《数字信号处理课程设计》教学大纲

《数字信号处理课程设计》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：06160384课程性质：集中实践课学分：1学分周数：1周先修课程：高等数学、信号与系统、数字电子技术并修课程：数字信号处理适用专业：电子信息工程开课单位：电子信息工程学院一、课程说明《数字信号处理课程设计》是《数字信号处理》课程教学中的一个重要实践性环节，是电子信息工程专业学生在数字信号处理课程学习后进行全面、系统、深入的实践性教学，培养学生数字信号处理方案设计、单信号频域分析、混频信号处理、数字滤波器设计及开发创新数字信号处理的能力。将为学生学习后继课程及从事工程技术工作、科学研究以及开拓新技术领域打下坚实的基础。二、课程目标通过课程设计，使学生达到如下目标：课程目标1：使学生能够通过数学方法分析一些基本和实际问题，对实际工程问题进行抽象建模，应用数学、数字信号处理的基本知识分析实际的工程问题并提出相应解决方案，提高学生分析和解决实际问题的能力。课程目标2：具有与电子信息工程实践相关的人文、历史、环境、法律、安全、伦理等知识，能够在电子信息工程领域的工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。热爱祖国，拥护中国共产党领导，树立科学的世界观、人生观，具有良好的思想品德、道德修养和敬业爱岗、热爱劳动。课程目标3：培养学生的团队合作和沟通能力：数字信号处理涉及到多领域的知识和技术，学生在课程学习中需要与他人合作完成实验和项目，培养学生的团队合作和沟通能力，提高学生的综合素质。课程目标4：使学生能够通过数学方法分析一些基本和实际问题，对实际工程问题进行抽象建模，应用数学、数字信号处理的基本知识分析实际的工程问题并提出相应解决方案，提高学生分析和解决实际问题的能力，能够将专业知识用于解决电子信息工程领域中的复杂工程问题，进行系统的设计和开发。三、课程目标与毕业要求《数字信号处理课程设计》课程教学目标对电子信息工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度2.问题分析2.2能够应用数学、自然科学基本原理，对复杂电子信息工程问题进行表述。课程目标1：使学生能够通过数学方法分析一些基本和实际问题，对实际工程问题进行抽象建模，应用数学、数字信号处理的基本知识分析实际的工程问题并提出相应解决方案，提高学生分析和解决实际问题的能力。M8.职业规范8.1树立正确的人生观、价值观和世界观，具有较高的人文社会科学素养。课程目标2：具有与电子信息工程实践相关的人文、历史、环境、法律、安全、伦理等知识，能够在电子信息工程领域的工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。热爱祖国，拥护中国共产党领导，树立科学的世界观、人生观，具有良好的思想品德、道德修养和敬业爱岗、热爱劳动。M9.个人和团队8.3能够在电子信息工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任。课程目标3：培养学生的团队合作和沟通能力：数字信号处理涉及到多领域的知识和技术，学生在课程学习中需要与他人合作完成实验和项目，培养学生的团队合作和沟通能力，提高学生的综合素质。H11.项目管理11.1能够理解工程管理与经济决策在电子信息工程实践中的重要性。课程目标4：使学生能够通过数学方法分析一些基本和实际问题，对实际工程问题进行抽象建模，应用数学、数字信号处理的基本知识分析实际的工程问题并提出相应解决方案，提高学生分析和解决实际问题的能力，能够将专业知识用于解决电子信息工程领域中的复杂工程问题，进行系统的设计和开发。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点课时安排对应的课程目标1.查阅资料，方案分析、比较教学要求：采用多媒体授课，以典型数字信号处理方案为例讲解课程设计的过程，下达任务书。学生根据任务书查阅资料、熟悉题目的具体内容及其信号处理原理。最终采用的设计方案是信号采集、信号分析、信号合成、信号滤波、信号还原。重点：各种数字信号处理方案的基本原理。难点：最佳信号处理方案的确定。1天1、2、32.方案设计教学要求：根据信号处理及已知条件确定采样频率、采样点数、信号进行频谱分析，根据各滤波器的性能指标设计滤波器并对信号进行滤波，最后分析滤波前后信号的变化。重点：频谱分析和滤波器设计。难点：对比滤波前后信号的变化，分析滤波器的性能。2天1、2、43.说明书编写教学要求：根据方案设计过程编写设计说明书，说明书正文应包含设计原理，设计过程、实验结果及分析、结束语。重点：说明书编写。难点：实验结果及分析。1天1、2、44.答辩教学要求：答辩是考核课程设计是否达到基本要求和相应水平的关键环节，是教师对学生论文的一次会诊和指导。考核内容包括学生对设计手册、资料的运用。教师提问的内容包括选题、方案设计和实验结果及分析等。重点考察学生设计说明书的质量，设计过程中的态度。同时检查设计创新性、工作量、有无违反学术规范现象等，提出改进意见。重点：相关基本原理与设计的整体考核。难点：课程设计质量的检验。1天1、2、3、4合计5天（1周）五、教学方法及手段由于课程内容与生产实践紧密结合，学生应根据课程设计任务书，以自学为主、教师讲授为辅，学会综合应用各种平台和资源来形成设计通用数字信号处理的方法，并养成自觉遵守国家标准的习惯。六、教材和参考书1.推荐教材高西全,丁玉美.数字信号处理（第五版）[M].西安:西安电子科技大学出版社,2022年.2.参考书（1）程佩青.数字信号处理教程[M].北京:清华大学出版社,2018年.（2）奥本海姆.离散时间信号处理[M].北京:科学出版社,2015年.（3）陈后金.数字信号处理（第3版）[M].北京:高等教育出版社,2019年.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由：学习态度、工作量完成情况、设计能力、设计说明书质量和答辩成绩五部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节分值考核/评价细则课程目标1234学习态度10(1)主要考核学生学习纪律和答疑情况。(2)教师根据课堂整体表现情况评分。√√√244工作量完成情况10(1)主要考核学生独立完成设计任务情况。(2)教师根据独立完成任务情况评分。√√√√3232设计能力40(1)主要考核说明书数据计算正确合理性。(2)教师根据计算合理性与否评分。√√√√1510105设计说明书30(1)主要考核学生的设计过程情况。(2)教师根据说明书质量高低评分。√√√√510105答辩成绩10(1)主要考核学生回答问题情况。(2)教师根据回答问题正确性与否进行评分。√√√√2332合计：10027293014八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定课程设计采用优、良、中、及格、不及格五级评分制。即90分以上为优，80~89分为良，70~79分为中，60~69分为及格，60分以下为不及格。总成绩分五部分：学习态度、工作量完成情况、设计能力、设计说明书和答辩成绩等。其中：(1)学习态度占10%，无故旷课达3次取消总成绩；(2)工作量完成情况占10%；(3)设计能力占40%；(4)设计说明书占30%；(5)答辩成绩占10%。最后在周五进行验收、答辩，由老师对每位学生进行口试答辩，要求学生根据设计回答老师所提出的问题。课程设计成绩根据学生设计的合理性、设计说明书的规范性、设计中分析与解决问题的能力及设计态度和答辩情况等进行综合评定。2.成绩评定标准考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥90（优秀）90>x≥80（良好）80>x≥70（中等）70>x≥60（及格）x<60（不及格）课堂表现10学习认真、态度端正，遵守纪律,表现优秀学习认真、态度端正，遵守纪律,表现良好遵守纪律，学习态度良好，表现中等遵守纪律，学习态度一般，表现一般学习纪律较差，表现较差工作量完成情况10独立完成设计任务的90%以上独立完成设计任务的80%以上独立完成设计任务的70%以上独立完成设计任务的60%以上独立完成设计任务的60%以下设计能力40综合运用理论知识、计算机技能较强，能够较好地处理工程实际问题综合运用理论知识、计算机技能较好，能够处理工程实际问题综合运用理论知识、计算机技能一般，基本能够处理工程实际问题综合运用理论知识、计算机技能一般，不能处理工程实际问题综合运用理论知识、计算机技能较差，不能处理工程实际问题设计说明书30设计方案正确、表达清楚；设计思路、实验（论证）方法科学合理；达到课程设计规定的要求；说明书质量较高设计方案正确、表达较为清楚；设计思路、实验（论证）方法科学合理；达到课程设计规定的要求；说明书质量良好设计方案基本正确、表达较为清楚；设计思路、实验（论证）方法基本合理；基本达到课程设计规定的要求；说明书质量一般设计方案基本正确、