基于創(chuàng)新人才培養(yǎng)的信息處理課程群建設探討

楊佳　遲耀丹

1990年，北京理工大學提出“課程群”建設，有效地將課程與課程之間結合，打破課程本身建設的局限性，形成完整的課程教學體系，教學效果遠遠好于相關單門課程教學效果的總和。在近幾年的教學改革中，吉林建筑大學（以下簡稱“我?！保π畔⑻幚碚n程群的建設進行了一些探索與實踐，但是還有如下需要改進的地方：一是，強化課程群內(nèi)部課程間的相關性，把縱向有傳承關系、橫向有內(nèi)在關聯(lián)的教學內(nèi)容緊密結合起來；二是，分析課程群內(nèi)所有知識點，去掉重復的內(nèi)容，形成新的理論和實驗教學體系；三是，增加創(chuàng)新思維的教學，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力；實現(xiàn)整體大于各門課程之和的教學目的。

1 信息處理課程群建設的總體概況

1.1 優(yōu)化課程群的結構

信息處理課程群主要包括“模擬電子技術”、“數(shù)字電子技術”、“信號與系統(tǒng)”、“數(shù)字信號處理”、“傳感器檢測技術”和“單片機原理及應用”六門課程。根據(jù)課程特點和教學要求，把六門課程重新分類，組成如圖1所示的課程群結構。將“模擬電子技術”、“數(shù)字電子技術”作為課程群的基礎課程，“信號與系統(tǒng)”、“數(shù)字信號處理”作為理論分析課程，“單片機原理及應用”、“傳感器檢測技術”作為應用課程。在整合重復知識點的基礎上，加強工程應用方面的訓練內(nèi)容，培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力。

1.2 調(diào)整課程群的課程標準

從信息處理的角度確定課程群的課程標準，從課程群的整體考慮，而不是單門課程的設計方法與思路。在基礎類、理論分析類與應用類課程的內(nèi)容設置基礎上，以案例為基礎講授基本概念與基本理論；從工程的角度，講授應用類課程。從多題目，多角度入手，培養(yǎng)學生應用與創(chuàng)新能力。

1.3 改革課程群的教學模式和教學方法

課程群教學中，采用“三結合”的教學模式，即教學內(nèi)容與實驗相結合、理論教學與實踐操作相結合、實踐內(nèi)容與創(chuàng)新能力培養(yǎng)相結合。教授內(nèi)容注重與實際相聯(lián)系，加深理論與工程應用的聯(lián)系，強調(diào)工程應用基礎，激發(fā)學生的學習興趣和創(chuàng)新思維能力，注重課程作業(yè)的綜合性、開放性和設計性。

2 課程的設計與規(guī)劃

課程的設計和規(guī)劃以學生知識體系和能力體系的培養(yǎng)為宗旨，加強理論與實踐的融合，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的動手實踐能力、工程應用能力和創(chuàng)新思維能力等綜合素質(zhì)和能力。下面根據(jù)基礎類課程、理論分析類課程和和應用類課程的不同教學要求和目的，對其進行了再設計和再規(guī)劃。

2.1 基礎類課程注重理論與興趣培養(yǎng)相結合，培養(yǎng)學生的電子信息工程學科思維

基礎類課程的模擬電子技術和數(shù)字電子技術具有內(nèi)容多、學時緊的特點，但是不能反映出新的電子技術。模擬技術與數(shù)字技術在傳統(tǒng)授課方法中是分開講授的，工程實踐中多數(shù)場合是模擬與數(shù)字技術相結合的電路，這些電路雖然廣泛應用但是在教學中難以安排。結合工程實踐，學習基礎類課程同時要培養(yǎng)學生對電子信息工程學科的愛好與興趣。為此，對基礎類課程做了重新規(guī)劃與設計。

（1）基礎與興趣并重?；A課程，讓學生了解電信號的采集與流動情況，通過篩選課程中的重點與難點，刪除重復、陳舊內(nèi)容，改善課程內(nèi)容；在保證基礎課程內(nèi)容的前提下，在教學過程中增加新技術、新器件的內(nèi)容。在教學過程中，結合相應的實施例，增強基礎理論與實際的內(nèi)在聯(lián)系，激發(fā)學生的創(chuàng)造能力與學習興趣。

（2）科研與創(chuàng)新能力開發(fā)。學生可以參與老師的科研項目，從實踐入手，增強基礎研究，加深理論知識學習的同時，調(diào)動學生的創(chuàng)新能力。再者，圍繞課題內(nèi)容，老師可以設計應用型任務，調(diào)動學生的學習熱情，提高自主解決問題的能力。

2.2 理論分析類課程

理論分析類課程的“信號與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號處理”是非常重要的兩門課程，但是兩門課程都有離散信號和系統(tǒng)方面的內(nèi)容，而“數(shù)字信號處理”課程在“信號與系統(tǒng)”課程之后，這就要求合理設計與規(guī)劃“數(shù)字信號處理”課程的教學內(nèi)容，既要避免重復又要推陳出新。

（1）基礎應用和技術應用優(yōu)化整合

“信號與系統(tǒng)”和“數(shù)字信號處理”由于是承前啟后的兩門課程，因此安排在連續(xù)的兩個學期分別進行講授?！靶盘柵c系統(tǒng)” 和“數(shù)字信號處理”在所講授的內(nèi)容上有相似的部分，也有一部分內(nèi)容是有所重復的，但是兩門課的側(cè)重點略有不同，一個是對基本概念及方法為主進行介紹，另一個更多的是側(cè)重實用性和技術性。因此部分內(nèi)容以回顧和補充的形式予以展現(xiàn)。這兩門課有一個相同的特點，就是理論性較強，有大量的公式和證明，在講授時，注重以應用為主，淡化公式的證明過程。

（2）系統(tǒng)性、邏輯性優(yōu)化整合

“信號與系統(tǒng)”這門課程重點是對連續(xù)信號和系統(tǒng)在時域和變換域的分析方法進行介紹，特別是在變換域（傅里葉變換、拉普拉斯變換）的研究方法是非常重要的。對于離散信號和離散系統(tǒng)的介紹內(nèi)容相對較少，只是初步的介紹一下時域的求解方法和z變換的部分內(nèi)容。

數(shù)字信號處理作為其后續(xù)課程，對連續(xù)系統(tǒng)不再進行介紹，而只講授離散信號和系統(tǒng)的分析方法，分別介紹了時域和變換域的分析方法，特別是對多種變換方法（傅里葉變換、z變換、離散傅里葉變換、快速傅里葉變換）進行講解，最后對于模擬和數(shù)字濾波器的設計方法進行了必要的介紹。

（3）授課學時的優(yōu)化整合

兩門課程的學時均為中等學時量，信號與系統(tǒng)課程計劃為64學時，其中理論學時60學時，實驗學時為4學時。數(shù)字信號處理計劃學時為46學時，其中理論學時38學時，實驗教學為8學時，并配有為期一周的課程設計。整合后兩門課的理論教學為98學時，實驗為12學時，課程設計為一周。對理論學時內(nèi)容進行整合，可以包括以下四個方面的內(nèi)容：

1）新課程體系的理論基礎10學時

2）連續(xù)信號與系統(tǒng)時域、頻域、復頻域分析46學時

3）離散信號與系統(tǒng)時域、頻域分析28學時

4）模擬、數(shù)字濾波器設計14學時

2.3 應用類課程

“傳感器檢測技術”和“單片機原理及應用”應用類課程是對理論內(nèi)容的應用與實踐，拓展理論內(nèi)容，重點在于訓練學生的實踐能力、創(chuàng)新能力。

（1）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目的能力培養(yǎng)。引導學生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)性的比賽與實踐，把各個課程關聯(lián)起來、完成綜合性的設計。例如參加大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，參加大學生電子設計競賽，參加挑戰(zhàn)杯比賽等課外實踐活動，培養(yǎng)學生綜合實踐能力、創(chuàng)新能力和解決實際問題的應用能力，積累一定的開發(fā)實踐經(jīng)歷。

（2）選用項目驅(qū)動的實踐模式?！皞鞲衅鳈z測技術”和“單片機原理及應用”課程應用性和綜合性強，可以采用項目驅(qū)動的方式。每一個項目都是工程應用項目，可直接應用到實際的社會工作中，如位移測量實驗、數(shù)據(jù)采集實驗等，其目的是調(diào)動學生學習的積極性，讓學生實實在在地進行工程開發(fā)，培養(yǎng)學生的邏輯思維能力、創(chuàng)造性思維能力和工程應用能力。

3 課程群建設成效

課程群建設依托我校電氣與電子信息工程學院，近年來，承擔吉林省高校教學改革研究重點和一般項目5項。學生獲全國大學生電子設計競賽、數(shù)學建模競賽等省級獎勵30多項。

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[責任編輯：李書培]