徐文,男,中共党员,硕士,武汉学院信息工程学院物联网教研室讲师。毕业于中南民族大学数学形态学图像处理专业,获硕士学位。多次被评为优秀教师、优秀党员、省级和国家级比赛的优秀指导老师。
主要研究方向:图像处理。主讲课程:信号与系统,数字信号处理,物联网定位技术,离散数学。在校任职期间发表学术论文8篇,参与省级和校级项目共5项,参编教材1本。
《信号与系统》课程设计
一、课程介绍
《信号与系统》课程主要介绍信号与线性系统分析的基本原理和方法。内容包括:信号与系统的基本概念、连续时间信号与系统的时域、频域分析及复频域分析。本课程的重点是研究确定性信号和线性非时变系统的基本概念与基本理论、信号频谱分析,以及确定性信号经线性非时变系统传输与处理的基本分析方法。
通过本课程的学习应为进一步学习控制理论、数字信号处理等课程打下必要的基础,学生应能掌握信号分析与线性系统的基本理论,掌握分析信号与线性系统的基本方法。应能建立简单电路系统的数学模型,并对数学模型求解。
二、课程目标
《信号与系统》是物联网工程专业的专业选修课,也是通信电子方向研究生考试的考试科目。通过本课程的学习,要求学生掌握信号分析与线性系统分析的基本理论及分析方法,能对工程中应用的简单系统建立数学模型,并对数学模型求解。为适应信息科学与技术的飞速发展,及在相关专业领域的深入学习打下坚实的基础。同时,通过习题和实验,学生应在分析问题与解决问题的能力及实践技能方面有所提高。为后续课程(现代通信原理、数字信号信号处理等课程)的学习和今后从事专业技术工作打下坚实的基础。
三、教学内容与课程设计特色
1、教学内容
本课程研究信号与系统两个方面的问题。信号分析,是研究信号的表示、信号的运算、信号的特性及信号的变换和应用。系统分析,是研究系统的模型及描述,分析信号作用于系统产生的响应,通过研究系统的单位冲激响应或单位样值响应、系统的频率响应、系统函数来研究系统的各种特性。该课程是物联网工程专业一门基本的理论和实践课程,是一门专业理论素养课程,也是专业后续学习和深造的基础课程,通过学习学生能够从数学概念、物理概念与工程观念去分析问题和解决问题,对于工程实际问题具备全局观和系统观的科学思维方式,以及具备从实际问题抽象出本质规律的能力。
2、课程设计特色
课程由浅入深,在第一章就向学生们展示信号与系统这门课的功能和作用以及具体需要大家掌握的能力,利用开放性作业和讨论的形式让学生能够建立知识点与实际生活,工作,项目之间的联系。
第二到第四章具体详细的讲述连续时间信号与系统的三种分析方式,除了课堂讲授之外,实验的部分给学生同步布置任务,由学生自己动手解决实际操作来进行信号经过系统的处理。当学生经过锻炼掌握好了连续时间信号的知识点之后,由学生自主学习为主,老师为辅的形式让同学们能够具有能力进行离散时间信号三种分析方式的学习,并与连续时间信号进行比较,并在学期末布置分组实验任务和撰写总结来检验学习成果,最后将以一个与课程相关的实际项目为例来进行课程的扩展和应用。
学生不同阶段任务作业:
第一阶段物联网工程2002班闵思颖同学对知识点的实验实现和特点整合
第二阶段物联网工程1801班第五小组现场答辩成果
四、教学方法
1、 注重引导学生建立信号与系统与其他课程之间的联系形成完整的知识体系。
信号与系统的学习必须具备一定的数学基础,学习过程帮助学生建立与高等数学,线性代数,概率论与数理统计,复变函数等数学科目的联系,并进行知识点的融合,借助数学基础来研究工程实际问题。同时也引导学生通过已经学习的电路基础,包括大学物理,数字逻辑等课程中涉及到电压,电流与电路来建立在信号与系统中电路方面的更广泛模型,熟悉电路课程能够更好的学习和理解本课程。同时在学期末也为同学们引出后续的相关课程包括数字信号处理,物联网通信技术,物联网定位技术等,形成完整的知识体系。
2、边学理论知识,边动手实践,自主设计知识点相关实验任务。
在学习完理论知识之后,会根据所学内容布置实验任务的提纲,并不具体规定实验题目,实验题目由学生自主进行设计,这样的处理方式给学生很大的自由度,同时也考查了学生对知识真正的掌握程度,以达到真正的提高学习能力和专业素养的目的。
3、鼓励学生将学习到的专业知识结合到具体项目和生活之中。
仅仅只进行理论学习和基础的实践是不够的,通过给学生介绍实际企业里的项目进行知识点的具体化。比如通过信号的时域和频域性质的处理,将音乐包装成想要达到的效果从而产生经济效益,通过信号在无线系统中传播和滤波器的设计为室内定位提供解决方案等。同时在生活中,鼓励学生不仅仅从时域的角度看问题,转换到频域的角度会得出很多不一样的体会。
4、课余对学生进行辅导,并为考研学生进行专业指导规划。
部分同学理论和实验过程中会出现很多不懂的问题,仅仅上课时间是不够的,通过QQ,微信等方式对学生进行课外辅导,由于信号与系统这门课是通信电子类大多数院校的研究生考试科目,所以课程讲述中结合考研的相关内容对学生进行针对性的专业指导和规划。