《数字信号处理》课程教学大纲课程编码：课程名称：数字信号处理英文名称： Digital signal processing适用专业：物联网工程先修课程：复变函数、线性代数、信号与系统学分：2总学时：48实验（上机）学时：0授课学时：48网络学时：16一、课程简介《数字信号处理》是物联网工程专业基础必修课。
主要研究如何分析和处理离散时间信号的基本理论和方法，主要培养学生在面对复杂工程问题时的分析、综合与优化能力，是一门既有系统理论又有较强实践性的专业基础课。
课程的目的在于使学生能正确理解和掌握本课程所涉及的信号处理的基本概念、基本理论和基本分析方法，来解决物联网系统中的信号分析问题。
培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。
助力学生树立正确的价值观，培养思辨能力、工程思维和科学精神。
培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。
它既是学习相关专业课程设计及毕业设计必不可少的基础，同时也是毕业后做技术工作的基础。
二、课程目标和任务1.课程目标课程目标1（CT1）:运用时间离散系统的基本原理、离散时间傅里叶变换、Z变换、离散傅里叶变换（DFT）、快速傅里叶变换(FFT)、时域采样定理和频域采样定理等工程基础知识，分析物联网领域的复杂工程问题。
培养探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感[课程思政点1]。
助力学生树立正确的价值观，培养思辨能力、工程思维和科学精神[课程思政点2]。
课程目标2 （CT2）:说明利用DFT对模拟信号进行谱分析的过程和误差分析、区分各类网络的结构特点；借助文献研究运用窗函数法设计具有线性相位的FIR数字滤波器，分析物联网领域复杂工程问题解决过程中的影响因素，从而获得有效结论的能力。
培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当[课程思政点3]。
2.课程目标与毕业要求的对应关系三、课程教学内容第一章时域离散信号与系统（1）时域离散信号表示；（2）时域离散系统；（3）时域离散系统的输入输出描述法；*（4）模拟信号数字处理方法；教学重点：数字信号处理中的基本运算方法，时域离散系统的线性、时不变性及系统的因果性和稳定性。
时域采样定理。
培养探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感[课程思政点1]。
教学难点：时域离散系统的线性、时不变性及系统的因果性和稳定性、时域采样定理。
教学方式：线上自学+课堂讲授+翻转课堂（*内容）、线上课后练习、章节测试、在线答疑。
支撑课程目标：CT1、CT2学时分配：理论课授课6学时+网络学时6学时。
具体学时分配如下：第二章时域离散信号和系统的傅立叶变换分析方法（1）序列的傅立叶变换的定义和性质（2）序列的傅里叶变换与模拟信号傅里叶变换之间的关系*（3）序列的Z变换和逆Z变换（4）用系统函数的极点分布分析系统的因果和稳定性以及定性分析系统的频域特性。
教学重点：傅立叶变换正反变换的定义，序列Z变换的定义和收敛域的确定，用系统函数的极点分布分析系统的因果和稳定性。
助力学生树立正确的价值观，培养工程思维、思辨能力和科学精神[课程思政点2]。
教学难点：DTFT的对称性，用系统函数的极点分布分析系统的因果和稳定性。
教学方式：线上自学+课堂讲授+翻转课堂（*内容）、线上课后练习、章节测试。
支撑课程目标：CT1、CT2学时分配：理论课授课12学时+网络学时1学时。
网络学时为华为云学院课程，具体学时分配如下：第三章离散傅立叶变换（DFT）（1）离散傅立叶变换的定义（3）离散傅立叶变换的基本性质（3）频域采样定理*（4）DFT的应用举例——用DFT计算线性卷积；DFT进行频谱分析；教学重点：离散傅立叶变换的物理意义。
助力学生树立正确的价值观，培养思辨能力和科学精神[课程思政点2]。
培养探索未知、追求真理的责任感和使命感[课程思政点1]。
教学难点：谱分析、循环卷积定理，用DFT计算序列的线性卷积。
教学方式：线上自学+课堂讲授+翻转课堂（*内容）、线上课后练习、章节测试、在线答疑。
支撑课程目标：CT1、CT2学时分配：理论课授课12学时+网络学时2学时。
具体学时分配如下：第四章快速傅立叶变换（FFT）（1）基2DIT-FFT算法（2）高效的IFFT算法*（3）FFT的应用-快速卷积教学重点：基2 DIT-FFT算法的原理和特点。
培养思辨能力和工程思维[课程思政点2]。
教学难点：线性卷积和循环卷积教学方式：线上自学+课堂讲授+翻转课堂（*内容）、线上课后练习、章节测试、在线答疑。
支撑课程目标：CT1、CT2学时分配：理论课授课8学时+网络学时2学时。
第五章时域离散系统的基本网络结构（1）信号流图表示网络结构（2）无限长脉冲响应基本网络结构（3）有限长脉冲响应基本网络结构教学重点：无限长脉冲响应基本网络结构和有限长脉冲响应基本网络结构特点。
教学难点：频率采样结构的FIR滤波器的特点。
教学方式：课堂讲授、课后练习、章节测试、在线答疑。
支撑课程目标：CT1、CT2学时分配：理论课授课2学时+网络学时2学时。
第六章 IIR数字滤波器的设计（1）数字滤波器的基本概念和性能指标（2）模拟滤波器的设计*（3）用脉冲响应不变法设计IIR数字低通滤波器*（4）用双线性变换法设计IIR数字低通滤波器教学重点：用脉冲响应法和双线性变换法设计IIR数字滤波器。
培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当[课程思政点3]。
教学难点：巴特沃斯模拟低通滤波器的设计，用脉冲响应法和双线性变换法设计IIR数字滤波器。
教学方式：线上自学+课堂讲授+翻转课堂（*内容）、线上课后练习、章节测试、在线答疑。
支撑课程目标：CT1、CT2学时分配：理论课授课5学时+网络学时2学时。
第七章 FIR数字滤波器的设计（1）线性相位FIR数字滤波器的特点（2）利用窗函数法设计FIR数字滤波器（3）IIR与FIR数字滤波器的比较。
教学重点：线性相位的概念和判断。
培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当[课程思政点3]。
教学难点：四类线性相位条件和滤波器特点。
教学方式：课堂讲授、课后练习、章节测试、在线答疑。
支撑课程目标：CT1、CT2学时分配：理论课授课3学时+网络学时1学时。
具体学时分配如下：课程思政点1：培养探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。
课程思政点2：助力学生树立正确的价值观，培养工程思维、思辨能力和科学精神。
课程思政点3：培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。
四、教学方法与教学手段1.教学方法数字信号处理是一门理论基础严谨、实践性较强的课程，必须坚持理论与实践并重的原则。
适当的混合式教学方式可以落实“以学生为中心”的教学理念，学生课前对应课前任务单通过自学各部分的基础知识，完成课前自测，并反馈难点、疑点，教师根据课前反馈来设计课堂教学内容，根据学生实际情况适当扩展课本知识。
采用案例式教学展示课内知识与实际工程问题的联系，引导学生将理论知识用于实践环节；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题的能力，培养学生高阶思维能力；开展各类课内教学活动，例如小组讨论、头脑风暴、学生作品展示等活动来培养学生分析问题、解决问题的能力。
采用先进的教学方法的目的是为了引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识并解决实际问题。
用课程思政统领教学，在传授专业知识的同时，完成价值引领。
2.教学手段本课程属于专业基础课，在教学中采用电子教案、PPT课件、微课等教学资源，结合“学习通”软件，以确保在有限的学时内，全面地、高质量地完成本课程的教学任务。
3.课后答疑以及习题课习题课的目的在于帮助学生消化和巩固本课程中重要的和较繁难的内容，引导培养学生分析问题和解决问题的能力，习题课也是教师了解学生掌握课程内容程度和沟通师生联系的一种形式。
习题课分为课内习题课和课外习题课，课内习题课可以安排在知识点后也可以安排在章节后进行。
五、考核方式1、考核与评价方式及成绩比例考核是引导学生学习、检查教学效果的重要环节，也是体现课程要求的标志，要积极探索体现素质教育特征的考核方式，注重学生学习发展过程的考核，强调积极地学习态度对本课程的重要性，以激发学生的学习兴趣。
本课程考核由过程性考核和总结性考核构成，即平时成绩和期末笔试组成。
期末考试为闭卷笔试，由阅卷教师给出百分制成绩。
平时考核评价、再规格化（百分制）评价的方式。
最终期末总评成绩构成如下：总成绩 = 平时成绩*50% + 期末考试成绩*50%其中：平时成绩= 课后作业*25% + 课堂表现*30% + 随堂测试*10%+线上考试20%+讨论5% + 线上视频学习10%期末考试为闭卷笔试。
课程目标达成考核与评价方式及成绩评定如下表所示：注：该表中期末考试一列中的各课程目标赋分比例，教师每年命题时可适当微调。
计算方法举例如下：成绩比例第一行中70% =（（70*25%+70*30%+70*10%+70*20%+70*5%+70*10%）*50%+70*50%）/1002、成绩评定标准（1）平时成绩注重考查学生在整个学习过程中的努力程度，传达给学生“老师更加看重你在学习过程中的积极主动性，而不会关心你的基础是否优秀”，来激发学生学习积极性。
过程性考核主要包括课前自学、课堂表现（参与课堂活动的质量和数量）、讨论、平时测验、线上考试和课后作业等部分，占总评成绩的50%。
这部分成绩可以由课堂管理软件提供。
各部分比例，老师可以参考“教学过程分档化评价”评分标准。
1)课后作业主要考核学生对每堂课知识点的复习、理解和掌握程度。
课后作业以教材习题为主，目的是检查学生对知识的掌握情况以及帮助学生巩固所学各章节的知识。
每次作业的评分标准按照题目正确度为准，最终该项成绩以所有作业的平均分。
课后作业评价标准如下表：2)课堂表现主要考核学生学习态度，以便及时发现教学过程中的问题，保证教学过程中学生的参与度并及时解决学习中的问题。
课堂表现考察点为课堂回答问题、翻转课堂展示、小组讨论等项，采用随机抽查或者主动要求的方式；考勤不计算在平时成绩里但是每缺席一次课从课堂表现部分成绩里扣分处理。
3)随堂测试课上随机开展，按照实际测试的分数之和按比例计入平时成绩。
4）线上考试每章一次考试和期中、期末考试，按照实际测试的分数之和按比例计入平时成绩。
5）讨论按照发帖、跟帖等参与话题讨论的质量和数量给分，按照实际分数之和按比例计入平时成绩。
6）线上视频学习按照实际学习时长获得相应分数，并按比例计入平时成绩。
（2）期末考试成绩期末考试以闭卷笔试的形式进行，成绩依据试卷标准答案评分标准评定。
六、建议教材及参考资料参考教材：卢光跃编.《数字信号处理及应用》.执笔人：审核人：。