面向“新工科”的信號處理課程群建設實踐與探索

于迎霞　劉威　馬蘭

摘要：作者從“新工科”中實踐創(chuàng)新性課程體系建設關鍵任務出發(fā)，結合所在學校信息類專業(yè)開展信號處理課程群教改項目的改革實踐，提出面向“新工科”，需跟進高等教育改革趨勢，有效利用地方性高校的實際專業(yè)狀況和辦學資源，側重加強“實踐創(chuàng)新能力”的課程群體系改革。

關鍵詞：新工科;信號處理課程群;實踐創(chuàng)新

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2020）10-0106-03

“新工科”以培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才，為未來提供智力和人才支撐為建設目標，對傳統工科專業(yè)人才培養(yǎng)提出了新要求，現有的傳統工科專業(yè)需探索改革創(chuàng)新。新疆大學信息科學與工程學院以“新工科”建設為推動，改革創(chuàng)新信息類復合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，將課程群建設納入了課程建設日程。

● 改革實踐

信息類專業(yè)可以通過轉型和改造，升級為新型工科專業(yè)，為此，其傳統課程體系需要進行改造和優(yōu)化。筆者所在學校的“新工科”建設仍處于籌備探索建設階段，期望通過信號處理課程群建設將“新工科”專業(yè)相關的課程如大數據、人工智能等，與傳統基礎課程相整合，以優(yōu)化課程體系，使學生建立起完整的課程群知識體系，生成相應的實踐能力。筆者在研究分析國內優(yōu)秀課程群建設經驗和成果的基礎上，按照如上頁圖1所示的建設路線進行了創(chuàng)新性建設和改革。

經過三個學期的調研、項目改革實踐，筆者采取網上在線匿名調查問卷的方式，以學生為中心，通過對“信號與系統”“通信原理”兩門課程改革的跟蹤調研，來進行效果初評。調查問卷發(fā)放對象為新疆大學信息科學與工程學院2015級到2017級信息類專業(yè)的353名學生，其中“信號與系統”調查問卷回收270份，回收比例約為76%，“通信原理”調查問卷回收262份，回收比例約為74%。從問卷反饋結果可以看出，整個課程體系的改革和優(yōu)化獲得了初步成效，大部分學生反饋在取得學分的同時，拓展了專業(yè)知識，鍛煉了自己的學習能力，各方面綜合能力都得到了提升。

● 面向“新工科”，繼續(xù)探索信號處理課程群建設改革

結合信號處理課程群項目推進的實踐過程，對照圖2“新工科”建設行動路線“三個階段，三個任務，三個突破”中的關鍵任務，比較分析其他高校的專業(yè)課程群建設，筆者認為所在學校信號處理課程群建設還需進一步探索改革。

1.改進課程群設置缺陷

在現有的信號處理課程群設置中，筆者所在學校與許多高校類似，存在“重理論，輕實踐”的問題。例如，理論課學時占比仍比較高，與實踐課課時比為2：1，甚至為3：1，并且，在教學績效分配計算工作量時，會將實驗課時縮減30%。

除此之外，一些高校在信號處理課程群建設中忽略了公共基礎課的建設，并沒有將高等數學列入課程群體系，忽視了“深厚數理基礎”在運用科學原理解決工程難題中的重要性，存在“重專業(yè)，輕通識”的問題。例如，在影響“通信原理”課程學習因素的調查問卷中，可明確《高等數學》在信號處理課程群體系中的重要性不可忽略。但本校的課程群設置也只是將《應用數學》（工程數學）納入了課程群體系，沒有考慮《高等數學》。

2.進一步完善強化創(chuàng)新實踐能力訓練體系

目前，在信號處理課程群建設中改革工程實踐模式，通過多實踐環(huán)節(jié)鍛煉學生創(chuàng)新實踐能力已漸成雛形（如下頁圖3），即從單門課程實驗到課程群系統綜合設計，打造“驗證型—綜合型—創(chuàng)新實踐型”的完整實驗鏈條，完成從簡單到復雜、從單一到綜合的實踐教學過程。新工科背景下，要讓學生適應新技術的發(fā)展，在掌握基礎知識、基本能力的基礎上培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神，課程建設方面需進一步強化創(chuàng)新實踐能力訓練體系，加強產學研融合。另外，在信號處理課程群的核心骨干課程——必修實驗、實踐課時之外，可引入線上虛擬仿真實驗平臺輔助線下基礎教學實驗，并搭建學科競賽平臺，鼓勵學生參與大學生電子設計大賽、全國計算機大賽等創(chuàng)新性大賽，同時在教師科研團隊中引入本科生，依托相關科研平臺或重點實驗室資源，鍛煉學生科研創(chuàng)新思維。除此之外，為了跟進市場和產業(yè)發(fā)展需求，保證校內工程教育課程與社會需求不脫節(jié)，應依托企業(yè)，搭建校企聯動的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實習實訓基地，讓學生走出去，深入到企業(yè)中去。

3.有效利用本校專業(yè)資源，課程群建設應體現多學科交叉融合

筆者所在學校設置了經濟學、法學、文學、理學、工學等九個學科門類，有94個本科專業(yè)，省部級以上科研平臺（團隊）42個。而在信號處理課程群建設方面，如何有效地利用專業(yè)和學科資源，實現跨學科、跨專業(yè)的課程建設交叉融合，相關的文獻中并沒有提及，需要在信號處理課程群建設實踐中進一步探索。

4.跟進高等教育發(fā)展趨勢，與學科大類進行招生和培養(yǎng)的契合

我國大部分“211工程”院校已實行大類招生，這種按照學科大類招生和培養(yǎng)學生的辦法，打破了按專業(yè)招生的傳統模式，是體現通識教育理念的一種人才培養(yǎng)模式，順應了高等教育的發(fā)展趨勢。筆者所在學校從2019年開始實行大類招生和培養(yǎng)，即學生入學1～2年內學習基礎課程，之后再具體分專業(yè)。在全面推進大類招生的當下，改進并繼續(xù)推行現有的信號處理課程群建設迫在眉睫，目前沒有可借鑒的文獻，需要在信號處理課程群的項目實踐中進一步探索。

● 結語

“新工科”適應社會經濟發(fā)展需要，為當前各高校，尤其是地方性高校指引了發(fā)展方向，如何適應“新工科”建設培養(yǎng)創(chuàng)新性人才成為各高校課程建設改革的重點。筆者所在學校在開展實施信號處理課程群教改項目實踐的基礎上，跟進高等教育的改革趨勢，有效利用地方性高校的實際專業(yè)狀況和資源，繼續(xù)探索“面向新工科”的專業(yè)核心課課程群建設，側重加強“實踐創(chuàng)新能力”的課程群體系改革，為新工科在具體形式上的應用提供了嘗試。

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