《信号分析与处理》混合式教学设计案例.pdfVIP

一、课程简介及教学设计整体思路

1.课程建设发展历程

《信号分析与处理》课程是一流专业建设点自动化专业和电气工

程及其自动化专业的必修课程。该课程始于2002年学院开设的“数字

信号处理”选修课程；2008年修订培养方案，学时缩减，将“信号与

系统”中部分内容与“数字信号处理”融合，形成“信号分析与处

理”课程。二十年来，课程组不断推进教育教学改革，加强教材建

设、教学平台、教学资源及教学团队建设。通过招标立项编写的《信

号分析与处理》教材是教育部高等学校自动化专业教学指导委员会牵

头规划的全国高等学校自动化专业系列教材之一，被评为普通高等教

育“十一五”、“十二五”国家级规划教材。截止目前发行了3万多

册，被国内50多所高校选用。

课程建设发展历程如图1所示。

图1《信号分析与处理》课程建设发展历程

课程的基本信息：（课程性质、课时安排、课程特色等）

《信号分析与处理》课程是电气与自动化工程学院自动化类、电

气类专业本科生必修课程，授课学时共32学时，2学分。本课程主要

讲解信号分析与处理的基本知识，使学生能够对复杂信号进行分析和

处理，旨在培养学生解决工程实际问题的能力，结合各种实践教学环

节，进行工程技术人员所需的基本训练，为学生进一步学习有关专业

课程打下基础。

《信号分析与处理》历经二十年的建设，形成了鲜明的课程特

色。

1）以信号为主线，优化课程内容。将“信号与系统”中的信号

部分以及“数字信号处理”中的部分内容有机融合，重点介绍信号分

析、处理的基本原理方法及在电气、自动化领域的应用。与先修课程

“自动控制原理”及后续课程“传感器与检测技术”很好地衔接，共

同构成关于信号、系统完整的工程科学基础。

图1优化课程内容

（2）理论和应用紧密结合，优化教学设计。以图解的方式讲解抽

象概念和原理，实现了抽象内容可视化。用科研成果支撑教学内容，

设计面向工程背景的教学案例，明晰其中知识点的本质内容，关联知

识点之间内在关系，帮助学生学以致用。

图2自相关函数应用案例

3）以问题为导向，实施混合教学。课程实施基于翻转课堂的混

合教学，以问题为导向，将基础知识学习与核心知识点的工程应用案

例讲解相结合；深度融合信息技术，将课内与课外、线上与线下相结

合，多维度扩展学习空间、拓宽学习内容。

图3混合教学组成要素

4）兼顾专业特色，融入思政元素。在层层深入讲解“基本原理

-科学方法-工程技术”的过程中融入思政元素，以三者逻辑关系的形

成训练学生的工程思维，以定理科学探索的过程启迪科学精神，以技

术强国激发学生家国情怀。

图4工程思维培养案例

混合式教学改革要解决的重点问题

信号分析与处理课程的理论性强，概念抽象，大量数学公式且推

导复杂，对数理基础要求高，学生易产生“畏难”情绪，影响学习状

态；同时，课程的工程实践性强，学时有限，课堂没有充分的时间展

开讲解及实践，学生学了不会用；课程理论与实践关联度高，环环相

扣，传统的大班教学，学生差异大，很难兼顾每一位学生，学习中一

环脱钩，难以建构。

混合式教学是指在教学过程中，将面授与在线学习相融合，以达

到有效教学。本课程通过寻找课堂教学与网络教学的契合点，合理分

配资源、活动，采取网络学习和面对面课堂学习相结合的方式，在兼

生能力的目标。混合式教学过程如图5所示。

图5混合教学过程示意图

4.课程教学改革的理念

课程坚持“以学生为中心、产出导向、持续改进”的OBE教学改

革理念，围绕教学方式与手段、实践环节及能力培养、过程考核与评

价三方面来深入推进课程改革建设。

以“创新性”为目标，改革教学方式与手段。课程涉及到的公式

数量众多，概念抽象难于理解。单一的授课方式不能满足该课程的教

自主性、积极性，培养学生独立思考问题的能力。

以“高阶性”为目标，培养学生解决复杂工程问题的能力和高级

思维，将知识、能力、素质有机融合。充分利用软件仿真环节，通过

软件仿真使得课本中的理论知识