数字信号处理课程标准

1课程标准课程名称：数字信号处理课程代码：05038适用专业：通信技术学时：72学分：4.5制订人：审核：2《数字信号处理》学习领域（课程）标准一、学习领域（课程）综述（一）学习领域定位“数字信号处理”学习领域由岗位群的“通信电力机务员岗位”行动领域转化而来，是构成通信技术专业框架教学计划的专业学习领域之一，其定位见表一：表一学习领域定位学习领域性质专业必修学习领域学习领域功能使学生具备从事数字信号处理工作所需的基础知识和技能前导学习领域高等数学、信号与系统平行学习领域通信原理后续学习领域无（二）设计思路本学习领域注重培养分析问题、解决问题的能力、强化学生动手实践能力，遵循学生认知规律，紧密结合通信技术专业的发展需要，为将来从事通信技术产品的设计、检测奠定坚实的基础。将本课程的教学活动分析设计成若干项目或工作情景，以项目为单位组织教学、并以典型设备为载体，通过具体案例，按数字信号项目实施的顺序逐步展开，让学生在掌握技能的同时，引出相关专业理论知识，使学生在技术训练过程中加深对专业知识、技能的理解和应用、培养学生的综合职业能力，满足学生职业生涯发展的需要。本课程在内容组织形式上强调了学生的主体性学习，在每个项目实施前，先提出学习目标，再进行任务分析，学生针对项目的各项任务进行相关知识的学习，并通过多种实践活动实施项目以实现学习目标。最后根据多元化的评分标准进行自我评价。（三）学习领域（课程）目标1.方法能力目标：能根据项目任务或工作，制订项目完成工作计划；学会自我学习、收集和检索信息、查阅技术资料；在数字信号处理过程中会选择各种仪器仪表；学会学习和工作的方法，勤于思考、做事认真的良好作风；3培养学生一丝不苟、刻苦钻研的职业道德；学会在产品制作过程中进行技术指导、质量管理和成本核算方法。2.社会能力目标：建立团结协作的精神，能与人沟通和合作完成工作任务；养成勇于创新、敬业乐业的工作作风；形成清晰的逻辑思维意识，正确辨别事物的真假；了解通信技术应用的发展前景，拓宽产品开发的思路；掌握产品生产工艺要求，培养工作的质量意识、安全意识；具有较强的社会责任感，为祖国发展强大贡献力量的责任意识；积累丰富的工作经验。3.专业（职业）能力目标：具备设计IIR数字滤波器的基本能力；具备设计FIR数字滤波器的基本能力；能够对基本的信号进行基本的运算；能够将模拟滤波器转化为数字滤波器二、学习领域（课程）描述学习领域描述包括学习领域名称、学期、参考学时、学习任务和学习领域目标等，见表二：表二学习领域的描述4学习领域：数字信号处理教学时间安排：第四学期课时：72学习任务：掌握基本信号的性质及运算，IIR和FIR数字滤波器的基本结构，模拟滤波器及数字滤波器的设计方法。学习目标：1.掌握基本离散信号的性质及运算；2.掌握Z反变换的求法；3.掌握离散傅里叶变换；4.理解IIR数字滤波器的基本结构；5.理解FIR数字滤波器的基本结构；6.掌握模拟滤波器的设计方法；7.掌握数字滤波器的设计方法。学习组织形式与方法“学习准备”阶段采用正面课堂教学，部分采用独立学习；多数计划实施阶段采用小组学习，明确小组负责人并定期更换。在学习过程中设置与企业一致的工作步骤及要求。学业评价1）在理论知识考评方面，采取参考学生日常出勤率、课堂参与度、作业完成情况等指标进行积分的给定，重点考核学生参与程度；2）在实训技能考评方面，校内实训技能考评采取实训指导教师评定成绩，重点考核学生实训技能的熟练程度和团结协作的能力；3）在综合素质方面，主要考评学生的管理能力、沟通能力和创新能力。5三、学习情境划分及描述（一）学习情境设计表三学习情境设计序号名称学时一离散时间信号与系统8二z变换10三离散时间傅里叶变换10四数字滤波器的基本概念与结构12五模拟滤波器设计6六IIR数字滤波器设计14七FIR数字滤波器设计12（二）学习情境描述包括学习情境名称、学时、学习任务、与其他情境的关系、学习目标、学习内容、教学条件、教学方法组织形式、教学流程、学业评价。表四学习情境一的描述学习情境名称离散时间信号与系统学习领域数字信号处理教学时间第四学期8学时学习任务1.了解离散时间信号2.理解离散系统信号系统的概念3.理解离散卷积4.掌握序列的基本运算5.掌握离散系统的线性、时不变性、因果性和稳定性与其他情境的关系本学习情境为本学习领域的第1个学习情境，主要目的是掌握离散时间信号的特点与性质，并作为其他学习情境的基础6学习情境名称离散时间信号与系统学习领域数字信号处理教学时间第四学期8学时学习目标知识目标：1.了解离散时间信号2.理解离散系统信号系统的概念3.理解离散卷积4.掌握序列的基本运算5.掌握离散系统的线性、时不变性、因果性和稳定性技能目标：1.能正确实现序列的基本运算；2.能正确判断离散系统的特性。综合能力目标：1.与人沟通与人交往能力，具有较高职业素养，具有团队合作精神；2.独立分析分析、解决问题的能力。学习内容1.时域离散信号-序列2.时域离散系统3.线性常系数差分方程4.离散卷积教学条件黑板、多媒体等。教学方法组织形式教学方法：项目教学法、任务教学法。组织形式：公布项目任务，教师协调下的学生自愿分组，明确分工。教学流程步骤一：时域离散信号-序列（2课时）知识要点序列的定义、序列的基本运算、共轭对称和共轭反对称步骤二：时域离散系统（2课时）知识要点线性系统、时不变系统、稳定系统、因果系统步骤三：线性常系数差分方程（2课时）知识要点线性常系数差分方程步骤四：离散卷积（2课时）知识要点离散卷积的定义、离散卷积的运算学业评价本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测等。其中基本知识的测试成绩占50%、学习过程占50%。7表五学习情境二的描述学习情境名称z变换学习领域数字信号处理教学时间第四学期10学时学习任务1.了解Z变换的收敛域2.理解Z变换的性质3.掌握Z反变换4.掌握差分方程的Z域解法与其他情境的关系本学习情境为本学习领域的第2个学习情境，主要目的是掌握Z变换的特点，并作为其他学习情境的基础学习目标知识目标：1.了解Z变换的收敛域MCS-51单片机的指令格式2.理解Z变换的性质MCS-51单片机的寻址方式3.掌握Z反变换4.掌握差分方程的Z域解法技能目标：1.能正确对离散时间信号进行Z变换；2.能正确对离散时间信号进行Z反变换。综合能力目标：1.与人沟通与人交往能力，具有较高职业素养，具有团队合作精神；2.独立分析分析、解决问题的能力。学习内容1.Z变换的定义；2.Z变换的性质；3.Z反变换；4.差分方程的Z域解法。教学条件黑板、多媒体等。教学方法组织形式教学方法：项目教学法、任务教学法。组织形式：公布项目任务，教师协调下的学生自愿分组，明确分工。8学习情境名称z变换学习领域数字信号处理教学时间第四学期10学时教学流程步骤一：Z变换的定义及收敛域（2课时）知识要点Z变换的定义、Z变换的收敛域步骤二：Z反变换（2课时）知识要点幂级数法、部分分式法步骤三：Z变换的性质（3课时）知识要点线性、序列的移位、初值及终值定理、卷积定理步骤四：差分方程的Z域解法（3课时）知识要点单边Z变换、双边Z变换学业评价本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测等。其中基本知识的测试成绩占50%、学习过程占50%。9表六学习情境三的描述学习情境名称离散时间傅里叶变换学习领域数字信号处理教学时间第四学期10学时学习任务1.了解离散傅里叶级数2.理解周期卷积3.掌握离散傅里叶变换的性质4.掌握抽样定理与其他情境的关系本学习情境为本学习领域的第3个学习情境，主要目的是掌握离散时间傅里叶变换的性质，并作为其他学习情境的基础学习目标知识目标：1.了解离散傅里叶级数2.理解周期卷积3.掌握离散傅里叶变换的性质4.掌握抽样定理技能目标：1.熟练进行离散傅里叶变换；2.熟练使用抽样定理。综合能力目标：1.与人沟通与人交往能力，具有较高职业素养，具有团队合作精神；2.独立分析分析、解决问题的能力。学习内容1.离散傅里叶级数；2.周期卷积；3.离散傅里叶变换的性质；4.抽样定理。教学条件黑板、多媒体等。教学方法组织形式教学方法：项目教学法、任务教学法。组织形式：公布项目任务，教师协调下的学生自愿分组，明确分工。10学习情境名称离散时间傅里叶变换学习领域数字信号处理教学时间第四学期10学时教学流程步骤一：离散傅里叶级数（2课时）知识要点周期序列、离散傅里叶级数步骤二：周期卷积（2课时）知识要点周期卷积的定义、周期卷积的计算步骤三：离散傅里叶变换的性质（4课时）知识要点线性、移位特性、对称性、圆周卷积步骤四：抽样定理（2课时）知识要点抽样定理的内容、抽样定理的应用学业评价本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测等。其中基本知识的测试成绩占50%、学习过程占50%。11表七学习情境四的描述学习情境名称数字滤波器的基本概念与结构学习领域数字信号处理教学时间第四学期12学时学习任务1.了解数字滤波器的基本概念2.了解数字滤波器的表示方法3.掌握FIR数字滤波器的基本结构4.掌握IIR数字滤波器的基本结构与其他情境的关系本学习情境为本学习领域的第4个学习情境，主要目的是掌握数字滤波器的基本结构，并作为其他学习情境的基础学习目标知识目标：1.了解数字滤波器的基本概念2.了解数字滤波器的表示方法3.掌握FIR数字滤波器的基本结构4.掌握IIR数字滤波器的基本结构技能目标：1.能判断FIR数字滤波器的基本结构；2.能判断IIR数字滤波器的基本结构。综合能力目标：1.与人沟通与人交往能力，具有较高职业素养，具有团队合作精神；2.独立分析分析、解决问题的能力。学习内容1.数字滤波器的基本概念2.数字滤波器的表示方法3.FIR数字滤波器的基本结构4.IIR数字滤波器的基本结构教学条件黑板、多媒体等。教学方法组织形式教学方法：项目教学法、任务教学法。组织形式：公布项目任务，教师协调下的学生自愿分组，明确分工。12学习情境名称数字滤波器的基本概念与结构学习领域数字信号处理教学时间第四学期12学时教学流程步骤一：数字滤波器的基本概念（1课时）知识要点滤波的概念、数字滤波器的分类步骤二：数字滤波器的表示方法（3课时）知识要点源节点、延时支路、传输系数步骤三：FIR数字滤波器的基本结构（4课时）知识要点直接型、级联型、并联型步骤四：IIR数字滤波器的基本结构（4课时）知识要点直接型、级联型、频率采样结构学业评价本部分内容采用采用目标评价、过程评价相结合的方法，评价的手段包括闭卷（或开卷）考核、观测等。其中基本知识的测试成绩占50%、学习过程占50%。13表八学习情境五的描述学习情境名称模拟滤波器设计学习领域数字信号处理教学时间第四学期6学时学习任务1.掌握巴特沃斯滤波器的设计原理2.掌握切比雪夫滤波器的设计原理3.掌握切比雪夫滤波器的设计原理4.掌握模拟滤波器的设计方法与其他情境的关系本学习情境为本学习领域的第5个学习情境，主要目的是掌握模拟滤波器的设计方法，并作为其他学习情境的基础学习目标知识目标：1.掌握巴特沃斯滤波器的设计原理2.掌握切比雪夫滤波器的设计原理3.掌握椭圆滤波器的设计原理4.掌握模拟滤波器的设计方法技能目标：1.能熟练使用巴特沃斯滤波器按要求设计模拟滤波器；2.能熟练使用切比雪夫滤波器按要求设计模拟滤波器；3.能熟练使用椭圆滤波器按要求设计模拟滤波器。综合能力目标：1.与人沟通与人交往能力，具有较高职业素养，具有团队合作精神；2.独立分析分析、解决问题的能力。学习内容1.巴特沃斯滤波器的设计原理2.切比雪夫滤波器的设计原理3.椭圆滤波器的设计原理4.模拟滤波器的设计方法教学条件黑板、多媒体等。教学方法组织形式教学方法：项目教学法、任务教学法。组织形式：公布项目任务，教师协调下的学生自愿分组，明确分工。14学习情境名称模拟滤波器设计学习领域数字信号处理教学时间第四学期6学时