǒng)函數(shù)H(z),了解系統(tǒng)函數(shù)的零、極點(diǎn)與系統(tǒng)頻率響應(yīng)的關(guān)系,了解離散系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念和頻率特性的概念。
(6)實(shí)驗(yàn)要求:通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深理解信號(hào)與系統(tǒng)的理論知識(shí),對(duì)信號(hào)的采樣、信號(hào)頻譜有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。
十二、說(shuō)明:
學(xué)習(xí)本課程的學(xué)生除了應(yīng)先修電路原理與復(fù)變函數(shù)本科課程外,還應(yīng)具有線性常系數(shù)微分方程、積分變換和線性代數(shù)等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。
十三、學(xué)時(shí)分配建議:
1.信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念(6學(xué)時(shí))2.連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析(8學(xué)時(shí))3.連續(xù)時(shí)間信號(hào)的傅里葉分析(10學(xué)時(shí))4.離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)(10學(xué)時(shí))5.Z變換(8學(xué)時(shí))
6.實(shí)驗(yàn)(軟件模擬計(jì)算)(8學(xué)時(shí))