基于課程群的電子信息類專業(yè)課程改革與實踐

西安歐亞學(xué)院信息工程學(xué)院 燕麗紅

“質(zhì)量工程”和“創(chuàng)新型”人才培養(yǎng)是國家對高等院校提出的教育培養(yǎng)的戰(zhàn)略性方針[1]，結(jié)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)，如何能更好地貫徹教育的精神，提高教學(xué)質(zhì)量，設(shè)置符合學(xué)生特色的培養(yǎng)目標(biāo)和課程體系就顯得尤為重要。因此，作為地方院校，我們本著以學(xué)生為中心的教育方針，在深入走訪調(diào)研相應(yīng)企業(yè)和標(biāo)桿院校的基礎(chǔ)上，提出了課程群建設(shè)，以更好地促進(jìn)教與學(xué)。本文旨在對信息處理類專業(yè)課包括《MATLAB系統(tǒng)仿真》、《信號與系統(tǒng)》、《數(shù)字信號處理》、《DSP原理及應(yīng)用》等課程之間的內(nèi)容進(jìn)行整合、優(yōu)化，通過學(xué)時重新分配、課程內(nèi)容重新設(shè)計、增加實踐課時比例，撰寫以學(xué)生為中心的教學(xué)大綱等手段保證創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)。

一、課程群的建立

1990年，北京理工大學(xué)“在課程建設(shè)中應(yīng)當(dāng)以教學(xué)計劃的整體優(yōu)化為目標(biāo)”，提出要注重“課群”(課程群的早期稱謂)的研究與建設(shè)之后[2]，目前對課程群有兩種不同的理解：一種觀點(diǎn)認(rèn)為課程群是某一專業(yè)學(xué)科內(nèi)諸多課程的集合，是以學(xué)科作為群的界限，因此課程群就是相同學(xué)科、不同分支學(xué)科的組合；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為課程群是指專業(yè)課程體系中某一類別的課程集合，如專業(yè)基礎(chǔ)課程群、專業(yè)課程群、專業(yè)方向或?qū)I(yè)限選方向課程群等，是以專業(yè)作為群的界限。課程群建設(shè)有別于單門課程建設(shè)的一個重要標(biāo)志就是課程體系建設(shè)和在其基礎(chǔ)上的課程教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化與整合，壓縮重復(fù)內(nèi)容，減少課程學(xué)時數(shù)，并利用課程內(nèi)容上的關(guān)聯(lián)性相互支撐和強(qiáng)化，實行大課程建設(shè)的目的[3]。

二、我院信息處理類專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀及規(guī)劃

1.信息類專業(yè)課程教學(xué)目前存在的問題

(1)缺乏課程群概念，以往課程內(nèi)容的調(diào)整以課程為單位，沒有考慮到群內(nèi)各課程知識間的相似性特點(diǎn)，各課程教學(xué)時數(shù)設(shè)置不夠科學(xué)合理，不同課程在授課內(nèi)容上存在顧此失彼、內(nèi)容銜接不合理或重復(fù)等現(xiàn)象。如《信號與系統(tǒng)》中對連續(xù)信號和離散信號對有涉及，重點(diǎn)對連續(xù)信號和系統(tǒng)進(jìn)行講述，但一般都會利用4-6學(xué)時講述離散信號的Z變換，而《數(shù)字信號處理》中又用4個學(xué)時講Z變換，造成教學(xué)內(nèi)容重復(fù)及課時利用率低。同時《DSP原理及應(yīng)用》是實踐性很強(qiáng)的課程，應(yīng)加大課時比例，由于支撐該課程所需知識前端課程內(nèi)容的重復(fù)，勢必要占用一定的課時，引起后續(xù)課程時數(shù)的減少。因此在以上兩門課優(yōu)化資源后可以加大這門課的學(xué)時數(shù)。

(2)強(qiáng)調(diào)理論知識，輕視實踐環(huán)節(jié)。教學(xué)實施過程中，過多注重“厚基礎(chǔ)”，忽視了“夠用”及應(yīng)用能力的培養(yǎng)，不利于激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性。

《信號與系統(tǒng)》和《數(shù)字信號處理》這兩門課數(shù)學(xué)理論繁多，學(xué)生不容易理解和掌握，借助軟件仿真可以使理論知識進(jìn)行直觀形象地展現(xiàn)，便于學(xué)生掌握?！禡ATLAB系統(tǒng)仿真》具有強(qiáng)大的仿真功能，但這門課目前是單一開設(shè)，而且是在《信號與系統(tǒng)》和《數(shù)字信號處理》這兩門課沒有學(xué)習(xí)的情況下先前開設(shè)，學(xué)生在學(xué)習(xí)時沒有專業(yè)知識，就不能將其精華---仿真功能進(jìn)行深入。而且綜合性設(shè)計較少，不利于學(xué)生對理論的應(yīng)用。因此要改革以往的教學(xué)方式和手段以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

2.信息類專業(yè)課程教學(xué)規(guī)劃

針對目前對課程群的理解和我院的特點(diǎn)，我們以專業(yè)依據(jù)，對信息類課程進(jìn)行整合，建立相應(yīng)的專業(yè)課程群。本文將《MATLAB系統(tǒng)仿真》、《信號與系統(tǒng)》、《數(shù)字信號處理》、《DSP原理及應(yīng)用》等幾門課有機(jī)的組合，建立了信息類專業(yè)課程群。具體圍繞課程體系，整合內(nèi)容、優(yōu)化課時，改革教學(xué)方式和手段，完善教學(xué)大綱等方面進(jìn)行研究，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，及學(xué)生的實踐能力。

三、信息處理類專業(yè)課程群課程教學(xué)內(nèi)容整合與改革

電子信息類技術(shù)的快速發(fā)展，要求院校要與時俱進(jìn)，在大學(xué)四年有限的教學(xué)時數(shù)里，如何使信息類專業(yè)的學(xué)生能夠更好地將信息處理類知識融會貫通，更能將理論與實際有機(jī)的結(jié)合，借鑒已有的教學(xué)成果，在課程群建立的基礎(chǔ)上，深入分析信息處理類各課程之間的相互關(guān)系，重新對課時進(jìn)行分配，內(nèi)容重整，加大實踐環(huán)節(jié)。

1.課程內(nèi)容的整合和優(yōu)化

《信號與系統(tǒng)》是信息類專業(yè)必學(xué)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，而且是學(xué)生考研必考的一門專業(yè)課。是《數(shù)字信號處理》、《數(shù)字圖像處理》、《自動控制》等課程的前修課。其主要講述的是信號的時域和頻域內(nèi)的特性、連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)的分析方法，數(shù)學(xué)推導(dǎo)較多，理論較抽象?！稊?shù)字信號處理》主要針對離散信號處理與離散系統(tǒng)，理論性很強(qiáng)，它將《信號與系統(tǒng)》中的理論和方法進(jìn)行了延伸與擴(kuò)充，也是《DSP原理及應(yīng)用》的理論支撐課?！禗SP原理與應(yīng)用》是將《數(shù)字信號處理》的基本理論和算法付諸實現(xiàn)的途徑和方法，是一門實踐性很強(qiáng)的課程。《MATLAB系統(tǒng)仿真》是一門軟件仿真課，它可以對《信號與系統(tǒng)》和《數(shù)字信號處理》這兩門課中的理論進(jìn)行直觀形象的展現(xiàn)，便于學(xué)生的理解和掌握[4，5]。

根據(jù)以上四門課的特點(diǎn)，在組建信息類專業(yè)課程群后，首先對其課程內(nèi)容進(jìn)行整合，學(xué)時進(jìn)行優(yōu)化。在深入研究各自內(nèi)容和相互之間的關(guān)系后，在整個學(xué)科有限的學(xué)時上，將《MATLAB系統(tǒng)仿真》這門課去掉，同時將其對應(yīng)的內(nèi)容滲透到《信號與系統(tǒng)》和《數(shù)字信號處理》中，而對MATLAB的基礎(chǔ)知識老師可以給予學(xué)生大量的參考資料讓學(xué)自學(xué)生。

《信號與系統(tǒng)》還是64學(xué)時，但重在連續(xù)信號和系統(tǒng)的分析。《數(shù)字信號處理》由原來的56變?yōu)?8學(xué)時，主要講述離散系統(tǒng)的分析和處理技術(shù)，重在離散傅里葉變換（DFT、FFT）、濾波器設(shè)計等，同時增加1周的《數(shù)字信號處理課程設(shè)計》。《DSP原理與應(yīng)用》由原來的32變?yōu)?8學(xué)時，加強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用。

2.教學(xué)方法和方式改革

(1)教學(xué)理念的改革

建立以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，重視學(xué)生的參與度與主動性。

(2)建立網(wǎng)上教學(xué)平臺

目前我院主要采用內(nèi)容豐富的網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)系統(tǒng)，即BB（Blackboard）系統(tǒng)。學(xué)生可以利用BB網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)隨時自學(xué)、交流和答疑，提交作業(yè)，討論等，保證了較高的教學(xué)效果。同時老師在課堂中及時地給與學(xué)生點(diǎn)評和激勵，這樣的方式有效地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

3.實踐教學(xué)的改革

(1)單一課程實驗內(nèi)容的改革。在學(xué)時有限的前提下，將純教室上課改為部分教室，部分機(jī)房，在教師講完一部分理論之后，在機(jī)房讓學(xué)生進(jìn)行上機(jī)仿真實現(xiàn)。

(2)根據(jù)課程群需要，編寫以學(xué)生為中心的教學(xué)大綱，注重了學(xué)生的參與度，改革了考核評價體系，更全面地對學(xué)生知識的掌握進(jìn)行了評價。

(3)重視《DSP原理與應(yīng)用》系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容，結(jié)合FPGA(Field Programmable Gate Array的縮寫，即現(xiàn)場可編程門陣列)等技術(shù)加強(qiáng)學(xué)生對信息處理技術(shù)的應(yīng)用。

(4)增加了《數(shù)字信號處理課程設(shè)計》，采用案例教學(xué)和項目驅(qū)動的方式進(jìn)行，通過一周的課程設(shè)計，讓學(xué)生更好地對信息處理進(jìn)行分析和應(yīng)用。

四、結(jié)論

課程群的建立，是對相近課程的重新設(shè)計、整合，刪除原來課程間重復(fù)和交疊的內(nèi)容，合理地對內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，避免了以前單一課程和其他課程內(nèi)容之間的銜接不連續(xù)，使學(xué)生能更好地從整體上對專業(yè)課程體系及相互之間的關(guān)系進(jìn)行掌握和學(xué)習(xí)，學(xué)生在有限的學(xué)時內(nèi)真正地掌握了學(xué)習(xí)的方法和思想，達(dá)到了舉一反三的作用。通過對信息類專業(yè)課程群建立及對課程內(nèi)容的整合和優(yōu)化，教學(xué)方法的改革，促進(jìn)了教學(xué)質(zhì)量的提高。

[1]盧昌荊,邱錦明,等.IT類應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗區(qū)改革[J].計算機(jī)教育,2011(2):8-11.

[2]郭必裕.對高校課程群建設(shè)中課程內(nèi)容融合與分解的探討[J].現(xiàn)代教育科學(xué),2005(2):66-68.

[3]胡曉,秦劍,劉長紅.基于課程群的電子信息工程專業(yè)實驗室建設(shè)探討[J].高校實驗室工作研究,2010,105(3):39-40.

[4]張新安.應(yīng)用型本科電子信息工程專業(yè)實踐教學(xué)體系改革的研究與實踐[J].湖南科技學(xué)院學(xué)報,2009,30(4):174-177.