信息與通信工程研究生教育教學(xué)改革模式探索

李永哲 陶然 吳莎莎 曾思民

[摘 要] 研究生教育關(guān)乎國家教育、科研、生產(chǎn)等多方面的發(fā)展，研究生教育教學(xué)改革更是我國教育振興的重要一環(huán)。社會(huì)發(fā)展對高校研究生教育教學(xué)改革提出了新的要求，在此背景下，結(jié)合國內(nèi)外高校的研究生教學(xué)改革經(jīng)驗(yàn)，從研究生教育模式與定位、開設(shè)課程及教學(xué)、教育教學(xué)水平評(píng)價(jià)三個(gè)方面展開，具體研究新形勢下高校信息與通信工程研究生教育教學(xué)改革創(chuàng)新的策略與方法，為新形勢下研究生教學(xué)改革提供了思路與方向。

[關(guān)鍵詞] 信息與通信工程;研究生教育;改革創(chuàng)新

[基金項(xiàng)目] 2021年度北京理工大學(xué)研究生教育教學(xué)重大培育項(xiàng)目“新形勢下信息與通信工程研究生教育教學(xué)及國際化人才培養(yǎng)的改革探索”（2020ZDA3）;2021年度北京理工大學(xué)研究生“一流課程”建設(shè)項(xiàng)目“分?jǐn)?shù)域信號(hào)處理及其應(yīng)用”（2021YLKC004）;2021年度北京理工大學(xué)研究生教育教學(xué)一般項(xiàng)目“信息與通信工程研究生教育教學(xué)改革新探索”（2021YBJG007）

[作者簡介] 李永哲（1985—），男，河北承德人，博士，北京理工大學(xué)信息與電子學(xué)院助理教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事波形設(shè)計(jì)、大規(guī)模優(yōu)化算法研究;陶 然（1964—），男，安徽南陵人，博士，北京理工大學(xué)信息與電子學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師（通信作者），主要從事分?jǐn)?shù)域信號(hào)與信息處理及其應(yīng)用研究;吳莎莎（1979—），女，河南新鄉(xiāng)人，博士，北京理工大學(xué)信息與電子學(xué)院助理研究員，碩士生導(dǎo)師，主要從事信號(hào)與信息處理研究。

[中圖分類號(hào)] G643.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-9324（2022）24-0054-04 [收稿日期] 2021-08-11

一、研究背景

教育部、國家發(fā)展改革委、財(cái)政部發(fā)布的《關(guān)于加快新時(shí)代研究生教育改革發(fā)展的意見》中指出，研究生教育肩負(fù)著高層次人才培養(yǎng)和創(chuàng)新創(chuàng)造的重要使命，是國家發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步的重要基石，是應(yīng)對全球人才競爭的基礎(chǔ)布局[1]。在此背景下，研究生群體作為我國科研創(chuàng)新的生力軍，對其教育教學(xué)水平與質(zhì)量關(guān)乎國家教育、科研、生產(chǎn)等多方面發(fā)展，因此，打破傳統(tǒng)模式下研究生教育枷鎖，提升研究生教育質(zhì)量至關(guān)重要。新形勢下若想提升研究生群體的整體質(zhì)量，便需要對研究生教育教學(xué)實(shí)施科學(xué)的改革與創(chuàng)新措施，從而起到服務(wù)國家相關(guān)戰(zhàn)略目標(biāo)的作用。

信息與通信工程是一門對接國家重大科研項(xiàng)目、為國家重大戰(zhàn)略需求輸送人才的關(guān)鍵學(xué)科，本文圍繞該學(xué)科，在對歐美國家研究生教育教學(xué)體系進(jìn)行全面對比調(diào)研和剖析的基礎(chǔ)上，結(jié)合項(xiàng)目成員在歐洲及北美大學(xué)從事科研和教學(xué)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，分析并研究在新型復(fù)雜國際形勢下高校建設(shè)“雙一流”過程中可行的研究生教育教學(xué)改革策略和方法。此外，專業(yè)課程授課作為研究生教育教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其重要性不言而喻。本文從研究生教育模式與定位、開設(shè)課程及教學(xué)、教育教學(xué)水平評(píng)價(jià)三方面入手，對新形勢下高校信息與通信工程研究生教育教學(xué)改革與創(chuàng)新相關(guān)舉措的推行，具體展開論述。

二、研究生教育模式與定位

如何設(shè)置研究生課程，這就需要思考研究生的教育模式與定位。以美國高校為例，一方面，研究生課程的設(shè)計(jì)與當(dāng)下經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及科技的發(fā)展需求聯(lián)系緊密，并在課程中不斷引入最新科研進(jìn)展，如此一來，研究生課程的教學(xué)內(nèi)容就得到了持續(xù)的更新，也就為研究生群體提供了源源不斷的新思想、新理念、新方法，也就能夠更有效地幫助研究生拓寬科研視野。另一方面，美國高校十分重視當(dāng)下市場對研究生的需求[2]，重視與企業(yè)之間的溝通與合作。一些教師不但以自己的科研工作與企業(yè)建立合作關(guān)系，還會(huì)邀請相關(guān)企業(yè)界的知名人士分享經(jīng)驗(yàn)，并開設(shè)相關(guān)課程，使學(xué)生最大限度地了解企業(yè)需要什么樣的人才、需要儲(chǔ)備哪些方面的知識(shí)，同時(shí)也能了解所處行業(yè)發(fā)展的最新動(dòng)向[3]。此外，美國政府還給予了高校在發(fā)展規(guī)劃方面充分的自由，使得高校可以根據(jù)社會(huì)的需求及時(shí)調(diào)整育人模式、改革教學(xué)設(shè)計(jì)，緊跟時(shí)代步伐，培養(yǎng)社會(huì)需要的人才。相比之下，國內(nèi)大部分高校研究生教育更偏向傳統(tǒng)化，即授課方式大多以面授為主，通常一講到底，枯燥乏味的課堂環(huán)境不利于學(xué)生接納教師所講授的專業(yè)課知識(shí)，這對授課教師的教學(xué)水平提出了極高的要求。如此一來，對比國外高校的課堂教學(xué)模式，國內(nèi)的教學(xué)方式缺少了一定的靈活性，導(dǎo)致學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性大打折扣。

此外，與大多數(shù)國內(nèi)高校不同，歐美高校對于本科生及研究生通常會(huì)有跨學(xué)科或跨學(xué)院選課的強(qiáng)制要求，也就是說學(xué)生只有在滿足選擇其他學(xué)科或?qū)W院開設(shè)課程的學(xué)分占總學(xué)分的四分之一到三分之一時(shí)，才可以達(dá)到最終的畢業(yè)要求。特別的，英國很多高校為此專門設(shè)置了很多學(xué)科交叉型課程，如航空航天、電子信息、計(jì)算機(jī)等學(xué)科與生物、醫(yī)學(xué)、化學(xué)等學(xué)科的交叉融合類課程，極大地便利了學(xué)生的選課工作，同時(shí)也達(dá)到了相關(guān)的培養(yǎng)目的。相比之下，國內(nèi)大部分高校在交叉學(xué)科的規(guī)劃設(shè)置方面還比較薄弱，研究生跨學(xué)科選課比例普遍較低。究其原因，雖然現(xiàn)在國內(nèi)高校交叉學(xué)科課程的開設(shè)越來越普遍，但是一般未對跨學(xué)科選課的比例有硬性要求，而是將跨學(xué)科課程同本學(xué)科課程共同納入專業(yè)選修課的范圍，甚至有的高校不允許學(xué)生跨學(xué)科選課，相關(guān)調(diào)研結(jié)果顯示，僅有26.4%的研究生認(rèn)為開設(shè)的選修課比例合適。在校期間，有過跨校選修課程經(jīng)歷及參加過全國研究生暑期學(xué)校的研究生比例均不到20%。這在一定程度上限制了研究生的科研視野，導(dǎo)致研究生在科研過程中常常遇到超出個(gè)人知識(shí)儲(chǔ)備的內(nèi)容，從而造成諸多的不便。

綜合以上分析，研究生教學(xué)模式應(yīng)當(dāng)向?qū)W科交叉的方向繼續(xù)深入地發(fā)展，而不是僅流于表面;同時(shí)，關(guān)于研究生教學(xué)的定位問題，研究生課程設(shè)置應(yīng)當(dāng)瞄準(zhǔn)當(dāng)下國家和社會(huì)發(fā)展的需求，緊跟最新科研進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)為研究生量身定制的教學(xué)效果，最終培養(yǎng)出符合國家發(fā)展需求的創(chuàng)新型人才[4]。

三、開設(shè)課程及教學(xué)

在上述論述的基礎(chǔ)上，本部分重點(diǎn)以“分?jǐn)?shù)域信號(hào)處理及應(yīng)用”研究型課程及其前置基礎(chǔ)課程“信號(hào)處理理論與技術(shù)”為分析和改革突破口，探索新形勢下信息與通信工程研究生教育教學(xué)課程改革方向。需要注意的是，在傳統(tǒng)的授課模式下，課程的最終成績一般由平時(shí)的課堂作業(yè)與最終的期末考試兩部分成績構(gòu)成，且往往平時(shí)作業(yè)所占比重較大，這也就會(huì)導(dǎo)致期末考試時(shí)有些學(xué)生臨時(shí)突擊，即使期末考試成績不高，也能夠最終取得及格的成績[5]。這種臨時(shí)突擊的方式不僅無法有效檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，還會(huì)導(dǎo)致學(xué)生考過就忘，這對學(xué)生未來的科研學(xué)習(xí)生活是百害而無一利的。基于以上分析，本文將從課程教學(xué)理念與定位、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)與研討方法及課堂作業(yè)與成果展示等四個(gè)方面，進(jìn)行具體分析。

（一）課程教學(xué)理念與定位

“分?jǐn)?shù)域信號(hào)處理及應(yīng)用”作為一門碩博貫通課程，著眼于國家重大戰(zhàn)略需求，致力于培養(yǎng)具有科研創(chuàng)新能力的博士生。同時(shí)，課程結(jié)合實(shí)驗(yàn)室課題組自身獨(dú)到的研究基礎(chǔ)與科研優(yōu)勢，圍繞信號(hào)與信息處理領(lǐng)域的關(guān)鍵科學(xué)問題具體展開相關(guān)教學(xué)。在課堂教學(xué)中，授課教師既要注意到該課程與本科階段先修課程的銜接問題，又要做到對這些先修知識(shí)加以拓展與應(yīng)用。

信號(hào)與信息處理理論是信息科學(xué)的基石，信號(hào)處理理論與技術(shù)作為一門本科階段信息與通信工程的專業(yè)課群，其重要性不言而喻。它既是信息類本科生一門重要的專業(yè)課，又是研究生需要進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)的理論課程。

（二）教學(xué)內(nèi)容

對于“分?jǐn)?shù)域信號(hào)處理及應(yīng)用”課程，在基礎(chǔ)理論方面，主要講授并研討分?jǐn)?shù)域采樣機(jī)理、分?jǐn)?shù)域?yàn)V波特性、多分?jǐn)?shù)域聯(lián)合分析方法等基本理論問題;在應(yīng)用基礎(chǔ)方面，則充分結(jié)合當(dāng)前最新科研進(jìn)展，主要圍繞分?jǐn)?shù)域雷達(dá)信號(hào)處理、分?jǐn)?shù)域通信信號(hào)處理、分?jǐn)?shù)域信息系統(tǒng)與技術(shù)、分?jǐn)?shù)域交叉學(xué)科等前沿課題展開教學(xué)工作。

信號(hào)處理理論與技術(shù)課群，涵蓋了“信號(hào)與系統(tǒng)”“數(shù)字信號(hào)處理”及“隨機(jī)信號(hào)分析”三門課程[5]。其中“信號(hào)與系統(tǒng)”課程主要講述信號(hào)與系統(tǒng)的概念、性質(zhì)與分類，并在此基礎(chǔ)上著重介紹信號(hào)通過各種線性系統(tǒng)的分析與計(jì)算方法?！皵?shù)字信號(hào)處理”課程則主要通過引入各種濾波器，介紹以經(jīng)典傅里葉變換為基礎(chǔ)的頻域分析方法。“隨機(jī)信號(hào)分析”在前門課程的基礎(chǔ)上，介紹隨機(jī)過程的基本概念和性質(zhì)，以及對隨機(jī)過程通過各種線性系統(tǒng)的特性進(jìn)行分析。

此外，鑒于信息與通信工程學(xué)科自身特殊的性質(zhì)，幾乎所有專業(yè)課都會(huì)需要學(xué)生具有較好的數(shù)學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備，再加上現(xiàn)在科研過程對理論算法的研究要求越來越高，因此，在開設(shè)相關(guān)的研究生課程的同時(shí)，需要注意對相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)的補(bǔ)充，對于一些重要的涉及數(shù)學(xué)知識(shí)的推導(dǎo)過程，授課教師也應(yīng)當(dāng)盡量采取板書的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，如此一來，可以進(jìn)一步加深學(xué)生對相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)的接受程度。同時(shí)還需要注意的是，課堂講授需要靈活地將專業(yè)知識(shí)所涉及的數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)加以呈現(xiàn)，避免生搬硬套，授課教師需要注意對數(shù)學(xué)難點(diǎn)加以轉(zhuǎn)化，進(jìn)而方便學(xué)生的理解與接受。

（三）教學(xué)與研討方法

學(xué)科專業(yè)課程教學(xué)，不能僅停留于書本內(nèi)容，授課教師還應(yīng)當(dāng)注意結(jié)合學(xué)生研究領(lǐng)域進(jìn)行學(xué)科前沿的拓展。對于信號(hào)處理理論與技術(shù)課群，可邀請實(shí)驗(yàn)室不同研究方向的教師做與課堂所學(xué)知識(shí)有結(jié)合性、針對性的專題講座，如此一來既保證了學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，又增進(jìn)了本科生對日后可能的研究方向的了解與興趣。對于“分?jǐn)?shù)域信號(hào)處理及應(yīng)用”課程，應(yīng)該通過不同專業(yè)、不同實(shí)驗(yàn)室和研究團(tuán)隊(duì)學(xué)生的交流和研討，促進(jìn)學(xué)科交叉。信息與電子學(xué)院研究生的研究方向涉及雷達(dá)信號(hào)處理、通信信號(hào)處理、多媒體和圖像處理、電磁場與微波等眾多高新技術(shù)領(lǐng)域，通過研討可以使研究生新生了解各個(gè)方向的研究內(nèi)容和方法的異同，找到不同方向之間的融合點(diǎn)，進(jìn)而進(jìn)行學(xué)科交叉式研究，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

此外，以上課程在課堂風(fēng)格上應(yīng)不拘泥于形式，可采取開放式教學(xué)方法，通過PPT、口頭報(bào)告等形式，加強(qiáng)教師和學(xué)生之間的交流與溝通，從而達(dá)到在相應(yīng)教學(xué)進(jìn)度下增加教師與學(xué)生之間互動(dòng)的目的。PPT展示、口頭報(bào)告等環(huán)節(jié)可以在提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的同時(shí)，鍛煉學(xué)生的語言表達(dá)能力及展示能力，從而起到多方位提升學(xué)生科研水平的作用。此外，通過以上幾種形式，授課教師可以最大限度地及時(shí)解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)一些自身難以發(fā)現(xiàn)的疏漏及錯(cuò)誤，并加以解決，從而在提升課堂本身趣味性的同時(shí)，充分提高課堂學(xué)習(xí)的有效性。

（四）課程作業(yè)與成果展示

前文分析中提出，課堂作業(yè)所占比重過高往往會(huì)導(dǎo)致大量學(xué)生通過考前突擊的方式獲得不錯(cuò)的成績，從而削弱課程本身應(yīng)該給學(xué)生帶來的在學(xué)術(shù)方面的提升作用。但與此同時(shí)，課堂作業(yè)作為鞏固課上所學(xué)知識(shí)的重要環(huán)節(jié)，其作用不能被忽視，更不能完全忽視該環(huán)節(jié)，只重視最后的考試部分。那么為克服以上困難，提出針對課程作業(yè)與成果展示的相關(guān)改革措施。

在保持合理的成績分配比重的前提下，課程作業(yè)與成果展示部分作為提高學(xué)生課堂積極性、課后學(xué)習(xí)效率的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)結(jié)合當(dāng)下互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大趨勢，不拘泥于傳統(tǒng)課堂形式，通過線上（MOOC平臺(tái)等）與線下（隨堂練習(xí)、課堂討論、個(gè)人或小組匯報(bào)等）相結(jié)合的方式，來進(jìn)行課堂作業(yè)及成果展示。這樣相比于傳統(tǒng)課堂作業(yè)的布置形式，可在一定程度上提升課堂作業(yè)部分的趣味性，既可以幫助學(xué)生對所學(xué)知識(shí)進(jìn)行及時(shí)的鞏固，又可以增強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)課程知識(shí)的學(xué)習(xí)能力，同時(shí)鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)，從而起到提升其科研水平的作用。

四、教育教學(xué)水平評(píng)價(jià)

作為研究生教育教學(xué)的重要一環(huán)，課程教學(xué)水平評(píng)價(jià)對于推進(jìn)教育教學(xué)改革有著重要作用。真實(shí)、準(zhǔn)確的教學(xué)水平評(píng)價(jià)不但可以有效反映授課教師的教學(xué)水平，還可以為教師提供及時(shí)的反饋，從而便于改進(jìn)教學(xué)計(jì)劃，為下一屆學(xué)生營造更好的教學(xué)環(huán)境。同時(shí)，通過透明、公開的課堂教學(xué)水平評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，還可以幫助學(xué)生在選課時(shí)更加直觀、方便地做出選擇，同時(shí)也能起到督促教師重視課堂教學(xué)的作用。

此外，盡管高校會(huì)對課堂教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)并對授課教師進(jìn)行反饋，但是一般不會(huì)將其納入教師獎(jiǎng)懲考核范圍，這也就不能引起教師的足夠重視。同時(shí)，高校會(huì)對教師科研成果提出要求，這樣一來就會(huì)導(dǎo)致越來越多的教師出現(xiàn)輕教學(xué)而重科研的現(xiàn)象。因此，高校應(yīng)加強(qiáng)對教師教學(xué)水平的關(guān)注，可通過教師培訓(xùn)、觀摩授課等方式，提升教師教學(xué)能力，將課堂教學(xué)評(píng)價(jià)納入獎(jiǎng)懲考核范圍，提升教師授課積極性。

結(jié)語

信息與通信工程相關(guān)技術(shù)是我國信息化建設(shè)的核心，更是保障國防工業(yè)建設(shè)、保衛(wèi)國家安全的關(guān)鍵。新形勢下，信息與通信工程技術(shù)還承擔(dān)了信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展、推進(jìn)傳統(tǒng)制造業(yè)加速轉(zhuǎn)型升級(jí)等一系列重要任務(wù)，結(jié)合這一形勢，對信息與通信工程研究生教育教學(xué)改革進(jìn)行探索，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供專業(yè)支持。

參考文獻(xiàn)

[1]教育部 國家發(fā)展改革委 財(cái)政部關(guān)于加快新時(shí)代研究生教育改革發(fā)展的意見：教研〔2020〕9號(hào)[A/OL].（2020-09-21）[2021-07-16].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A22/s7065/202009/t20200921_489271.html.

[2]魏航.美國研究生課程設(shè)置的特點(diǎn)及對我國的啟示[J].教育探索，2012（2）：158-159.

[3]李宇杰，李儉川，鄭春滿，等.美國一流高校研究生課程設(shè)置特點(diǎn)[J].教育教學(xué)論壇，2017（18）：5-11.

[4]黃峰.高校研究生課程體系改革的探索與實(shí)踐：以南京師范大學(xué)為例[J].教育現(xiàn)代化，2017，4（22）：34-36.

[5]張峰，陶然.信號(hào)分析和處理類核心課程教學(xué)研究[J].教育教學(xué)論壇，2020（49）：222-224.

Exploration of the Education and Teaching Reform Mode for the Postgraduates of Information and Communication Engineering Major

LI Yong-zhe， TAO Ran， WU Sha-sha， ZENG Si-min

（School of Information and Electronics， Beijing Institute of Technology， Beijing 100081， China）

Abstract： Postgraduate education is related to the development of national education， scientific research， and production， etc. The reform of postgraduate education and teaching is an important part of the revitalization of our country’s education. Social development puts forward new requirements for postgraduate education and teaching reform in colleges and universities. Under this background， combined with the experience of postgraduate teaching reform in domestic and foreign universities， this paper studies from the aspects of the postgraduate education model and positioning， the curriculum setting and teaching， and the evaluation of the education and the teaching level. It specifically studies the strategies and methods of the graduate education and teaching reform in information and communication engineering major under the new situation， which provides some ideas and direction for the graduate education reform under the new situation.

Key words： information and communication engineering; graduate education; reform and innovation