以實(shí)踐應(yīng)用能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的專業(yè)學(xué)位 研究生課程教學(xué)改革研究

彭芳 吳軍 馬健 向建軍

摘? 要 以專業(yè)學(xué)位研究生隨機(jī)信號處理課程教學(xué)為對象，分析課程教學(xué)現(xiàn)狀和構(gòu)建實(shí)踐性課堂存在的問題，提出以培養(yǎng)實(shí)踐應(yīng)用能力為導(dǎo)向的教學(xué)改革路線。通過優(yōu)化重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容體系、開展分層實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)、創(chuàng)新Seminar教法形式、緊貼裝備拓展理論實(shí)踐技能，以及完善綜合考核機(jī)制等舉措，提升研究生的自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐應(yīng)用能力，取得良好的教學(xué)效果，為研究生畢業(yè)后勝任第一任職崗位打牢基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 隨機(jī)信號處理;專業(yè)學(xué)位研究生;實(shí)踐應(yīng)用能力;教學(xué)改革;MATLAB;Simulink;MOOC;通用DSP開發(fā)平臺(tái)

中圖分類號：G643.7? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）20-0080-05

Research on Teaching Reform of Professional Degree Graduate Course Guided by Cultivation of Practical and Applied Ability//

PENG Fang， WU Jun， MA Jian， XIANG Jianjun

Abstract Taking the course teaching of Random Signal Processing for the graduate students of professional degree， this paper analyzes the current situation of the course teaching and the problems exis-

ting in the construction of practical class， and puts forward the tea-ching reform route based on practical application ability. Through optimizing and reconstructing the teaching content system， opening up the practice teaching activities in stratified practice， innovating the Seminar teaching method， sticking to the equipment for expan-

ding the theoretical and practical skills and perfecting the compre-hensive check mechanism， the self-learning and practical application ability of graduate students is improved， so it has achieved good tea-

ching results and laid a solid foundation for the first station.

Key words random signal processing; professional degree graduate; practical and applied ability; teaching reform; MATLAB; Simulink; MOOC; general DSP development platform

1 課程建設(shè)背景

近幾年來，我國軍隊(duì)研究生教育正加速由學(xué)術(shù)型人才培養(yǎng)為主向應(yīng)用型人才培養(yǎng)為主的轉(zhuǎn)變，為培養(yǎng)和造就大批高層次新型軍事人才，打贏信息化戰(zhàn)爭提供強(qiáng)有力的人才和智力支持。積極發(fā)展專業(yè)學(xué)位研究生教育，不僅是適應(yīng)軍隊(duì)研究生教育“三個(gè)轉(zhuǎn)變”的需要，也是院校教育“向?qū)崙?zhàn)貼近，向部隊(duì)靠攏，向裝備聚焦”的迫切要求[1-2]。專業(yè)學(xué)位研究生教育旨在培養(yǎng)具備寬廣領(lǐng)域知識、較強(qiáng)實(shí)踐能力、優(yōu)良職業(yè)素養(yǎng)的高層次應(yīng)用型專門人才，因此在專業(yè)課程教學(xué)中需以實(shí)踐應(yīng)用為導(dǎo)向，以培養(yǎng)工程應(yīng)用人才為目標(biāo)，以“建立實(shí)踐性教學(xué)體系，突出邏輯解題能力培養(yǎng)”為方法，全面構(gòu)建實(shí)踐性課堂。

專業(yè)學(xué)位研究生的課程建設(shè)，在教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)方式等方面，應(yīng)區(qū)別于過去學(xué)術(shù)研究型人才的培養(yǎng)[3]。隨機(jī)信號處理課程是空軍工程大學(xué)立項(xiàng)建設(shè)的專業(yè)學(xué)位研究生課程，課題組在2017年承擔(dān)了電子與通信工程專業(yè)學(xué)位研究生60個(gè)學(xué)時(shí)的該課程教學(xué)任務(wù)，依據(jù)前期對專業(yè)學(xué)位人才培養(yǎng)目標(biāo)與定位的初步認(rèn)識，以及前期課程建設(shè)中積累的一些素材和經(jīng)驗(yàn)，著重從更新教學(xué)理念、優(yōu)化重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容、分層實(shí)踐教學(xué)、創(chuàng)新教學(xué)方法、課程綜合考核等多方面開展有益嘗試，取得較好的教學(xué)效果。

2 隨機(jī)信號處理課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

隨機(jī)信號處理課程是信號與信息處理專業(yè)通信處理理論與技術(shù)方向，以及電子與信息系統(tǒng)專業(yè)雷達(dá)與通信信號處理方向碩士研究生的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是一門學(xué)時(shí)較多的學(xué)位課。如何在較強(qiáng)的背景噪聲下提取真正的信號或信號的特征，并將它們應(yīng)用于工程實(shí)際，是信號處理理論的一個(gè)重要內(nèi)容。工程應(yīng)用中遇到的實(shí)際信號大都具有隨機(jī)特性，研究隨機(jī)信號的分析與處理方法有著重要的理論意義與實(shí)際意義。

本課程主要討論現(xiàn)代濾波的基本理論以及基于信號模型分析的基本方法，以維納濾波器為基礎(chǔ)內(nèi)容，以卡爾曼濾波、自適應(yīng)濾波器和現(xiàn)代譜估計(jì)為核心內(nèi)容，初步探索高階矩譜估計(jì)、時(shí)頻分析、小波變換等現(xiàn)代數(shù)字信號處理中的新理論和新技術(shù)[4]。隨機(jī)數(shù)字信號處理在理論上涉及范圍廣泛，概率統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)過程、數(shù)值分析等是它的基本工具，信號與系統(tǒng)、離散時(shí)間信號處理是它的理論基礎(chǔ)，在學(xué)科發(fā)展上與最優(yōu)控制、通信理論等緊密相連，近年來又成為人工智能、模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等新興學(xué)科的理論基礎(chǔ)之一，其應(yīng)用拓展到眾多的電子工程領(lǐng)域，如雷達(dá)、通信、電子對抗等，為復(fù)雜電子信息系統(tǒng)的數(shù)字信號處理實(shí)現(xiàn)提供堅(jiān)實(shí)理論支撐。

專業(yè)學(xué)位研究生人才培養(yǎng)要求應(yīng)以實(shí)際應(yīng)用為向?qū)?，以綜合素養(yǎng)和應(yīng)用知識與能力的培養(yǎng)為核心，尤其是專業(yè)課程教學(xué)必須強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性和應(yīng)用性[5]?，F(xiàn)有課程教學(xué)資源與學(xué)員創(chuàng)新能力的提高，以及創(chuàng)新性實(shí)踐教育模式的運(yùn)行之間還存在一定的差距，主要表現(xiàn)如下。

新型信息化武器裝備技術(shù)在課程內(nèi)容的前沿性中體現(xiàn)不足? 通常課程前沿性是指研究生課程內(nèi)容體現(xiàn)學(xué)術(shù)上的先進(jìn)性、高端性、創(chuàng)新性，是科學(xué)或?qū)W科最新成果在課程內(nèi)容上的體現(xiàn)。對于電子與通信工程專業(yè)方向的專業(yè)學(xué)位研究生而言，畢業(yè)后主要擔(dān)負(fù)高度信息化的航空電子裝備保障任務(wù)。近年來，院校教育改革的主要方向是培養(yǎng)崗位指向明確的高層次應(yīng)用型人才，在專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)目標(biāo)上，如何在追求學(xué)術(shù)創(chuàng)新的同時(shí)，更要針對部隊(duì)的任職需求，加強(qiáng)崗位任職能力的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)學(xué)位研究生教育與任職教育的融合發(fā)展，仍是值得深入研究的問題[6]。因此，在航空電子信息化裝備平臺(tái)和技術(shù)日新月異的今天，新裝備新技術(shù)在教學(xué)內(nèi)容中的有效嵌入需要精心的教學(xué)設(shè)計(jì)與準(zhǔn)備。

課程的教學(xué)實(shí)踐內(nèi)容與實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)貼得不緊密? 通常隨機(jī)信號處理算法的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)現(xiàn)主要基于MATLAB軟件仿真工具來完成，其目的有三：1）編程實(shí)現(xiàn)某一具體算法;2）對影響算法效果的各種因素進(jìn)行分析;3）對同一種用途下的不同算法進(jìn)行對比分析，歸納各種算法的適用環(huán)境。目前，現(xiàn)有的一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，難度設(shè)置上偏低，沒有充分考慮信息化電子系統(tǒng)所處的真實(shí)戰(zhàn)場環(huán)境與信號處理過程;其次，大多數(shù)學(xué)員僅掌握了MATLAB基本的編程技巧，對基于GUI和Simulink的可視化仿真技術(shù)仍顯生疏，無法有效搭建實(shí)時(shí)的、可視化仿真系統(tǒng)，難以支持基于Simulink仿真建模的探究性實(shí)驗(yàn)和基于DSP開發(fā)平臺(tái)的開放性實(shí)驗(yàn)的開展。

教學(xué)方法手段較為落后，學(xué)員主動(dòng)參與意識不強(qiáng)? 目前普遍采用的“一言堂”式教學(xué)方法僅僅讓學(xué)員知其“理”，很少讓學(xué)員知道“怎么做”。以情景認(rèn)知理論、建構(gòu)主義、實(shí)用主義為指導(dǎo)，將課程教學(xué)從知識傳授為主向知識應(yīng)用與職業(yè)體驗(yàn)為主轉(zhuǎn)變，用實(shí)踐訓(xùn)練和研討互動(dòng)等多種形式突出實(shí)踐性的教學(xué)手段明顯不足，抑制了學(xué)員創(chuàng)新思維能力的發(fā)展。

專業(yè)學(xué)位研究生課程的多樣化考核機(jī)制有待完善? 在課程教學(xué)中應(yīng)使研究生鞏固專業(yè)基礎(chǔ)，接觸學(xué)科前沿，學(xué)習(xí)科研方法，接受實(shí)踐訓(xùn)練，培養(yǎng)創(chuàng)新能力[5]。課程考核如何區(qū)別于學(xué)術(shù)學(xué)位的論文導(dǎo)向型評價(jià)體制，特別是實(shí)踐能力的考核如何體現(xiàn)，怎樣科學(xué)合理地設(shè)置權(quán)重，也是一個(gè)值得探討的問題。

3 以實(shí)踐應(yīng)用為導(dǎo)向的教學(xué)改革路線

充分利用信息化教學(xué)資源，優(yōu)化重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容體系? 為搭建寬廣、復(fù)合、動(dòng)態(tài)、實(shí)用的教學(xué)內(nèi)容體系，基于信號在不同維度空間（時(shí)域、頻域、時(shí)頻結(jié)合）處理方法手段的諸多不同，以及將原理講授與算法仿真實(shí)現(xiàn)和學(xué)術(shù)科研實(shí)踐有機(jī)融合的思路，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和重構(gòu)，實(shí)行“一縱三橫”的模塊化教學(xué)。以時(shí)域離散隨機(jī)信號的分析為理論基礎(chǔ)，以時(shí)域處理→頻域處理→時(shí)頻域的聯(lián)合處理為主線，分解為四大教學(xué)模塊（信號分析、時(shí)域?yàn)V波算法、功率譜估計(jì)、時(shí)頻分析與小波變換）組織實(shí)施。

利用中國大學(xué)MOOC、學(xué)堂在線、優(yōu)酷視頻、微課網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上校外專家的教學(xué)視頻和優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，如西安電子科技大學(xué)的數(shù)字信號處理MOOC，國防科技大學(xué)的隨機(jī)信號處理教學(xué)視頻等，借助MATLAB仿真軟件、DSP軟件開發(fā)系統(tǒng)等多種信息化實(shí)踐手段，利用裝備半實(shí)物仿真任務(wù)電子訓(xùn)練系統(tǒng)平臺(tái)搭建的信息化仿真訓(xùn)練環(huán)境，將傳統(tǒng)課堂教學(xué)擴(kuò)展為課前理論自學(xué)、課堂知識導(dǎo)學(xué)和課后實(shí)踐拓展的分布式教學(xué)體系，構(gòu)建校內(nèi)與校外、課內(nèi)與課外、理論與實(shí)踐有機(jī)融合的實(shí)踐性課堂?；谛盘柼幚砭S度主線劃分的“一縱三橫”教學(xué)模塊如圖1所示。

合理設(shè)計(jì)驗(yàn)證性、探究性和開放性實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)分層實(shí)踐教學(xué)? 精心設(shè)計(jì)基于MATLAB仿真的原理驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、基于Simulink仿真建模的探究性實(shí)驗(yàn)，以及基于通用DSP開發(fā)系統(tǒng)平臺(tái)的開放性實(shí)驗(yàn)等三個(gè)層級的實(shí)踐項(xiàng)目?？紤]系統(tǒng)仿真的直觀性、實(shí)時(shí)性需求，實(shí)踐項(xiàng)目難度亦逐步提升，對原理驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)要求是學(xué)員普遍掌握，對探究性和開放性實(shí)驗(yàn)根據(jù)學(xué)員專業(yè)方向的不同與動(dòng)手實(shí)踐能力的不同，在成果形式上沒有統(tǒng)一要求。

1）原理驗(yàn)證性實(shí)踐。該類實(shí)驗(yàn)的主要目的是：計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)相關(guān)算法，分析影響算法性能的各種因素;對解決同一問題的不同算法，比較其性能，歸納出算法的適用環(huán)境和優(yōu)缺點(diǎn);把抽象的信號處理形象化，通過信號處理前后的圖像對比，使學(xué)員對濾波、譜估計(jì)等理論有直觀感性的認(rèn)識;提升學(xué)員的編程技巧（如多維輸入輸出下的卡爾曼濾波、自相關(guān)矩陣的編程實(shí)現(xiàn)等）。最終達(dá)到對隨機(jī)信號處理基本經(jīng)典理論的鞏固和深入理解。

2）基于Simulink仿真建模的探究性實(shí)驗(yàn)。該實(shí)踐項(xiàng)目主要依托Simulink圖形軟件開展信號處理系統(tǒng)的模擬與設(shè)計(jì)研究，由學(xué)員在課外自主進(jìn)行。Simulink是一款與MATLAB融為一體，對動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行模擬、仿真和分析的應(yīng)用軟件，該軟件帶有豐富的工程應(yīng)用方面的工具箱，其中包括用于通信系統(tǒng)仿真、數(shù)字信號處理的工具箱。該工具采用框圖形式語言，對于搭建動(dòng)態(tài)模型非常直觀、方便，且可以進(jìn)行交互式系統(tǒng)仿真，可隨時(shí)修改系統(tǒng)模型和調(diào)整仿真參數(shù)。此類實(shí)驗(yàn)的主要目的是：掌握設(shè)計(jì)隨機(jī)數(shù)字信號處理相關(guān)算法的原理和方法;熟悉算法實(shí)現(xiàn)的特性;了解各種參數(shù)對算法性能的影響，獲得最優(yōu)策略選擇。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括維納線性預(yù)測、自適應(yīng)濾波器、自回歸過程的參數(shù)估計(jì)和功率譜估計(jì)等，根據(jù)個(gè)人的專業(yè)方向選擇其中一個(gè)任務(wù)，搭建相應(yīng)信號處理系統(tǒng)模型，從MATLAB程序中自動(dòng)生成C程序，對模型進(jìn)行編譯，選擇合適的模型參數(shù)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜數(shù)字信號處理系統(tǒng)的模擬與仿真。在運(yùn)行過程中調(diào)整模型參數(shù)，觀測不同信號算法及參數(shù)變化對示波器、頻譜儀等測量儀器輸出波形的影響，研判系統(tǒng)仿真性能及精度的改善情況，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合。

3）基于通用DSP開發(fā)平臺(tái)的開放性實(shí)驗(yàn)。該實(shí)踐項(xiàng)目主要依托一套通用DSP開發(fā)系統(tǒng)（ICETEK-VC5509-A型實(shí)驗(yàn)箱）和配備Code Composer Studio 3.1軟件的計(jì)算機(jī)，開展自適應(yīng)濾波器的算法研究和DSP仿真實(shí)現(xiàn)。自適應(yīng)濾波器是一種復(fù)雜的算法，設(shè)計(jì)它是為了在信道均衡、抵消回波、增強(qiáng)譜線、抑制噪聲等方面有所應(yīng)用。在掌握算法工作原理的基礎(chǔ)上，該開放性實(shí)踐項(xiàng)目的難點(diǎn)主要體現(xiàn)在建立程序設(shè)計(jì)思路和流程圖，通過CCS軟件環(huán)境進(jìn)行程序編寫，把濾波程序燒錄到DSP芯片中;還需進(jìn)行程序的調(diào)試與運(yùn)行，最后在CCS環(huán)境下查看仿真結(jié)果，可與MATLAB仿真結(jié)果進(jìn)行比較。通過硬件產(chǎn)品設(shè)計(jì)、調(diào)試、開發(fā)，體驗(yàn)?zāi)M仿真實(shí)現(xiàn)與實(shí)時(shí)系統(tǒng)應(yīng)用間的差別，使學(xué)員得到創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在整個(gè)實(shí)踐過程中還可逐步引入在研基金項(xiàng)目和科研訓(xùn)練項(xiàng)目等多樣實(shí)踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)員的實(shí)踐創(chuàng)新意識與能力。

針對不同教學(xué)模塊的教學(xué)特點(diǎn)，創(chuàng)新教法形式? 以“緊貼裝備發(fā)展、探索學(xué)科前沿，創(chuàng)設(shè)應(yīng)用語境、增強(qiáng)實(shí)踐技能”為指導(dǎo)原則，在課前、課中和課后不同時(shí)間段，合理采用精講課、專題研討課、自主研究課、文獻(xiàn)課、實(shí)驗(yàn)報(bào)告課和嘉賓論壇課等多種課堂組織形式，適當(dāng)選取基于問題牽引式、案例式、對比式、Seminar等多種符合現(xiàn)代教育理念的教學(xué)方法，尤其是Seminar教學(xué)法實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)教學(xué)的單向傳導(dǎo)模式向雙向互動(dòng)模式的轉(zhuǎn)化，以利于激發(fā)學(xué)員的自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力[7]。下面以自適應(yīng)濾波算法研討課為例，介紹Seminar教學(xué)法的組織實(shí)施過程。

1）教學(xué)內(nèi)容：自適應(yīng)濾波算法改進(jìn)的可能途徑、應(yīng)用條件及其優(yōu)缺點(diǎn)，主要從自適應(yīng)權(quán)值最優(yōu)點(diǎn)搜索方法、步長的選擇最優(yōu)策略、濾波器結(jié)構(gòu)選取對濾波性能的影響等三個(gè)方面入手。

2）教學(xué)目標(biāo)：要求學(xué)員深刻理解自適應(yīng)濾波算法優(yōu)化的途徑，在追蹤前沿、問題求解、總結(jié)歸納的基礎(chǔ)上，敢于質(zhì)疑，提出自主創(chuàng)新的新思路。

3）組織方法：采用Seminar教學(xué)法，組織方法和實(shí)施步驟如圖2所示，分課前自學(xué)、課堂研討、課后深化三個(gè)教學(xué)階段進(jìn)行。

①組織實(shí)施與課前自學(xué)階段。教員課前確定“自適應(yīng)濾波算法的優(yōu)化策略”研討主題，給出六篇主要參考文獻(xiàn)，以最優(yōu)權(quán)值選擇、步長參數(shù)最優(yōu)策略、濾波器結(jié)構(gòu)優(yōu)選為研討內(nèi)容，確定研討目標(biāo)要求和時(shí)間分配。學(xué)員分組選定題目后，以指定文獻(xiàn)閱讀為主，通過中國知網(wǎng)等平臺(tái)自主查閱相關(guān)輔助資料，組內(nèi)討論后形成獨(dú)立的觀點(diǎn)，制作成PPT用于課堂展示和討論。該階段以學(xué)員課外自主學(xué)習(xí)為主，教員提供必要的指導(dǎo)，根據(jù)學(xué)員的問題通過院研究生課程教學(xué)網(wǎng)站平臺(tái)進(jìn)行分類指導(dǎo)。

②協(xié)助引導(dǎo)與課堂研討階段。這一階段，首先由教員簡單介紹本次所要討論的主題和相關(guān)知識點(diǎn)，以及分組自主研究情況等;然后各小組分別做匯報(bào)和陳述;隨后圍繞主題，課程參與者向報(bào)告小組提問或給出意見和建議，并積極討論，最后由教員點(diǎn)評總結(jié)。在課內(nèi)的整個(gè)過程中，教員需要維持好課堂研討氣氛的活躍度，控制發(fā)言時(shí)間，引導(dǎo)討論的進(jìn)程和方向，及時(shí)指正學(xué)員匯報(bào)討論中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，保證Seminar的順利進(jìn)行。本次課學(xué)員的課堂研討評價(jià)結(jié)果計(jì)入最終的文獻(xiàn)報(bào)告研討總分。

③實(shí)踐運(yùn)用與課后深化階段。課后教員仍繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)員積極關(guān)注自適應(yīng)算法優(yōu)化理論在現(xiàn)代雷達(dá)、通信工程實(shí)踐中的應(yīng)用，鼓勵(lì)其利用MATLAB和Simulink仿真工具開展算法仿真，并緊密結(jié)合其論文研究方向提出自主創(chuàng)新的算法，并進(jìn)行仿真驗(yàn)證與運(yùn)用。學(xué)員根據(jù)課堂上提出的問題和建議，將三個(gè)方面的研討內(nèi)容進(jìn)行整理，按照研討論文格式要求形成一份關(guān)于自適應(yīng)濾波算法優(yōu)化策略的綜合研討報(bào)告，梳理提煉出可能的創(chuàng)新優(yōu)化方法，熟練運(yùn)用數(shù)值軟件仿真工具進(jìn)行仿真驗(yàn)證，分析其正確性和有效性。

緊貼預(yù)警探測新裝備運(yùn)用，拓展理論與實(shí)踐技能? 以專業(yè)學(xué)位研究生的任職崗位需求為牽引，在課堂教學(xué)過程中緊密銜接信息化預(yù)警探測裝備新技術(shù)的運(yùn)用，及時(shí)將現(xiàn)役新的信息化裝備中信號處理問題與解決方案充實(shí)到課堂中來，實(shí)現(xiàn)隨機(jī)信號處理新、舊理論的動(dòng)態(tài)銜接，使學(xué)員較快地熟悉信息化裝備中信號處理的一些關(guān)鍵技術(shù)。

以第二專題教學(xué)為例，維納濾波和卡爾曼濾波的課程內(nèi)容與組織形式如圖3所示。首先以精講課形式介紹兩種現(xiàn)代濾波算法的基本原理;其次通過計(jì)算機(jī)編程對算法進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn);然后以課堂串講和文獻(xiàn)閱讀的方式了解算法的具體應(yīng)用;最后結(jié)合空中預(yù)警雷達(dá)探測新技術(shù)開展相關(guān)理論拓展研究，以及模擬戰(zhàn)場環(huán)境，拓展其實(shí)踐能力。

在理論拓展環(huán)節(jié)，以經(jīng)典維納濾波理論為基礎(chǔ)，以當(dāng)前軍用航空電子裝備廣泛應(yīng)用的陣列信號處理技術(shù)以及某型機(jī)平臺(tái)應(yīng)用的空時(shí)二維自適應(yīng)信號處理關(guān)鍵技術(shù)為背景，開展多級維納濾波器的主題文獻(xiàn)研討。教員指定一組學(xué)員并發(fā)布研討任務(wù)，學(xué)員利用課外進(jìn)行文獻(xiàn)資料收集，制作PPT以課堂研討的形式進(jìn)行匯報(bào)，重點(diǎn)對算法原理和算法步驟進(jìn)行解析，總結(jié)該算法與經(jīng)典維納濾波的異同點(diǎn)，深入思考阻塞矩陣的構(gòu)造方法。匯報(bào)結(jié)束后，通過提問和討論的方式形成一種生生互動(dòng)、師生互動(dòng)的良好局面。通過理論拓展，使學(xué)員更深刻地理解了多級維納濾波器的基本原理，熟悉該算法在機(jī)載雷達(dá)下視工作時(shí)的雜波抑制和慢動(dòng)目標(biāo)檢測中的運(yùn)用機(jī)制，以及因其良好的降維特性在工程應(yīng)用中的廣泛性。

在實(shí)踐拓展環(huán)節(jié)，以經(jīng)典卡爾曼濾波算法為基礎(chǔ)，以某型機(jī)平臺(tái)應(yīng)用的自適應(yīng)機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤模式及關(guān)鍵技術(shù)為背景，開展基于交互多模型和卡爾曼濾波的機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤仿真實(shí)踐。卡爾曼濾波被廣泛應(yīng)用于雷達(dá)對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的探測與跟蹤，在以往的實(shí)踐教學(xué)中，主要考查學(xué)員對遞推算法流程的掌握程度和數(shù)值仿真計(jì)算的能力，仿真環(huán)境的設(shè)置相對簡單，如目標(biāo)設(shè)置為勻速或勻加速運(yùn)動(dòng)，且在觀察時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無變化。然而，實(shí)際戰(zhàn)場環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)隨時(shí)會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)彎、躲閃或是其他特殊的攻擊姿態(tài)等機(jī)動(dòng)現(xiàn)象，通常不會(huì)保持同一種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，顯然采用固定的系統(tǒng)狀態(tài)方程無法描述機(jī)動(dòng)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)特性，因此需要構(gòu)建貼近戰(zhàn)場真實(shí)態(tài)勢的仿真環(huán)境，采用交互多模型（IMM）技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對機(jī)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤。如仿真環(huán)境可設(shè)置為：目標(biāo)在一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過程中，運(yùn)動(dòng)速率保持不變，但是在幾個(gè)不同時(shí)段分別以不同的轉(zhuǎn)彎速率進(jìn)行機(jī)動(dòng)，其余時(shí)間則進(jìn)行勻速運(yùn)動(dòng)。

系統(tǒng)的觀測噪聲標(biāo)準(zhǔn)差已知，交互多模型算法的模型集由七個(gè)具有不同轉(zhuǎn)彎速率的協(xié)同轉(zhuǎn)彎模型構(gòu)成，通過計(jì)算機(jī)編程結(jié)果觀察機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤的效果[8]。由于該任務(wù)工作量較大，指派四人為一組來完成，其中兩人通過查閱文獻(xiàn)或?qū)Ｖ?，分別匯報(bào)擴(kuò)展卡爾曼濾波算法理論和交互多模型濾波理論，以文獻(xiàn)匯報(bào)為主;另外兩人協(xié)同開發(fā)仿真程序，課堂上主要匯報(bào)編程過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過該實(shí)踐拓展過程，學(xué)員依據(jù)卡爾曼濾波基礎(chǔ)知識，自主學(xué)習(xí)掌握了交互多模型算法的基本原理，熟悉了交互多模型+卡爾曼濾波的濾波算法流程，仿真實(shí)現(xiàn)了具有復(fù)雜運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的機(jī)動(dòng)目標(biāo)跟蹤。

其中，兩名負(fù)責(zé)編程的學(xué)員在教員指導(dǎo)下都獨(dú)立完成整個(gè)算法的程序編制，但兩人在編程技巧上各有所悟，如在多維矩陣數(shù)組的編程中，分別采用元胞數(shù)組和結(jié)構(gòu)體來實(shí)現(xiàn)，使程序更為靈巧短小，較大地提升了他們對課外專業(yè)知識的掌握能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。

完善綜合考核機(jī)制，區(qū)別學(xué)術(shù)學(xué)位? 根據(jù)教學(xué)目標(biāo)模型，改變以往筆試為主的課程考核方式，采用基于過程、注重能力的考核評價(jià)思路與方法，加大研究報(bào)告、設(shè)計(jì)制作、案例分析、想定作業(yè)等在考核中的比重，推廣專題答辯、研究報(bào)告等綜合考核方法，建立科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、操作性強(qiáng)的課程成績評價(jià)體系。

專業(yè)學(xué)位研究生教育與學(xué)術(shù)型研究生教育的教學(xué)目標(biāo)有所區(qū)別，前者的教學(xué)重點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)任職后的應(yīng)用能力，即在崗位實(shí)踐中解決問題的能力;而后者著重培養(yǎng)學(xué)員的研究能力。因此，對于專業(yè)學(xué)位研究生的課程考核也必須進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整與改革。調(diào)整后的課程考核方式以及與學(xué)術(shù)型考核的對比如表1所示。由表1可見，專業(yè)學(xué)位的課程考試方式是五項(xiàng)加權(quán)為學(xué)員的最終考試成績。其中增加了課程作業(yè)指標(biāo)考核，作業(yè)內(nèi)容為幾個(gè)專題中經(jīng)典算法的編程實(shí)現(xiàn)，包括維納濾波、卡爾曼濾波、經(jīng)典譜估計(jì)、現(xiàn)代譜估計(jì)、自適應(yīng)濾波實(shí)驗(yàn)中的五個(gè)經(jīng)典算法，考核目的是使每名學(xué)員都能掌握經(jīng)典算法的原理與實(shí)現(xiàn)，提高編程技巧。

其次，課程論文指標(biāo)考核主要考查學(xué)員運(yùn)用本課程所學(xué)理論解決工程實(shí)際問題的能力、論文撰寫能力等。對專業(yè)學(xué)位所設(shè)置的該項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重低于學(xué)術(shù)型考核，且論文選題要緊貼自身的研究方向，論文可以用專題研究、研究報(bào)告、案例分析、調(diào)研報(bào)告等多種形式呈現(xiàn)。對于學(xué)術(shù)型研究生而言，要求更為嚴(yán)格，必須體現(xiàn)學(xué)術(shù)論文的規(guī)范性和研究成果的創(chuàng)新性，達(dá)到期刊發(fā)表要求。

此外，在研討指標(biāo)權(quán)重的設(shè)置上，專業(yè)學(xué)位研究生的該項(xiàng)考核權(quán)重要高于學(xué)術(shù)型，且研討以主題研討為主，即由教員指派具體任務(wù)，包括理論拓展與實(shí)踐拓展兩個(gè)環(huán)節(jié)，分別體現(xiàn)了理論的前沿性和技術(shù)的實(shí)用性。對于學(xué)術(shù)型研究生而言，研討是以文獻(xiàn)研討為主，文獻(xiàn)要求反映近幾年發(fā)表的本學(xué)科領(lǐng)域的重要學(xué)術(shù)觀點(diǎn)和最新成果，以學(xué)員講解文獻(xiàn)為主、集體討論為輔，通過教員總結(jié)點(diǎn)評的形式開展。

4 結(jié)語

總之，專業(yè)學(xué)位研究生教育是當(dāng)前及未來我軍高層次應(yīng)用型人才培養(yǎng)的主戰(zhàn)場，其成敗關(guān)乎能否滿足高技術(shù)戰(zhàn)爭的人才需求，具有至關(guān)重要的政治和軍事意義。進(jìn)行軍隊(duì)專業(yè)學(xué)位研究生教育改革，要以教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)為先導(dǎo)，以教學(xué)模式創(chuàng)新為核心。在本輪課程建設(shè)過程中，課題組成員利用教法研討、教學(xué)實(shí)踐、培訓(xùn)競賽、演習(xí)演練、課題研究、技術(shù)支援等手段不斷提升教學(xué)水平，形成一支師德師風(fēng)好、學(xué)術(shù)水平高、教學(xué)能力強(qiáng)，以學(xué)科帶頭人為核心的勝任教學(xué)任務(wù)的課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)。同時(shí)在教學(xué)理念、課程內(nèi)容、教學(xué)方法、課堂形式、考核評價(jià)等方面開展了初步的改革嘗試，加大了應(yīng)用能力訓(xùn)練內(nèi)容的比例，在學(xué)員的互動(dòng)參與中收到良好的教學(xué)效果，學(xué)員普遍反映自己的實(shí)踐應(yīng)用能力得到鍛煉，分析問題與解決問題的能力得到提升。

今后將繼續(xù)把握高層次應(yīng)用型人才培養(yǎng)的特點(diǎn)與規(guī)律，以全面提升專業(yè)學(xué)位研究生的實(shí)踐、應(yīng)用與創(chuàng)新能力為主導(dǎo)，使課程建設(shè)更加能凸顯專業(yè)學(xué)位研究生教育的特定職業(yè)指向性、較強(qiáng)實(shí)踐創(chuàng)新性、職業(yè)性與學(xué)術(shù)性相統(tǒng)一、理論知識與應(yīng)用能力相統(tǒng)一的基本特征[9]?！?/p>

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