研究性教學理念融入電子信息本科教學的探索與實踐

張麗紅 尹王保 山西大學 030006

研究性教學理念融入電子信息本科教學的探索與實踐

張麗紅 尹王保 山西大學 030006

文章從學期制改革、優(yōu)化課程體系和課程設置、 加強實踐教學、開設研究性課程、提高教師素質等幾方面對電子信息專業(yè)本科教學改革進行了分析，通過教學實施，將研究性教學理念融入電子信息本科教學進行了探索與實踐，以提高學生的創(chuàng)新思維能力和綜合應用能力，進一步提高教學質量和培養(yǎng)高水平電子信息專業(yè)人才。

研究性教學;電子信息;創(chuàng)新;教學改革

隨著電子信息技術日新月異的發(fā)展，社會需要更多的具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的電子信息應用型人才，因此推進人才培養(yǎng)模式和機制改革，著力培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，是時代發(fā)展與社會進步對人才培養(yǎng)提出的新的要求。在本科教學中引入研究性教學理念，把著力點放在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神與實踐能力上，是提升本科教學質量的一個重要突破口。在此，研究性教學的內涵不僅包括針對學生開展的探究性學習的各種教學活動，也包括大學生的研究與創(chuàng)新活動。

近幾年來我們將研究性教學理念融入電子信息本科教學進行了探索與實踐，在學期制改革、優(yōu)化課程體系和課程設置、改進教學方法和教學內容等幾方面進行了教學實施，提高了學生的創(chuàng)新思維能力和綜合實踐能力，提高了教學質量。

1 實行學期制改革，推動研究性教學

為了切實把研究性理念引入本科教學的全過程，進而推動各項教學改革的進一步深化，在大量調研思考討論的基礎上，2006年5月，山西大學正式?jīng)Q定從2007年開始試行三學期制。這種以學期制改革為制度平臺，帶動研究性教學的全面拓展，深受廣大師生的擁護和好評。山西大學把三學期制作為將研究性教學理念引入本科教學的制度平臺，三學期中二個長學期中學生學習和探究學科專業(yè)范疇內系統(tǒng)性的知識，8月中旬到9月底設置為短學期，在短學期著重引導學生用所學知識進行以問題為中心的探究性學習和社會實踐，強化實踐教學環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的思維能力和實踐能力?！叭龑W期制”與傳統(tǒng)的“兩學期”不是簡單地在時間上做加法，而是充分發(fā)揮多學期之間相互配合、相互映現(xiàn)、相互提升的作用，挖潛師生學術探究的自主意識，因此，學期的時間安排要有利于師生學術探究的自主性。

電子信息科學與技術專業(yè)在短學期內設有學術講座、課程設計、科研訓練、實習、前沿及交叉學科理論課程等，學生在二年級就開始有自己固定的指導教師，一直到畢業(yè)時的畢業(yè)設計。在短學期內學生既可以鞏固和實踐前兩學期所學的理論知識，從而提高自己的實踐能力，也可以探索和學習自己感興趣的知識或技能，參與教師的科研活動。教師可以利用短學期采用研究性課程、研究性實驗、各類選修課、學術講座等形式，將本科教學納入自己的學術研究中，也可以將自己的學術成果融入本科教學中，引導學生進行研究性學習，激發(fā)學生崇尚學術的志向。這一改革為師生間或學生之間合作研究提供了自由的時間，對促進教師教學與科研的有機結合，促進多元化課程體系的構建與優(yōu)化，促進學生的自主學習與創(chuàng)新起到了積極的作用，為教師以問題為取向的學術研究提供了制度性的支持。三學期的制度安排也解決了中國學期制與國外學期制錯位的問題，有利于促進學校進行國際間的交流與合作。

在新形勢下，山西大學構建了有利于推動研究性教學、培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的現(xiàn)代教學管理制度和彈性靈活的教學運行機制。構建了教師教學激勵機制，尊重教師的個性風格與獨創(chuàng)精神，保障教師的教學自主權，鼓勵教師編著與錘煉精品教材和研制CAI課件，設立了教學研究與改革基金，資助教學研究改革試驗項目，完善教學成果獎勵制度，充分激發(fā)教師的教學積極性和創(chuàng)造性，使教師主導與學生主體在研究性教學中真正融為一體，推動了研究性教學的實施。

2 優(yōu)化課程體系和課程內容，促進人才培養(yǎng)模式轉變

學制改革對傳統(tǒng)的課程設置提出了嚴峻的挑戰(zhàn).它必然要求建立一種與之相配套的新的課程體系?？梢哉f，學期制改革的關鍵不在于課時或課程的增加和減少，而在于課程體系是否有利于學生探究性學習和教師研究性教學的開展，改革的著眼點應放在優(yōu)化課程體系上。改革電子信息專業(yè)課程設置，造就高層次的、新型的電子信息專業(yè)人才，使他們具有更合理的知識結構及能力特征。電子信息專業(yè)課程設置的原則是:緊緊圍繞培養(yǎng)目標，適應本專業(yè)發(fā)展趨勢，優(yōu)化課程比例。注重學科自身建設，引進融合相關學科的理論和方法，同時要保持課程內容的層次結構，根據(jù)專業(yè)方向和辦學側重點的要求，合理配置公共基礎課程、專業(yè)基礎課程和專業(yè)方向課程，形成科學、嚴謹?shù)膶W科體系。降低必修課比例、加大選修課比例、減少課堂講授時數(shù)，增加學生自主學習的時間和空間，促進學生個性發(fā)展，著力培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。

在課程內容上要突出“少、精、寬、新”，如通過對《信號與系統(tǒng)》、《數(shù)字信號處理》兩門課程內容重新規(guī)劃設計，以MATLAB語言為仿真工具填補信號與系統(tǒng)仿真建模的空白，刪除兩門課程間離散信號Z變換和離散系統(tǒng)描述內容的重復，實現(xiàn)課程內容的優(yōu)化整合?！陡哳l電子線路》《通信原理》及《通信系統(tǒng)》的課程內容也是如此，實現(xiàn)其優(yōu)化整合，減少授課學時，提高教學質量。利用學科前沿動態(tài)、交叉學科和邊緣學科的內容，拓展學生的思維和學科視野。在教學形式上基礎課、科研課、專題課和講座相結合，根據(jù)社會發(fā)展、電子和通信學科發(fā)展和學生的需求靈活調整。尤其是短學期的教學安排，不能是單一課程的堆加，而以問題或項目的形式，拓寬課程所涵蓋的學科范圍，引導學生探究最新學術動態(tài)，以整合性的思維方式分析和解決實際問題。

3 注重實踐性和綜合性，培養(yǎng)學生綜合運用知識能力和創(chuàng)新思維

強化實踐教學環(huán)節(jié)，推進實驗內容和實驗模式改革和創(chuàng)新，加強實驗、實習、課程設計、社會實踐、畢業(yè)論文等實踐教學，加大綜合性、研究性實驗力度。加強教學與電子信息實踐活動的緊密結合，培養(yǎng)學生的實踐動手能力、分析問題和解決問題能力。

改變按單門課程設置、以驗證性實驗為主的保姆式傳統(tǒng)實驗教學模式，實行實驗室向學生開放，增設設計性、綜合性、研究性實驗項目，學生根據(jù)實驗內容和要求，查閱文獻資料，自主擬定實驗方案，先假設后實驗，得到實驗結果，進行分析討論，撰寫實驗報告。在研究性實驗教學中，指導教師的基本任務是為實驗提示方向，嚴格審查并幫助完善學生自主設計的實驗方案，在實驗過程中注重觀察調控、釋疑解難，對實驗結果與報告開展分析討論，評價實驗所取得的成效，找出不足和改進意見，不斷提高大學生的科學實驗能力。

根據(jù)電子信息學科專業(yè)特點，探索靈活多樣的課內外、校內外以及各種時間與空間相結合的技能訓練、專業(yè)實習、社會調查等實踐教學新模式。在重視校內各種基本技能訓練的基礎上，加強同電子通信企業(yè)的聯(lián)系，讓大學生能夠從現(xiàn)代企業(yè)和真實社會中，獲得理論聯(lián)系實際的專業(yè)實習和社會調查的機會，在社會企業(yè)專業(yè)人員和教師的共同指導下，增強專業(yè)實踐知識，提高專業(yè)實踐能力。

在實驗教學手段上，采用仿真軟件、CAI課件、多媒體、因特網(wǎng)等先進手段輔助實驗教學，利用多媒體技術，把實驗原理、方法等清晰地展現(xiàn)在學生面前，形象、直觀易被學生接受和理解，從而激發(fā)了他們對實驗課的興趣，提高學生的實驗技能，拓寬學生的視野。

4 提高主干課程的研究性，鼓勵學生參與研究與創(chuàng)新活動

電子信息課程要求學生既要有扎實的數(shù)學和物理理論基礎，又需要有較強的實踐能力。學校和學院鼓勵教師開設研究性課程，并給予一定的經(jīng)費支持，提高主干課程的研究性。 教授給本科生上課，將他們的研究成果融入本科教學，精心培育名師、精品課程、優(yōu)秀教材等標志性工程，并真正發(fā)揮這些標志性工程的示范輻射作用，帶動本科教學工作向更高的水平發(fā)展。

教師在教學中針對三學期制和培養(yǎng)人才培養(yǎng)目標研究教學方法和教學內容。對于不同的課程采用的研究性教學方法不同，其具體辦法和形式多種多樣，如發(fā)現(xiàn)式教學、問題式教學、情境式教學、支架式教學、討論式教學、合作教學、案例教學、隨機訪問教學等，教師們一旦掌握了現(xiàn)代教學理念，能夠根據(jù)課程性質、教學內容和學生的特點，創(chuàng)造性地進行教學設計，恰當?shù)剡\用必要的現(xiàn)代教育技術和信息資源，尋求適當?shù)慕虒W方式、方法來組織實施研究性課堂教學，努力提高教學質量。比如在“通信原理”課程的教學中，教師對于通信原理的研究性教學進行了設計，在教學內容上把握學科發(fā)展動態(tài)，合理安排教學內容，教學內容應既考慮到基礎理論的系統(tǒng)性，又有新穎性和前沿性，如包含OFDM、MIMO、CDMA、空時編碼技術和自適應技術均衡等新技術。另外規(guī)定“通信系統(tǒng)Simulink 仿真設計 ”、“ 傅里葉變換的應用”、“ OFDM、MIMO、CDMA、空時編碼技術和自適應技術等新技術專題研究”等幾個主題，學生根據(jù)自己的愛好選擇主題或自定主題，查閱資料進行設計和總結，這項活動由：咨詢與選題、查閱資料、閱讀文獻、制定設計方案、研究報告寫作及大會報告5個環(huán)節(jié)組成。最后全班舉行一次成果交流會，可以是口頭匯報，實物展示或多媒體呈現(xiàn)等，通過此形式，激發(fā)了學生對研究性學習的熱情，培養(yǎng)了學生自主獲取知識的能力。該項活動的主要好處是，學生直接從有關期刊所發(fā)表的研究論文中學習到通信研究的最新進展；通過對論文的閱讀和理解，初步認識到科學研究對學科發(fā)展的推動作用；了解到科學研究的基本過程和重要性；學習和掌握了文獻查閱和檢索的基本方法，培養(yǎng)了自主獲取知識的能力；學習了如何對科學論文進行總結；通過報告，鍛煉了口頭表達能力。這項活動實際上是雙贏的活動，既促進了學生的研究性學習，培養(yǎng)了學生的能力，又為教師授課補充了大量的科技文獻，促進了教師的研究性教學。

學院和學校都設立了大學生科研訓練計劃和創(chuàng)新實驗項目，對大學生自主科研項目給予資助，并吸收大學生做教師的科研助手，直接參與教師的課題研究，通過科研助手的鍛煉，使學生有機會體驗自身業(yè)務成長的過程，懂得探究學問的方法，培養(yǎng)初步的探索性研究能力。

5 加快教師隊伍建設，提升教師研究性教學水平

教師作為知識的傳遞者，承擔著培養(yǎng)復合型人才、創(chuàng)新型人才的神圣職責，如果沒有多學科的知識，就不可能指導學生用多學科的視角去分析問題和解決問題，也就不利于徹底實現(xiàn)多學科融合的目的。電子信息專業(yè)的教師，要在知識結構上符合專業(yè)要求，全面掌握專業(yè)教育的課程體系與知識結構的內在聯(lián)系。在引進教師時，注重吸收不同學科背景的專業(yè)人才進人教師隊伍，做到學科交叉，優(yōu)勢互補。同時采用科研促教計劃，利用聯(lián)合渠道爭取專業(yè)科研課題，提高教師科研水平及教學水平。

通過研究性教學理論研究、實踐經(jīng)驗總結、經(jīng)費支持、研究性教學觀摩、師生共同研究實踐以及團隊教學等方式來提升教師研究性教學的能力和水平，使學生能夠真正從研究性教學和學期制改革中獲益。

教學改革是一項艱巨的任務，以上是山西大學物理電子工程學院電子信息專業(yè)近幾年的改革探索和實踐，雖然取得了一些成績，但還需要繼續(xù)不斷的積極探索和實踐以及各方面的支持和配合，為培養(yǎng)信息時代高層次的電子信息創(chuàng)新人才做出更大貢獻。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2010.22.143

張麗紅（1968-），河北省趙縣人，山西大學物理電子工程學院電子信息研究室主任，副教授，碩士生導師，主要從事智能信息處理、圖像處理等研究。