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福建省省级精品课程申报表(本科)所 属 学 院 福州大学至诚学院 课 程 名 称 信号与系统 课 程 类 型 理论课(含实践) 所属一级学科名称 电子科学与技术 所属二级学科名称 通信与信息系统 课 程 负 责 人 张华君 申 报 日 期 二一一年六月二十一日福建省教育厅 制二一一年六月1 课程负责人情况1-1基本信息姓 名张华君性别男出生年月1973年7月最终学历研究生职 称副教授电 位工学博士职 务传 真所在院系信息工程系E-通信地址(邮编)福州市鼓楼区杨桥西路50号福州大学至诚学院信息工程系(350002)研究方向模式识别、非线性系统辨识、工业自动化控制1-2教学情况近五年来讲授的主要课程(含课程名称、课程类别、周学时;届数及学生总人数)(不超过五门);承担的实践性教学(含实验、实习、课程设计、毕业设计/论文,学生总人数);主持的教学研究课题(含课题名称、来源、年限)(不超过五项);作为第一署名人在国内外公开发行的刊物上发表的教学研究论文(含题目、刊物名称、时间)(不超过十项);获得的教学表彰/奖励(不超过五项)1.近五年来讲授的主要课程(1)信号与系统:专业基础课;72学时;5届学生总人数约520.(2)信号与系统(双语):专业基础课;72学时;3届学生总人数约180.(3)数字信号处理:专业基础课;54学时;5届学生总人数约420.(4)随机信号处理:专业基础课,36学时;4届学生总人数约320.(5)自动控制原理:专业选修课;36学时;2届学生总人数约60.2.承担的实践性教学(1)信号处理基实验课:5届学生总人数约900.(2)毕业设计论文指导:5届学生总人数约为40.3.主持的教学研究课题(1)福州大学第一批双语教学立项“信号与系统”双语教学教改项目,获课程建设基金资助0.5万元,建设时间为2007-2009年.4.发表的教学相关论文(第一署名人)1“信号与系统“双语教学实践与研究.福州大学:高等教育研究p.41-44,2006年.2浅析高校转型期间教学科研的协同发展.福州大学:高等教育研究p.47-49,2007年.近五年来承担的学术研究课题(含课题名称、来源、年限、本人所起作用)(不超过五项);在国内外公开发行刊物上发表的学术论文(含题目、刊物名称、署名次序次序与时间)(不超过五项);获得的学术研究表彰/奖励(含奖项名称、授予单位、署名次序、时间)(不超过五项)1.近五年来承担的学术研究课题(1) 基于非线性频谱分析的故障诊断与预报技术研究: 福建省自然科学基金;项目负责人; 2005-2008.(2) 基于非线性频谱分析的故障诊断技术研究: 福州大学人才基金:项目负责人;2005-2005.(3) 基于核最优K-L变换的非线性故障检测技术及其应用研究: 福州大学科技发展基金:项目负责人;2007-2010.(4) 一种基于小波变换的聚类方法及其应用研究: 空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室开放课题;项目负责人;2009-2010.2.国内外主要刊物上发表的学术论文1、基于递推批量最小二乘的Volterra级数辨识方法.小型微型计算机系统2004年第12期,独撰2、一种Volterra级数简化辨识方法及其应用研究, 计算机仿真2006年第9期, (第一作者)3、一种基于BLMS的Volterra级数简化辨识方法, 系统仿真学报2006年第8 期.(第一作者)4、一种Volterra级数模型的简化辨识方法及其应用, 福州大学学报2006年第6期.(第一作者)5、一种基于2DPCA的人脸识别技术研究,福建电脑,2008年第11期1-3学术研究课程类别:公共课、基础课、专业基础课、专业课课程负责人:主持本门课程的主讲教师2. 主讲教师情况2-1基本信息姓 名陈 新性别男出生年月1956.4最终学历研究生职 称教 授电 话13706965学 位硕 士职 务传 真所在院系信息工程系E-通信地址(邮编)福州市鼓楼区杨桥西路50号福州大学至诚学院信息工程系(350002)研究方向模式识别、通信系统与工程2-2教学情况近五年来讲授的主要课程(含课程名称、课程类别、周学时;届数及学生总人数)(不超过五门);承担的实践性教学(含实验、实习、课程设计、毕业设计/论文,学生总人数);主持的教学研究课题(含课题名称、来源、年限)(不超过五项);在国内外公开发行的刊物上发表的教学研究论文(含题目、刊物名称、署名次序及时间)(不超过十项);获得的教学表彰/奖励(不超过五项)1.近五年来讲授的主要课程(1)数字电路:本科专业基础课;54学时;5届学生总人数约320.(2)计算机通信:本科专业课;54学时;5届学生总人数约900.(3)数字图像处理:本科专业课;45学时;5届学生总人数约600.(4)计算机组网技术:本科生专业课,18学时;5届学生总人数约500.(5)多媒体通信:本科生专业课;总学时36;5届学生总人数约500.2.承担的实践性教学(1)计算机组网:1周,5届,学生总人数约900.(2)毕业设计论文指导:5届学生总人数约为57.3.主持的教学研究课题(1)福建省教育厅优秀硕士学位课程项目,数字图像处理课程,建设时间:2005-2007.(2)福建省第二批网络教改项目,数字图像处理网络课程,建设时间:2005-2006.(3)福建省新世纪高等教育教学改革工程项目,现代教育平台的构建与应用.建设时间:2003-2006.(4) 福州大学新世纪教改工程项目,大学教学过程中师生课外实时交互平台的建设与研究.建设时间:2006-2008(5) 第五批“福州大学本科高等教育教改项目,高校教学质量工程中课程考核机制改革的研究.建设时间:2008-2010. 4.发表的教学相关论文(第一署名人)1多媒体录播系统在福州大学的应用.教育技术资讯2006年5月.2多媒体教室综合设计与应用.教育技术资讯2006年7月。3网络多媒体教室远程中央控制系统的设计.计算机与数字工程2008年9月4图像处理课程远程在线实验子系统的研制.福州大学学报2005年11月5基于VNC和P2P技术的课堂直播系统.计算机时代2007年10月5.获得的教学表彰/奖励(1)信息学科研究生主干课的网络课程设计福建省教学成果二等奖,福州大学教学成果特等奖。获奖时间:2009(2)全国电化教育优秀工作者.获奖时间:2008(3)福建省优秀教师.获奖时间:2007(4)福州大学教学名师.获奖时间:20072-3学术研究近五年来承担的学术研究课题(含课题名称、来源、年限、本人所起作用)(不超过五项);在国内外公开发行刊物上发表的学术论文(含题目、刊物名称、署名次序次序与时间)(不超过五项);获得的学术研究表彰/奖励(含奖项名称、授予单位、署名次序、时间)(不超过五项)1.近五年来承担的学术研究课题(1) 中医经络与穴位的三维定位检测与显示新技术研究: 福建省自然科学基金;项目负责人; 2009-2011.(2) 三维图像融合技术研究与外科手术支援系统; 福建省自然科学基金;项目负责人; 2004-2006(3)循经感传检测与传感方法研究及人体经络仿真模型的建立.卫生部科学研究基金、福建省卫生教育联合攻关计划项目子课题.项目负责人;2005-20092.国内外主要刊物上发表的学术论文1增强现实技术在虚拟图像配准中的应用.集美大学学报2007年第1期2基于GPRS的远程医疗系统.福建电脑.2005年第7期3远程无线监控系统设计及应用.漳州师范学院学报.2005年第4期课程类别:公共课、基础课、专业基础课、专业课2. 主讲教师情况(2)2(2)-1基本信息姓 名姚剑敏性别男出生年月1978.6最终学历研究生职 称副教授电 位工学博士职 务传 真所在院系信息工程系E-通信地址(邮编)福州市鼓楼区杨桥西路50号福州大学至诚学院信息工程系(350002)研究方向模式识别、平板显示2(2)-2教学情况近五年来讲授的主要课程(含课程名称、课程类别、周学时;届数及学生总人数)(不超过五门);承担的实践性教学(含实验、实习、课程设计、毕业设计/论文,学生总人数);主持的教学研究课题(含课题名称、来源、年限)(不超过五项);在国内外公开发行的刊物上发表的教学研究论文(含题目、刊物名称、署名次序及时间)(不超过十项);获得的教学表彰/奖励(不超过五项)1.近五年来讲授的主要课程(1)信号与系统:专业基础课;72学时;2届学生总人数约100.(2)光网络技术:专业课;36学时;2届学生总人数约80.(3)光通信与光电技术:专业课,36学时;2届学生总人数约80.2.承担的实践性教学(1)信号处理基实验课:2届学生总人数约100.(2)毕业设计论文指导:2届学生总人数约为14.2(2)-3学术研究近五年来承担的学术研究课题(含课题名称、来源、年限、本人所起作用)(不超过五项);在国内外公开发行刊物上发表的学术论文(含题目、刊物名称、署名次序次序与时间)(不超过五项);获得的学术研究表彰/奖励(含奖项名称、授予单位、署名次序、时间)(不超过五项)1.近五年来承担的学术研究课题(1) LED背光源及其动态调制技术研究,校科技人才基金,项目负责人,2007-2008(2) LED背光源驱动及增强型动态调制技术研究,科技三项,项目负责人,2007-20092.国内外主要刊物上发表的学术论文1、一种基于粒子滤波的自适应相关跟踪算法. 武汉理工大学学报(信息与管理工程版)2008年第1期,第一作者2、多特征融合的非线性目标跟踪算法,光电工程,2008年第3期,第一作者3、基于USB2.0的计算机视频泄漏信息采集系统的设计(英文),电子器件,2008年第3期,第一作者4、焦平面数据的光传输方案设计,红外,2007年第1期,第一作者课程类别:公共课、基础课、专业基础课、专业课2. 主讲教师情况(3)2(3)-1基本信息姓 名周霆性别女出生年月1973.9最终学历研究生职 称讲师电 位工学博士职 务传 真所在院系信息工程系E-通信地址(邮编)福州市鼓楼区杨桥西路50号福州大学至诚学院信息工程系(350002)研究方向模式识别、非线性系统辨识2(3)-2教学情况近五年来讲授的主要课程(含课程名称、课程类别、周学时;届数及学生总人数)(不超过五门);承担的实践性教学(含实验、实习、课程设计、毕业设计/论文,学生总人数);主持的教学研究课题(含课题名称、来源、年限)(不超过五项);在国内外公开发行的刊物上发表的教学研究论文(含题目、刊物名称、署名次序及时间)(不超过十项);获得的教学表彰/奖励(不超过五项)1.近五年来讲授的主要课程(1)信号与系统(双语):专业基础课;72学时;2届学生总人数约130.(2)信息编码理论:研究生学位课;50学时;3届学生总人数约760.(3)专业英语:本科生专业课,36学时;4届学生总人数约320. (4)专业英语:研究生学位课,30学时;4届学僧总人数约1502.承担的实践性教学(1)信号处理基实验课:2届学生总人数约120.(2)毕业设计论文指导:5届学生总人数约为30.3.主持的教学研究课题(1)福州大学第一批双语教学立项“信号与系统”双语教学教改项目,获课程建设基金资助0.5万元,建设时间为2007-2009年.2(3)-3学术研究近五年来承担的学术研究课题(含课题名称、来源、年限、本人所起作用)(不超过五项);在国内外公开发行刊物上发表的学术论文(含题目、刊物名称、署名次序次序与时间)(不超过五项);获得的学术研究表彰/奖励(含奖项名称、授予单位、署名次序、时间)(不超过五项)1.近五年来承担的学术研究课题(1). 福建省教育厅A类项目1项“EEG信号时空模型解耦与系统多元辨识”,JA08006(2). 福州大学校内科研启动基金1项“EEG信号时空解耦与多元辨识及其在癫痫诊疗中的应用”,0222402.国内外主要刊物上发表的学术论文1 周霆,李娟,余轮. EEG信号数学模型与广义非线性动力学方程. 福州大学学报(自然科学版), 2009, 37(2) : 212-2172 周霆,潘林,余轮. 本征正交分解(POD)技术在脑电信号分析中的应用. 生物医学工程学杂志, 2009, 26(5) : 967-9713 周霆,李娟,潘林, 余轮. 一种新的脑电逆问题求解方法. 福州大学学报(自然科学版), 2009, 37(4) : 508-5134 林丽,周霆,余轮. EMD算法中边界效应处理技术的研究. 计算机工程,2009,35(23):265-268.课程类别:公共课、基础课、专业基础课、专业课2. 主讲教师情况2-1基本信息姓 名郭里婷性别女出生年月1976.3最终学历研究生职 称副教授电 位工学博士职 务传 真所在院系信息工程系E-通信地址(邮编)福州市鼓楼区杨桥西路50号福州大学至诚学院信息工程系(350002)研究方向信号处理,通信系统工程2-2教学情况近五年来讲授的主要课程(含课程名称、课程类别、周学时;届数及学生总人数)(不超过五门);承担的实践性教学(含实验、实习、课程设计、毕业设计/论文,学生总人数);主持的教学研究课题(含课题名称、来源、年限)(不超过五项);在国内外公开发行的刊物上发表的教学研究论文(含题目、刊物名称、署名次序及时间)(不超过十项);获得的教学表彰/奖励(不超过五项)1.近五年来讲授的主要课程(1)信息论与编码:专业基础课;54学时;3届学生总人数约210.(2)信息论基础:专业课;36学时;3届学生总人数约180.(3)Matlab及其应用:专业课,18学时;3届学生总人数约210.2.承担的实践性教学(1)Matlab实验课:3届学生总人数约210.(2)毕业设计论文指导:3届学生总人数约为21.2-3学术研究近五年来承担的学术研究课题(含课题名称、来源、年限、本人所起作用)(不超过五项);在国内外公开发行刊物上发表的学术论文(含题目、刊物名称、署名次序次序与时间)(不超过五项);获得的学术研究表彰/奖励(含奖项名称、授予单位、署名次序、时间)(不超过五项)1.近五年来承担的学术研究课题(1) MIMOOFDM下一代通信系统的信道估计和应用研究, 福建省教育厅,项目负责人,2006-2008.(2) MIMOOFDM下一代无线移动通信系统信道估计技术的研究,福州大学人才基金:项目负责人;2006-2009.2.国内外主要刊物上发表的学术论文1、过抽样OFDM信号的周期平稳特性分析. 福州大学学报2009年第5期,第二作者2、一种基于OFDM信号周期平稳特性的系统时延和频偏的盲估计算法, 信号处理2006年第5期, (第一作者)3、MIMO信号周期平稳特性研究,信息与电子工程,2007年第5期,第一作者4、基于OFDM信号周期平稳特性的盲信道估计算法,电子与信息学报,2006年第2期,第一作者。5、基于信号周期平稳特性的OFDM系统时频参数盲估计算法,电子与信息学报,2006年第6期,第一作者。课程类别:公共课、基础课、专业基础课、专业课3. 教学队伍情况3-1人员构成(含外 聘教师)姓名性别出生年月职称学科专业在教学中承担的工作张华君男1973.7副教授通信工程理论和实践教学陈新男1956.4教授数字媒体艺术系理论教学兼教学顾问陈忠辉男1963.5副教授通信工程理论教学姚剑敏男1978.5副教授电子科学与技术系理论和实践教学郭里婷女1976.3副教授通信工程理论教学周霆女1973.9讲师电子信息工程理论和实践教学吴林男1983.5讲师电子信息工程实践教学李娟女1978.6讲师通信工程系理论和实践教学3-2教学队伍整体结构教学队伍的学历结构、年龄结构、学缘结构、师资配置情况(含辅导教师或实验教师与学生的比例)1.知识结构、年龄结构、师资配置情况在本校级精品课程的申请过程中,我们整合了本院的优秀师资力量,力求打造一支实力深厚、富有活力的信号与系统教学团队。目前,本教学队伍现有教师7人(无外聘教师):全部教师均具有博士学位或硕士学位,其中具有博士学位的教师4人(占57%),正在攻读在职博士学位的中青年教师1人;具有高级职称的教师5人(占71%),其中教授1人,副教授4人,他们都是理论教学的中坚力量,并出色地承担过或正在承担实验教学工作,他们在理论和实验教学两方面均深得学生的好评;为了进一步提高教学质量,在理论和实验教学中,平均每60名学生配备1名基础较好,思维活跃的研究生担任教学辅导和实验指导工作;事实上,这是一支年轻而年龄结构更趋合理、富有朝气和创新意识、工程实践能力很强的教学与科研并举的复合型队伍,是“十一五”期间本课程建设与发展的中坚力量.2.年终考核成绩近五年,教师队伍的主要成员主讲了信号与系统、数字信号处理、通信原理、自动控制原理、信息论与编码、数字图像处理、专业外语、计算机网络、随机信号处理、现代信号处理等系列课程,教学效果很好;五年来在学校本科生课程教学质量检查中,全体教师所承担的课程均被评为优良.由于在教学与科研,学科建设等多方面的努力,全体教师年终的综合考核成绩均达到了优秀或良好.3-3教学改革与教学研究近五年来教学改革、教学研究成果及其解决的问题(不超过十项)1.教学改革项目 (1)课题组成员陈新教授在2003至2006年期间,和其他课题组成员老师一起承担了福建省新世纪高等教育教学改革工程项目,现代教育平台的构建与应用,有效解决了我校的网络教育一直落后的局面,也为本课程的建设提供了宝贵的经验和技术.(2) 课题组成员陈新教授在2006至2008年期间,承担了福州大学新世纪教改工程项目,大学教学过程中师生课外实时交互平台的建设与研究,经过两年的建设,有效解决了教师课外辅导以及学生事实答疑的难题,为提高整个学校的教学质量起到了明显的促进作用,这也为本课题的建设提供了有力的技术支持.(3) 目前,陈新教授和本课题组的老师一起承担了“福州大学本科高等教育教改项目,高校教学质量工程中课程考核机制改革的研究.该课题针对传统考核机制“一锤子定音”的不足,提出课上与课下、平时与最终相结合的弹性考核机制,目前正在我校推广,这也势必对本课题的建设效果起到直接推动作用. 2.教学改革论文1多媒体录播系统在福州大学的应用.教育技术资讯2006年5月.2网络多媒体教室远程中央控制系统的设计.计算机与数字工程2008年9月3图像处理课程远程在线实验子系统的研制.福州大学学报2005年11月4基于VNC和P2P技术的课堂直播系统.计算机时代2007年10月3.获得的教学表彰/奖励(1)陈新教授:信息学科研究生主干课的网络课程设计福建省教学成果二等奖,福州大学教学成果特等奖。获奖时间:2009(2)陈新教授:全国电化教育优秀工作者.获奖时间:2008(3)陈新教授:福建省优秀教师.获奖时间:2007(4)陈新教授:福州大学教学名师.获奖时间:2007(5)李娟讲师:福州大学“最佳一节课”一等奖.获奖时间:20063-4师资培养近五年培养青年教师的措施与成效中青年教师培养计划与效果我们十分重视教师队伍整体素质的提高,尤其注重中青年教师的培养:(1)课题组成员陈新教授曾两次留学日本,在电子信息与头通信工程领域具有深厚的理论基础。现为硕士生导师、全国优秀教师、福建省优秀教师、福建省优秀中青年骨干教师、福建省首批“百千万人才工程”人选、福州大学教学名师。同时,兼任福州大学现代教育技术中心主任、中国教育技术协会理事、福建省教育技术研究会副理事长。陈新教授非常重视年轻老师的培养,这次直接参加信号与系统精品课程的建设,势必对提高本课程的建设质量提供了有力的保证;由于本学院较早地采取了通过出国进修渠道培养教师队伍的措施,因此在引进国外先进的教育理念,积极推行中英文双语教学方面,有较强的实力,已开出信号与系统和数字信号处理2门本科双语教学课程,教学效果很好,深得学生的好评.(2)积极鼓励,并合理安排中青年教师在职攻读博士学位,使中青年教师不断提高学术水平和教学水平.(3)对青年教师把好基础理论和实践技能培养的关口,在教学经验丰富的教师的指导下,要求青年教师首先担任实验课程教学与理论教学的辅导工作,积极鼓励他们参加院和学校的青年教师讲课比赛,教案展评,多媒体课件制作评比等活动.青年教师走上理论教学讲台,必须经过严格的试讲关.通过上述措施,青年教师得到迅速的成长.目前,全部青年教师均已获得理论教学课程的主讲资格.4课程描述4-1 本课程校内发展的主要历史沿革1978年,随着第一届恢复高考后的新生入学,根据教育部课程教学指导委员会的意见,为了适应新的专业基础教育需要,我院(原无线电系)率先在无线电技术和电视技术两个专业新开设了“信号与系统”课程,该课程是信息与通信工程学科的主干技术基础课程,其主要任务是以通信和控制系统的应用为背景来研究信号传输与处理的基本理论和基本分析方法.早在上一世纪八十年代初期,国内教育界的有识之士已预见到,信号处理和系统分析的理论和方法即将广泛而深入地渗透到现代科学技术的各个领域.正如专家们所预言,目前信号与系统课程不仅是电子信息类专业的重要技术基础课程,且业已成为工程类学生在大学阶段所修课程中最有得益而又引人入胜的一门课程,我校电子信息工程、通信工程、生物医学工程、控制技术与仪器、信息工程、电子科学与技术、电器工程与自动化、自动化、网络工程等专业教学计划中均已设置了该课程.随着现代科学技术得到飞速发展,现代工程的本科教育发生了深刻的变化,信号与系统课程在本科教育课程表中所能获得的学时数是相当有限的.因此,在继承传统的严谨与系统的教育模式的基础上,进行精品课程建设,探索与实践在有限的课程学时内,将信号与系统课程涵盖的最重要的基础理论、基本方法与实践技能传授给学生,使学生具有进一步自学的能力,为他们将来从事该方面的工作或进一步深造打下良好的基础,是对信号与系统课程教师提出的重要任务.为了使得“信号与系统”课程的教学改革不断地深化.我们在教学理念上确立了加强基础理论,淡化专业界限,认清信号与系统课程所涵盖的基本理论应当普遍适应现代工程诸多本科教育的基本要求,同时又要突出信息与通信工程本科专业对信号与系统的基础理论和实践技能均有很高要求的特点.经研究,我们整合了本学院相关专业的优秀师资力量,力求打造一支业务过硬,富有活力的信号与系统教学团队.我们将课程的开设对象定位于我院电子信息工程系、通信工程系和电子科学与技术系的本科生.审视国内同类名牌学科的改革情况,我们进行了较深入的思考与改革.我们开设的“信号与系统”课程的教学内容在继承传统,推陈出新的理念指导下,在理论教学中,注重将课程所涵盖的最基本的理论与方法传授给学生,有意削弱了一些繁琐的计算和一些不太适应新形势要求的教学内容,引导学生加强课外阅读能力,加强课外自学的内容.将多媒体教学手段与传统教学方法有机地结合起来,利用电子技术与网络多媒体技术,建设了信号与系统教学应用平台,使学生在课外可以应用这样一些现代教育资源,进一步提高教学效果的质量.在实验课程的实验手段方面,经过努力,得到了很大的提高,实验教学手段包括了著名的MATLAB软件,信号与系统虚拟仪器实验平台,保留了信号与系统课程所涉及的应用模拟与数字电子器件实现的实验.在72个总学时数内,使学生在理论与实践技能两方面都得到了较高强度的训练,二十一世纪是一个国际化的知识经济时代,国际竞争日趋激烈,我们所面临的挑战决定了二十一世纪我国电子与信息工程和通信工程的本科毕业生在专业英语方面应具有较扎实的基本功和较强的适应能力.为适应新形势,我们教学团队为本院的本科生开设了“Signals and Systems” 、“Digital Signal Processing”和“Digital Image Processing”三门中英文双语教学课程,并已连续开设了2至4届,进一步提高了本科教学的质量.4-2 理论课和理论(含实践)课教学内容4-2-1 结合本校的办学定位、人才培养目标和生源情况,说明本课程在专业培养目标中的定位与课程目标如前所述,我院开设的“信号与系统”课程的总学时数为72,其中理论课教学占62学时,实验课教学占8个学时,两者平行地单独设课,而又不失理论与实践教学的相互支持,互为补充.我们将课程的开设对象定位于我院电子信息工程系、通信工程系和电子科学与技术系的本科生.本课程的教学目标旨在使学生系统地掌握确定性连续时间信号与系统的基本理论与分析方法.课程教学的重点在于,使学生建立信号与系统这一极为普遍的概念,提高学生的科学思维能力,增强分析问题、解决问题和进一步自学的能力.在将基本理论与分析方法应用于求解从通信系统和信号处理系统等工程实际问题中提取的例题方面,使学生得到基本的训练,并通过实验教学,使学生深入理解课程所学的内容,巩固信号与系统的基本概念,提高实际动手能力.本课程总体教学目标的实现,可为学生修后续课程或在将来的职业生涯中从事相关工作打下较坚实的基础.近年来结合国家电工电子教学基地建设和学校网络平台课程的建设,通过福州大学学教改课题“网络多媒体教室远程中央控制系统的设计”、“图像处理课程远程在线实验子系统的研制”以及“多媒体录播系统在福州大学的应用”等教改项目的开展,在参考了国内外高水平信号与系统教材的基础上,本教学队伍的老师积极学习、认真吸取,不断创新,设置了能充分够适应建设创业型大学目标所要求的教学内容.4-2-2 知识模块顺序及对应的学时本课程理论教学部分的主要内容由如下6个模块构成. 1.信号与系统简介(4 学时):信号与系统的基本概念;信号的分类;基本的连续时间信号;奇异信号;信号的基本运算(包括关于应变量的运算和关于独立变量的运算);系统的分类. 2.连续时间系统的时域分析(10 学时):系统数学模型简介线性常系数微分方程及其求解(包括经典解法、零输入与零状态响应的求解和线性非时变系统冲激响应的求解.);卷积积分(包括卷积积分的导出、计算方法及其性质.).3.连续时间信号的傅里叶分析(14 学时):连续时间周期性信号的傅里叶分析(包括三角傅里叶级数、指数形式的傅里叶级数、傅里叶级数的收敛性质和周期性信号的频谱.); 连续时间非周期性信号的傅里叶变换(包括傅里叶变换对、频谱密度函数的概念、基本的非周期性信号的傅里叶变换、以及冲激函数与阶跃函数的傅里叶变换.); 傅里叶变换的基本性质(包括线性、时间反转性质、复共轭性质、奇偶与虚实对称性质、对偶性质、时间尺度性质、时间移位与频率移位性质、时间微分与频率微分性质、时间积分与频率积分性质、时域卷积与频域卷积定理、以及帕塞瓦尔关系.);连续时间周期性信号的傅里叶变换. 4.连续时间系统的复频域分析(14 学时):双边拉普拉斯变换(包括双边拉普拉斯变换的定义及其收敛域、双边拉普拉斯反变换、以及指数阶函数.);单边拉普拉斯变换(包括单边拉普拉斯变换的定义及其收敛域,单边拉普拉斯反变换.);基本信号的单边拉普拉斯变换(包括单位阶跃函数、单边指数函数、单位冲激函数、单位斜坡函数、正时间变量的n次幂、单边正弦和单边余弦函数.);单边拉普拉斯变换的性质(包括线性、时间尺度性质、时间移位与复频域移位性质、时域微分与复频域微分性质、时域积分性质、初值与终值定理、时域卷积与复频域卷积定理.);单边拉普拉斯反变换(包括部分分式展开法,应用柯西留数定理求反变换的方法.);用单边拉普拉斯变换求解具有非零初始条件的微分方程;用单边拉普拉斯变换分析线性动态电路;连续时间线性非时变系统的系统函数(包括由零极点图确定系统频率响应的几何计算法、全通系统与最小相位系统、有界输入有界输出意义下的线性非时变系统的稳定性.). 拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系.5.傅里叶变换在通信系统中的应用(8 学时):利用傅里叶变换的系统分析法;无失真传输;理想低通滤波器(包括阶跃响应,矩形脉冲通过理想低通滤波器的传输.);希尔伯特变换;调制与解调(包括幅度调制、同步或相干解调、以及幅度调制信号通过带通滤波器的传输.).6.连续时间动态系统的状态变量分析(14 学时):状态变量模型及其基本概念;信号流图(包括信号流图的基本结构与运算,梅森增益公式.);状态变量动态方程的建立(包括线性动态电路状态变量动态方程的直接建立方法、从微分方程建立状态变量动态方程、以及由传输算子的级联或并联分解建立状态变量动态方程.);状态变量动态方程的求解(包括拉普拉斯变换法和时域法.);动态系统的稳定性、可控性和可观测性.经过近20多年的发展,信号与系统本科课程的理论体系已十分完美,教学内容的体系相对较稳定.但是改革与创新仍需在相对稳定中力求进行,在理论教学部分,体现在从国外引进的优秀教材中及时吸收新的思想与教学理念,充实教学内容,并积极开展中英文双语教学的尝试.信号与系统课程是一门实践性较强的课程.考虑到后续的电子信息系列课程的实践性更强,对学生实验基本技能的熟练程度提出更高的要求.因此,我们将信号与系统课程实验教学部分定位于基础性的实验教学.实验课程的教学目标是:通过实验课,使学生加深对信号与系统课程教学内容的理解,从实践上验证所学的理论知识;培养学生的实际动手能力、分析问题与解决问题能力,为后继课程的学习以及课程设计、毕业设计打下坚实的实践基础.课程教学的基本要求是:正确且熟练地使用实验所需各种电子仪器;掌握使用电子元器件构建典型的电网络的基本技能,及其测试与分析技术;具有正确处理实验数据、进行误差分析的能力;能独立写出理论分析完善、文理通顺、字迹工整的实验报告;其要点在于培养学生实事求是地进行科学实验的严谨学风.所有实验均可应用MATLAB,虚拟仪器和电子元器件加以实现.4-2-3 课程的重点、难点及解决办法信号与系统是通信工程、电子信息工程以及电子科学与技术等专业工科学生的重要专业基础理论课,该课程的理论性强,数学公式多,概念抽象,学生普遍感到难度很大,对能否学好后续专业课程的学习起着举足轻重的作用:重点及难点:1、卷积积分(包括卷积积分的导出、计算方法及其性质.);2、连续时间信号的傅里叶分析;3、连续时间系统的复频域分析.解决办法:1、利用Flash等软件制作具有较强演示效果的动画演示课件; 2、充分发挥Matlab软件在教学中的虚拟实验室的作用; 3、通过工程实践举例来解释教材中晦涩难懂的内容.4-2-4 实践教学的设计思想与效果(不含实践教学内容的课程不填)信号与系统课程是一门实践性较强的课程.考虑到后续的电子信息系列课程的实践性更强,对学生实验基本技能的熟练程度提出更高的要求.因此,我们将信号与系统课程实验教学部分定位于基础性的实验教学.实验课程的教学目标是:通过实验课,使学生加深对信号与系统课程教学内容的理解,从实践上验证所学的理论知识;培养学生的实际动手能力、分析问题与解决问题能力,为后继课程的学习以及课程设计、毕业设计打下坚实的实践基础.4-2 实践(验)课教学内容4-2-1课程设计的思想、效果以及课程目标信号与系统课程是一门实践性较强的课程.考虑到后续的电子信息系列课程的实践性更强,对学生实验基本技能的熟练程度提出更高的要求.因此,我们将信号与系统课程实验教学部分定位于基础性的实验教学.实验课程的教学目标是:通过实验课,使学生加深对信号与系统课程教学内容的理解,从实践上验证所学的理论知识;培养学生的实际动手能力、分析问题与解决问题能力,为后继课程的学习以及课程设计、毕业设计打下坚实的实践基础.课程教学的基本要求是:正确且熟练地使用实验所需各种电子仪器;掌握使用电子元器件构建典型的电网络的基本技能,及其测试与分析技术;具有正确处理实验数据、进行误差分析的能力;能独立写出理论分析完善、文理通顺、字迹工整的实验报告;其要点在于培养学生实事求是地进行科学实验的严谨学风.所有实验均可应用MATLAB,虚拟仪器和电子元器件加以实现.4-2-2课程内容(详细列出实验或实践项目名称和学时)本课程实验教学部分的主要内容构成如下.1.RC电网络的时域响应(2学时):通过实验,研究RC电路的阶跃响应和冲激响应.2.RC电网络的频率特性(2学时):构建RC低通、高通和带通电网络,掌握网络频率特性的测试技术.3.信号频谱分析(2学时):掌握信号频谱的分析方法,了解周期性信号频谱结构的特点,研究矩形脉冲信号的时域周期和脉宽对频谱结构的影响,了解信号的时域特征与频谱特征之间的关系.4.信号通过线性非时变系统的传输(2学时):通过实验,研究系统频率特性对输出波形的影响.4-2-3课程组织形式与教师指导方法(1)理论课的讲授,大量采用科研与实际项目案例、启发式和研讨式等教学方法,以帮助学生加深对重、难点的理解和掌握,培养学生善于用理论解决实际问题的思维习惯;(2)选择某些内容,鼓励学生自学,并通过课堂讨论、学生讲解等方式提高学生分析和解决实际问题的能力;(3)拓展学生的知识范围,加强学生解决实际工程问题能力的培养。每一章节为学生留一些与课堂内容相关的问题,让学生通过查询文献资料、上网、实验与练习等方式获取更多的信息,掌握更多的新知识,并选择性地让学生深入研究工程实际项目,分析和解决项目中的建模与编程问题,以培养学生分析和解决实际问题的综合能力;(4)教学过程中,合理应用现代化教育技术,使教学效果更直观、有效;(5)引导学生参与科研实践和科研项目,使学生逐步形成创新意识,初步培养学生的科研能力;4-2-4考核内容与方法在本课程的建设过程中,我们学生的考核内容与方法进行了改革尝试:(1)、把课堂表现纳入考核机制:对课堂积极思考,思想活跃的学生给予积分,在这一激励措施下,课堂气氛一改过去沉闷缺乏活力的现象,每次课后,学生和教师都好似进行了一场辩论大赛一般,思维紧张而活跃;(2)、把平时作业纳入考核机制:我们课题组对学生作业的批改做了不同以往的改进措施,即,不强制每位学生每次都交作业,但是强调作业的独立完成性,对认真独立完成的作业予以积分,经过两届的实践我们发现,同学们完成作业的独立性和积极性有了明显的提高;4-3 教学条件(含教材使用与建设;促进学生自主学习的扩充性资料使用情况;配套实验教材的教学效果;实践性教学环境;网络教学环境)近年来,物理与信息工程学院在改善教学环境和教学手段的方面有很大的投入:学院基本为每一位教师配备了一台笔记本电脑或一台高档台式微机,所有的教师均有工作室,尤其是教授和副教授基本上均拥有自己的实验室,上网条件也是一流的.从而为课程的研究与建设,为多媒体课件的制作,为网上教学资源的开发提供了十分优越的条件.现就具体情况分述如下.1.教材使用与建设(1)非双语教学班采用清华大学郑君里教授主编的信号与系统第二版上下册.此教材是普通高等教育“九五”国家级重点教材,在国内有很大的影响.教材的理论体系完整,重视基本概念的表述,基本技能的训练.教材以通信系统为背景,研究确定性信号经线性时不变系统传输与处理的基本概念和基本分析方法.其论述方法按照从时间域到变换域,从连续时间到离散时间,从输入输出描述到状态空间描述的次序进行.其主要特点是,注重以通信工程为背景的应用实例进行分析,内容安排由浅入深,利于教学.全书论证严谨,逻辑性强,阐述富有启发性,易教易学.除了教材以外,我们还向学生推荐了许多教学参考材料,例如东南大学管致中教授主编的信号与线性系统(第三,四版),美国MIT的Oppenheim 教授主编的“Signals and Systems”(第二版)。这些都是一些非常有特色的信号与系统方面的教材,在很多内容上与我们选用的教材互补.(2)中英文双语教学班 2004年起,本课程负责人承担福州大学物理与信息工程学院的本科“信号与系统”和“数字信号处理”课程的教学工作,并探索在电子信息工程与通信工程专业实施中英文双语教学的方法.及时编写了“信号与系统”课程理论教学的英文版讲稿(已使用到第4届),并配以英文版的理论教学大纲和英文版的教案,讲课板书全部采用英文.讲稿的编写主要参考了美国MIT的A. V. Oppenheim教授等编著的2002年英文版“Signals and Systems”, 加拿大McMaster大学Simon Haykin教授等编著的2003年版“Signals and Systems”,美国MIT 林肯实验室(Lincoin Laboratory)的Robert A. Gabel等编著的1987年版“Signals and Linear Systems”, 郑君里教授等编著的2000年新版本“信号与系统,上下册”,以及其它数十本中英文参考书和文献资料.按照实际情况,我们遂将A. V. Oppenheim教授等编著的2002年版的“Signals and Systems”的影印版暂定为教材,郑君里教授等编著的2000年新版本“信号与系统,上下册” 定为参考书.并推荐西安电子科技大学陈生潭教授等编著的2001年版“信号与系统”教材为参考书.讲课板书全部采用英文,讲解采用中英文并用的方法,并逐步增加用英语授课的比例,从教学效果来看,双语班的同学显然能在并不吃力的状态下,学到了许多英语专业词汇,提高了专业英语水平,受到修课学生的普遍欢迎.2.促进学生主动学习的扩充性资料使用情况课程组认为在大学教育中,不仅要向学生介绍有关的知识,而且更加重要的是要培养学生学习知识的方法,使学生摆脱对习题解答类参考书籍的依赖,培养他们收集、阅读和理解参考文献的能力,逐步为后面专业课的学习、研究生阶段的学习作好准备,为他们今后的科研工作打下基础.所以,在教学过程中,我们鼓励学生通过系统地查询阅读相关文献著作(而不是习题集)掌握相关知识,积极向学生推荐与课程中的知识相关的一些经典的著作,例如维纳的控制论等,扩大学生的知识面,加强他们对相关领域的了解,提高他们的学习兴趣.在一定程度上保证了教学质量.为了加强学生对信号与系统课程的理解,我们专门结合优秀软件MATLAB的使用设立了一个信号与系统方面的实验课程,自编了相关的实验讲义,配合实践性教学的实施.实验内容包含连续系统时域分析、卷积计算、信号谱分析和系统稳定性分析等实验内容,通过实验使得学生对教学内容有了更深入的理解,取得了良好的效果.3.配套实验教材的教学效果根据信号与系统教学大纲和信号与系统实验教学大纲对实验环节的要求,为了适应不同层次和不同专业学生的需要,编写了信号与系统实验教程.该书在知识的广度和深度方面作了统筹的安排,在有限的课时内对课程的实验进行了精选和重组,并涵盖了信号与系统课程的知识重点.实验内容与整体课程的理论联系紧密.每个实验内容包括软件实验和硬件实验,既有基本要求,又有提高要求.完成基本要求一般需要1学时,提高要求一般需要2学时.全书在实验题材的选取,实验内容的安排,以及实验方法和实验手段等方面都进行了大胆的改革和探索,坚持把培养学生的理论联系实际能力和动手能力,以及工程意识和科技创新精神贯穿在每个实验项目的始终,收到了良好的实验教学效果.4.实践性教学环境在学院的大力支持下,本课程专门建立了“信号与系统实验室”,该实验室现有专职教师2人(副教授1人,助教1人),实验仪器20套(8种实验仪器/套),固定资产总价值约35万,实验室面积72平方米.我们的实验教学的主要特色如下:(1)提出了“实验过程软化与可视化”的现代实验教学新理念:将虚拟仪器技术应用于课程的实验教学,实现了实验过程的软化与可视化,从实验过程的硬件实现到虚拟现实的计算机模拟,使学生多方面体会现代技术的先进性,以激发他们的学习积极性与求知的欲望.(2)提出了“以虚拟实验为先导,真实实验为目的”的现代实验教学模式.在信号与系统课程的

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