多源信息融合課程教學質(zhì)量提升方法探索

孫力帆 付主木 宋書中 冀保峰

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201722055

摘要：隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)以及多傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展與廣泛應(yīng)用，多源信息融合由于其貼近學科前沿的特點，已經(jīng)被眾多高等學校選為工科研究生課程。因此如何有效提高多源信息融合課程的教學質(zhì)量是目前亟待解決的現(xiàn)實問題，而教學質(zhì)量的提升同時又是影響學生綜合素質(zhì)的關(guān)鍵因素。本文深入分析了信息融合課程的設(shè)置與要求，結(jié)合數(shù)學理論和工具在信息融合中的特點，以科研課題研討式教學法為出發(fā)點，從傳授學生專業(yè)知識，提高教師學術(shù)水平以及通過師生之間的課程互動來激發(fā)學生學習積極性，培養(yǎng)和提高他們的研究能力等方面來探索課堂教學質(zhì)量的方法和途徑。

關(guān)鍵詞：多源信息融合；理論教學；教學質(zhì)量

現(xiàn)今我國社會已經(jīng)全面邁入了信息時代，信息技術(shù)是當前發(fā)展速度最快的高新技術(shù)之一，已經(jīng)成為我國經(jīng)濟增長的重要引擎。信息技術(shù)各相關(guān)領(lǐng)域在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展中所發(fā)揮的作用，將直接影響我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進程。為了應(yīng)對這種局面，多源信息融合作為一門新興的前沿學科和研究領(lǐng)域應(yīng)運而生。多源信息融合的目的是充分利用不同時間與空間的多傳感器信息資源，并根據(jù)所獲得的多傳感器觀測信息在一定準則下對被測對象分析，解釋，描述，從而使系統(tǒng)獲得比各個組成部分更優(yōu)越的性能。多源信息融合技術(shù)作為一種智能化信息處理技術(shù)，己在工業(yè)機器人、空中交通管制、環(huán)境監(jiān)測、復(fù)雜系統(tǒng)的診斷維護等民用領(lǐng)域得到廣發(fā)應(yīng)用。然而，《多源信息融合》在高校的教學計劃和課程安排上并沒有得到充分體現(xiàn)，這是因為國內(nèi)對信息融合領(lǐng)域的研究起步較晚，涉及該領(lǐng)域的專著和教材資料參考書也較少。此外，大多數(shù)從事該領(lǐng)域的都是軍工，研究所科技工作者以及生產(chǎn)設(shè)計的工程技術(shù)人員。因此，他們對于多源信息融合的學習研究有著很大的需求，而作為未來該領(lǐng)域研究的后備軍，高校學生對多源信息融合技術(shù)所涉及的基礎(chǔ)理論知識知之甚少，同時又嚴重缺乏相關(guān)的研究與實踐能力。因此，《多源信息融合》作為電子信息類專業(yè)研究生的一門選修教學課程，有助于引領(lǐng)研究生的學習模式由本科的理解型向研究型轉(zhuǎn)變。如何有效提升高校研究生對《多源信息融合》課程學習的積極性和創(chuàng)造性有著非常重要意義，更為實現(xiàn)國家關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興信息產(chǎn)業(yè)目標提供堅實的基礎(chǔ)。本文將從以下幾個方面進行分析和討論。

一、《多源信息融合》課程的教學特點

（1）由于多源信息融合技術(shù)日益更新和豐富，課程涉及到多個專業(yè)方向，比如控制科學與工程，計算機機應(yīng)用與技術(shù)，通信與信號系統(tǒng)，模式識別與智能系統(tǒng)等。因此，任課教師需要了解當前最新的研究發(fā)展方向進而系統(tǒng)地傳授給學生。

（2）選課學生可能來自不同專業(yè)，因此建議根據(jù)學生的專業(yè)基礎(chǔ)程度以及各專業(yè)對課程的要求深度不同，將學生分組以有利于師生討論交流共同提高。

（3）學生選修多源信息融合課程主要是為了擴大知識面，有助于引領(lǐng)學生的學習模式由本科理解型向研究型轉(zhuǎn)變。

（4）多源信息融合技術(shù)雖然起步較晚，但是卻緊隨著控制論、信息論、DempsterShafer證據(jù)理論、模糊邏輯理論等基礎(chǔ)理論，以及計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)與傳感器技術(shù)的快速發(fā)展，它是一門跨學科、跨專業(yè)的新理論和新方法，需要用到大量的數(shù)學工具與基本知識，是所有將來有志于從事該領(lǐng)域的學生、研究人員所必須認真學習的課程。

二、《多源信息融合》課程的教學理念

《多源信息融合》不同于其他研究生課程，它是根據(jù)課程內(nèi)容和其專業(yè)方向所設(shè)置的具有研究型的課程。

（1）整個課程的教學理念以研究課題為主，通過任課老師的言傳身教，逐步引導(dǎo)學生由學習型轉(zhuǎn)變?yōu)檠芯啃停ㄟ^分析課題的所存在問題，進而根據(jù)已學的相關(guān)理論知識，提出自己的研究方法，充分發(fā)揮其主觀能動性，協(xié)作性與創(chuàng)新型，以提高研究生自主研究課題項目和解決問題的能力。因此，就需要任課教師具有更深厚的專業(yè)背景知識和功底，并進行更充分的課程準備工作。

（2）《多源信息融合》以工程技術(shù)為背景，從實際問題出發(fā)針對廣大研究生所開設(shè)的課程，注重開拓學生眼界，使其將理論知識靈活合理地應(yīng)用到實際的工程實踐上。因此，信息融合的基礎(chǔ)理論教學是整個課程的教學，通過將課程中所涉及的融合技術(shù)與算法的認為學習，為學生們從事該領(lǐng)域相關(guān)工作解決實際工程問題打下了堅實的基礎(chǔ)。

（3）任課老師需要詳細了解信息融合的整個歷史發(fā)展過程與相關(guān)研究方法，以更好地將知識傳授給學生。除了基礎(chǔ)理論知識的傳授，還要注重《多源信息融合》的教學實踐，具體做法為：結(jié)合理論知識并根據(jù)學生的實際需求，通過引入現(xiàn)實中涉及到的信息融合技術(shù)實例和相關(guān)實驗仿真平臺，以開闊學生們的科研視野，從而培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新和數(shù)學思維能力。比如從建立一個完善的信息融合數(shù)學模型出發(fā)，逐步地提高學生抽象化、優(yōu)化、邏輯分析、推理計算等等各方面的能力，而上述這些都需要一個堅實的數(shù)學基礎(chǔ)作保障。信息融合中需要用的數(shù)學理論知識不僅僅是為了演繹、推導(dǎo)和證明，而更重要的是為了解決實際工程所遇到的疑問。通過任課教師的傳授，學生們了解了本課程理論知識和相關(guān)實際工程應(yīng)用的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，才能將所掌握的信息融合的基礎(chǔ)理論知識熟練地應(yīng)用于信息融合的各個工程實踐領(lǐng)域。

三、《多源信息融合》課程的教學意義

（1）通過本課程的學習，可以培養(yǎng)學生們的自學能力，比如閱讀資料、檢索查找文獻、分析問題、研究問題、建立數(shù)學模型、推導(dǎo)公式，仿真實驗、性能評估和分析總結(jié)等能力。通過任課教師的引導(dǎo)，從課題研究的角度出發(fā)，將上述能力融會到信息融合的一個實例上來，從而讓學生們在研究過程中不斷提高學生的科研素養(yǎng)，為將來的學位論文以及將來所從事的實際工作打下良好的基礎(chǔ)。

（2） 通過本課程的學習，逐步培養(yǎng)起學生搞科研的各項能力，比如發(fā)現(xiàn)問題、描述問題、分析問題、解決問題等，這些與傳統(tǒng)式的填鴨式教學方式完全不同。另外，本課程注重通過任課老師的講授培養(yǎng)學生科研創(chuàng)新能力，鼓勵學生與老師在課堂上進行互動，激發(fā)學生的學習積極性。除此之外，還有在課下帶領(lǐng)學生參加各種專業(yè)活動增加師生之間的交流，例如參加的全國性的挑戰(zhàn)杯比賽，通過比賽中對某一項目的研究讓學生真正做到理論聯(lián)系實際，實反過來又讓實際來檢驗理論，不但使得所掌握的信息融合知識更加扎實，并且樹立起創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力。

（3） 對于《多源信息融合》課程任課老師來說，首先需要具有扎實的專業(yè)背景，另外需要將自身的研究方向與課程的內(nèi)容牢牢地聯(lián)系在一起，以自身科研實踐作為實例對學生言傳身教，討論課題研究的深入性與可行性，從而印證和詮釋信息融合理論知識。此外，本課程所采用的課題研究式教學不但需要任課教師具有更深厚的功底，而且需要進行更充分的課程準備工作。因此，在課程講授初期教師必須要對所講內(nèi)容嚴格把關(guān)，逐步為學生學習本門課打好良好的基礎(chǔ)。此外，針對學生在課程中提出的關(guān)鍵問題要從研究思路、研究方法等具體方面進行輔導(dǎo)，并且要抽出時間組織研究生面對面進行總結(jié)和討論交流。

本文結(jié)合《多源信息融合》課程教學的教學現(xiàn)狀，以課題研討室教學法作為出發(fā)點，通過對課程設(shè)置和目標要求進行詳細分析的基礎(chǔ)上，針對《多源信息融合》課程的教學特點，教學理念、教學意義三個方面提出了如何提升本課程教學質(zhì)量的思路和實施舉措。以課題研討式教學可以讓學生運用所學的知識自主調(diào)動其主動性和創(chuàng)造性，逐步鍛煉學生的科研和創(chuàng)新能力。此外，通過理論知識的講授，教師也要善于總結(jié)，不斷提高自身科研教學水平，以激勵學生的學習積極性。而課堂上師生間的互動不但可以加深師生之間的關(guān)系，而且更重要的是能夠進一步增強學生的主動學習能力和表達能力。因此，針對《多源信息融合》課程探索出提升教學質(zhì)量的方法和措施，對于培養(yǎng)將來從事本領(lǐng)域的科研人員以及新時代社會所需求的優(yōu)秀復(fù)合型人才，具有非常重要的指導(dǎo)意義。

參考文獻：

[1]潘泉.多源信息融合理論及應(yīng)用[M].北京：清華大學出版社，2013.

[2]王和強，趙暉，張勇，關(guān)秀峰.高校教師備課思維行程與思維向度研究[J].現(xiàn)代教育科學，2013.

[3]張筱蘭.信息技術(shù)與課程整合的理論與方法[J].北京：民族出版社，2004.

[4]陳洪文，羅群，范洪波.研討式教學法的實踐與探索[J].東莞理工學院學報，2010.

[HTH]基金項目：[HT][HTK]國家自然科學基金 （U1504619，U1404615，61473115）， 教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目 （201602011005），河南省高?？萍紕?chuàng)新團隊支持計劃（18IRTSTHN011）[HT]