融入課程思政理念的小波分析課程研究性學(xué)習(xí)育人模式探索

夏平 唐庭龍 楊朋朋

［摘 要］解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力是研究生必須具備的核心能力，如何在課程中圍繞OBE理念培養(yǎng)該能力是研究生課程教學(xué)中必須解決的問(wèn)題。為此，文章在小波分析課程中提出了以研究性學(xué)習(xí)為載體來(lái)培養(yǎng)研究生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的教學(xué)模式，并將課程思政理念融入其中。在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，針對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題，首先根據(jù)研究生的認(rèn)知能力進(jìn)行降維處理，構(gòu)建一系列循序漸進(jìn)的多層次綜合問(wèn)題；其次，進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)模式設(shè)計(jì)，將知識(shí)學(xué)習(xí)、問(wèn)題研究與解決相結(jié)合，使學(xué)生在思考、分析與探究問(wèn)題的過(guò)程中培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)、研究和解決問(wèn)題的能力；最后，以學(xué)生在研究性學(xué)習(xí)中的成果產(chǎn)出為依據(jù)，對(duì)學(xué)生參與研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中的狀態(tài)、獲得體驗(yàn)的情況、學(xué)習(xí)和研究方法的掌握情況、解決問(wèn)題的實(shí)踐能力等做出評(píng)價(jià)和反饋，促進(jìn)學(xué)生能力與素養(yǎng)的提升。

［關(guān)鍵詞］育人模式；研究性學(xué)習(xí)；小波分析；課程思政；立德樹(shù)人

［中圖分類號(hào)］ G64 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 2095-3437（2023）20-0098-05

進(jìn)入新時(shí)代，高校面臨“培養(yǎng)什么人，怎樣培養(yǎng)人，為誰(shuí)培養(yǎng)人”的新課題，這一課題要求高校育人既要注重培養(yǎng)學(xué)生的思維意識(shí)、專業(yè)能力，也要注重培養(yǎng)學(xué)生的價(jià)值觀、品質(zhì)素養(yǎng)、責(zé)任擔(dān)當(dāng)。習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，各門課都要守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)[1]。2020年6月，教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，提出全面推進(jìn)高校課程思政建設(shè)是深入貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記關(guān)于教育的重要論述和全國(guó)教育大會(huì)精神的要求，是落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的戰(zhàn)略舉措[2]。課程思政是全新的教育理念[3]，其核心涵義是以立德樹(shù)人為根本目標(biāo)，以課程為切入點(diǎn)，通過(guò)對(duì)課程目標(biāo)、課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式與教學(xué)方法等方面的改革，挖掘課程中所蘊(yùn)含的思政育人元素，并將其融入專業(yè)體系、課程體系中，將教育、育人模式與每門課程的知識(shí)傳授、技能傳授有機(jī)融合，達(dá)到全員育人、全程育人、全方位育人[4]的目的，進(jìn)一步彰顯教書育人的社會(huì)責(zé)任與擔(dān)當(dāng)，不負(fù)高校培養(yǎng)德才兼?zhèn)?、具有健全人格和?chuàng)新思維的高層次人才的歷史使命。

研究生小波分析課程是一門理論性非常強(qiáng)、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求高的課程，該課程內(nèi)容豐富、涵蓋知識(shí)點(diǎn)多，既有調(diào)和函數(shù)、泛函分析等抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)，也有濾波器分析與應(yīng)用等信息處理方面的知識(shí)。在目前的研究生教學(xué)中，該課程常常被當(dāng)作數(shù)學(xué)理論、數(shù)學(xué)工具對(duì)待，教學(xué)過(guò)程側(cè)重復(fù)雜的公式推導(dǎo)、復(fù)雜理論的講解，部分研究生在學(xué)習(xí)過(guò)程中既感到晦澀難懂，又感到枯燥乏味，課程學(xué)習(xí)結(jié)束時(shí)對(duì)小波分析理論和基本概念仍然一知半解，甚至對(duì)其基本思想不夠了解。事實(shí)上，小波分析理論因解決工程問(wèn)題而誕生，其提出的靈感來(lái)自法國(guó)工程師莫萊特（Morlet）因利用地震數(shù)據(jù)來(lái)尋找石油而提出的信號(hào)分析方法[5-6]。課程組在授課中引入OBE（成果導(dǎo)向教育）理念[7-8]，結(jié)合小波分析理論在實(shí)際工程中的應(yīng)用，采用研究性學(xué)習(xí)的模式[9-10]作為實(shí)施課程教學(xué)的載體，以解決實(shí)際工程問(wèn)題或課題為切入點(diǎn)，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，組織課程教學(xué)，加深學(xué)生對(duì)小波分析理論的理解。

OBE理念強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出有效成果為導(dǎo)向，通過(guò)明確課程的教學(xué)目標(biāo)和組織教學(xué)，合理地設(shè)計(jì)和利用教學(xué)資源，重構(gòu)教學(xué)系統(tǒng)來(lái)提升學(xué)生能力 [11]。OBE理念關(guān)注學(xué)生通過(guò)課程學(xué)習(xí)后，利用其掌握的知識(shí)能“做什么”，即通過(guò)產(chǎn)出成果展示其對(duì)知識(shí)的應(yīng)用情況[12]。它包括通過(guò)一系列的教育教學(xué)過(guò)程，培育學(xué)生價(jià)值觀、情感、對(duì)待問(wèn)題的態(tài)度以及心理狀態(tài)，并在產(chǎn)出有效成果的過(guò)程中直觀體現(xiàn)出來(lái)。

針對(duì)研究生課程學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，課程組在小波分析課程教學(xué)中，依據(jù)教學(xué)內(nèi)容通過(guò)反向設(shè)計(jì)研究性學(xué)習(xí)的多層次工程問(wèn)題，正向?qū)嵤┙鉀Q工程問(wèn)題的教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方式，將思政育人模式貫穿小波分析課程教學(xué)的全過(guò)程，并與專業(yè)素質(zhì)教育結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授和價(jià)值引領(lǐng)的有機(jī)統(tǒng)一，將本課程的教學(xué)目標(biāo)有機(jī)融入研究生人才培養(yǎng)目標(biāo)中，滿足社會(huì)和行業(yè)對(duì)創(chuàng)新型人才的需求。

一、課程教學(xué)定位及目標(biāo)確立

小波分析作為一種信號(hào)分析的工具，廣泛應(yīng)用于信號(hào)處理、圖像處理、量子場(chǎng)論、地震勘探、雷達(dá)CT成像、機(jī)器故障診斷、分形等領(lǐng)域，是學(xué)者經(jīng)常使用的信息分析與處理工具之一。

小波分析課程堅(jiān)持以立德樹(shù)人為根本任務(wù)、以學(xué)生發(fā)展為中心、以提升學(xué)生科研能力為導(dǎo)向，培養(yǎng)能選擇合適的小波分析工具，針對(duì)現(xiàn)代信息處理實(shí)際工程問(wèn)題建立數(shù)學(xué)模型、設(shè)計(jì)較復(fù)雜信息分析與處理系統(tǒng)、分析與評(píng)價(jià)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的性能，且具備創(chuàng)新意識(shí)的人才。小波分析課程注重現(xiàn)代信息處理技能和小波分析理論知識(shí)學(xué)習(xí)的結(jié)合，依托研究性學(xué)習(xí)課題任務(wù)，強(qiáng)化學(xué)生在課題環(huán)境下的分析問(wèn)題能力、運(yùn)用知識(shí)能力和解決工程問(wèn)題能力。課程教學(xué)中，通過(guò)跟蹤小波分析理論發(fā)展與應(yīng)用動(dòng)態(tài)，更新教材內(nèi)容和研究性學(xué)習(xí)課題內(nèi)容，做到教學(xué)內(nèi)容與理論發(fā)展、理論應(yīng)用同步。

本課程通過(guò)理論講解和工程應(yīng)用實(shí)例剖析相結(jié)合，使學(xué)生在初步掌握小波分析理論的基礎(chǔ)上，能夠應(yīng)用其解決實(shí)際信息處理工程問(wèn)題。將課程教學(xué)建立于信息學(xué)科或科研應(yīng)用主題內(nèi)容的教學(xué)之上，把小波分析理論學(xué)習(xí)與學(xué)生科研課題、知識(shí)學(xué)習(xí)、知識(shí)應(yīng)用有機(jī)結(jié)合，在提升學(xué)生學(xué)科知識(shí)水平和認(rèn)知能力的同時(shí)，促進(jìn)其信息處理能力的提高。通過(guò)文獻(xiàn)研討、小組協(xié)同仿真復(fù)現(xiàn)文獻(xiàn)結(jié)果等形式，加強(qiáng)師生間的交流與互動(dòng)，彰顯以學(xué)生為中心的課程教學(xué)核心理念，實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)。

第一，知識(shí)目標(biāo)：通過(guò)課程學(xué)習(xí)，了解小波分析的發(fā)展歷程，理解小波分析的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)三大空間（距離空間、賦范線性空間、內(nèi)積空間）的基本知識(shí)，理解Fourier變換和傅立葉級(jí)數(shù)，了解從MRA（多分辨率分析）出發(fā)得出尺度函數(shù)和小波函數(shù)的過(guò)程，理解小波分析的基本理論和基本思想，理解離散小波變換的方法，掌握Mallat算法。

第二，能力目標(biāo)：能選擇合適的小波分析工具，針對(duì)實(shí)際信息處理工程問(wèn)題（如圖像分割、圖像增強(qiáng)等）建立數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)較復(fù)雜信息處理系統(tǒng)；具備仿真調(diào)試能力，并能夠分析與評(píng)價(jià)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的性能；具備創(chuàng)新意識(shí)，具有良好的信息處理表述能力和較強(qiáng)的溝通與協(xié)調(diào)能力。

第三，價(jià)值引領(lǐng)：開(kāi)闊視野，了解小波分析領(lǐng)域發(fā)展動(dòng)態(tài)，了解小波分析理論知識(shí)在現(xiàn)代信息處理領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用；熟知我國(guó)在通信信息領(lǐng)域的巨大成就，以及我國(guó)現(xiàn)代通信信息技術(shù)的發(fā)展歷程，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)好專業(yè)知識(shí)的責(zé)任感和報(bào)效祖國(guó)的使命感，強(qiáng)化學(xué)生愛(ài)國(guó)情懷及責(zé)任擔(dān)當(dāng)；引導(dǎo)學(xué)生積極利用課程知識(shí)開(kāi)展科學(xué)研究與應(yīng)用開(kāi)發(fā)，結(jié)合“問(wèn)題導(dǎo)向”“產(chǎn)出導(dǎo)向”的學(xué)習(xí)理念，通過(guò)問(wèn)題解決或產(chǎn)出有效成果的方式，培養(yǎng)學(xué)生探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰以及精益求精的工匠精神。

二、研究性學(xué)習(xí)與解決復(fù)雜工程問(wèn)題的關(guān)系

研究性學(xué)習(xí)是解決復(fù)雜工程問(wèn)題的有效途徑。解決復(fù)雜工程問(wèn)題注重問(wèn)題導(dǎo)向，而研究性學(xué)習(xí)正是以分析、研究和解決問(wèn)題的過(guò)程作為其學(xué)習(xí)的目標(biāo)的，是將專業(yè)知識(shí)與理論用于解決工程問(wèn)題的一種學(xué)習(xí)方式。研究性學(xué)習(xí)將知識(shí)學(xué)習(xí)、問(wèn)題解決相結(jié)合，使學(xué)生在學(xué)習(xí)、思考、分析和探究解決問(wèn)題的過(guò)程中，培養(yǎng)和訓(xùn)練發(fā)現(xiàn)、研究與解決問(wèn)題的能力。因此，研究性學(xué)習(xí)以問(wèn)題為導(dǎo)向，在學(xué)習(xí)過(guò)程中注重探究性、自主性。此外，作為一種跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方式，研究性學(xué)習(xí)能滿足解決復(fù)雜工程問(wèn)題所需要的跨學(xué)科知識(shí)和技能要求。通過(guò)研究性學(xué)習(xí)，使學(xué)生在探究問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題中能夠?qū)χR(shí)有更深入的理解和認(rèn)知，不斷提高創(chuàng)新思維能力和解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。

三、融入課程思政理念的小波分析課程研究性學(xué)習(xí)育人模式構(gòu)建

小波分析課程教學(xué)中，OBE理念的實(shí)施以研究性學(xué)習(xí)為載體，以培養(yǎng)研究生解決信息系統(tǒng)中復(fù)雜工程問(wèn)題的能力為課程能力目標(biāo)，設(shè)置適合于研究性學(xué)習(xí)的復(fù)雜工程問(wèn)題則是培養(yǎng)這一能力的途徑。采用漸進(jìn)式方式設(shè)計(jì)教學(xué)策略和方案，在實(shí)施過(guò)程中，從工程問(wèn)題復(fù)雜程度方面考慮，將復(fù)雜工程問(wèn)題由簡(jiǎn)單到復(fù)雜分解為一般工程問(wèn)題、綜合性工程問(wèn)題以及復(fù)雜工程問(wèn)題；從知識(shí)應(yīng)用的融合度方面考慮，將復(fù)雜工程問(wèn)題分解為應(yīng)用單一知識(shí)解決的工程問(wèn)題、應(yīng)用多學(xué)科和多領(lǐng)域知識(shí)解決的工程問(wèn)題；從問(wèn)題的解決方式方面考慮，可從解決簡(jiǎn)單模擬的工程問(wèn)題循序漸進(jìn)到解決實(shí)際復(fù)雜的工程問(wèn)題。

課程教學(xué)過(guò)程中，結(jié)合小波分析課程思政，寓價(jià)值觀引導(dǎo)于知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)之中，引導(dǎo)學(xué)生塑造正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀[2]，從多角度開(kāi)展課程思政，以保證培養(yǎng)出的研究生人才是知識(shí)、能力、素養(yǎng)三方面均符合要求的人才。為此，課程教學(xué)實(shí)踐可從設(shè)計(jì)適用于小波分析課程研究性學(xué)習(xí)的漸進(jìn)式工程問(wèn)題以及構(gòu)建解決研究性學(xué)習(xí)問(wèn)題的教學(xué)模式、培養(yǎng)復(fù)雜工程問(wèn)題解決能力的學(xué)習(xí)方式、研究性學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)方式四方面著手，緊緊圍繞OBE理念和立德樹(shù)人目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授和價(jià)值引領(lǐng)的有機(jī)統(tǒng)一。

（一）設(shè)計(jì)適用于小波分析課程的研究性學(xué)習(xí)漸進(jìn)式工程問(wèn)題

在研究生課程教學(xué)中，研究性學(xué)習(xí)是一種踐行OBE理念的可行的教學(xué)模式，也是在課程教學(xué)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)成果導(dǎo)向教育的切入點(diǎn)。針對(duì)小波分析課程學(xué)習(xí)目標(biāo)，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)為研究性學(xué)習(xí)的載體，以在解決問(wèn)題的過(guò)程中獲得小波知識(shí)應(yīng)用的研究方法、科研體驗(yàn)和獲取知識(shí)為基本手段，開(kāi)展課程研究性學(xué)習(xí)。為此，在小波分析課程教學(xué)中，針對(duì)研究生學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，以及信息與通信工程學(xué)術(shù)型研究生和新一代電子信息專碩研究生課題要求，課程組圍繞小波分析理論在信息學(xué)科的應(yīng)用，從與學(xué)科結(jié)合、與技術(shù)結(jié)合、與熱點(diǎn)結(jié)合等三個(gè)維度著手，設(shè)計(jì)適用于小波分析課程研究性學(xué)習(xí)的一系列漸進(jìn)式工程問(wèn)題，這些工程問(wèn)題涵蓋工程應(yīng)用中信號(hào)的奇異性檢測(cè)、信號(hào)消噪處理以及信號(hào)壓縮等方面。復(fù)雜工程問(wèn)題可針對(duì)不同的教學(xué)對(duì)象，結(jié)合研究生的研究方向和研究課題，在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。

學(xué)生根據(jù)自己的科研任務(wù)與方向在小波分析課程學(xué)習(xí)中明確自己需完成的工程問(wèn)題，并帶著這些問(wèn)題來(lái)學(xué)習(xí)小波分析課程。在2021級(jí)研究生2022春季學(xué)期的小波分析課程中，研究性學(xué)習(xí)涉及的工程問(wèn)題主要有：工程結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別、電力系統(tǒng)故障分析、導(dǎo)航中微機(jī)電系統(tǒng)（Micro Electro Mechanical System，MEMS）陀螺信號(hào)去噪、小波池化的圖像分類網(wǎng)絡(luò)以及醫(yī)學(xué)影像分割等方面。學(xué)生帶著工程問(wèn)題來(lái)學(xué)習(xí)小波分析課程，學(xué)習(xí)的目的性更強(qiáng)，對(duì)知識(shí)的理解和掌握更加深刻，有利于提升課程學(xué)習(xí)的效果。

（二）構(gòu)建解決研究性學(xué)習(xí)問(wèn)題的教學(xué)模式

復(fù)雜工程問(wèn)題本身所具有的復(fù)雜性特征不可能通過(guò)一門課程的學(xué)習(xí)完全了解或掌握，如醫(yī)學(xué)肺部影像分割涉及計(jì)算機(jī)視覺(jué)、醫(yī)學(xué)影像分析等內(nèi)容，在具體分割過(guò)程中應(yīng)用到的小波分析理論只是其中一部分知識(shí)。要解決復(fù)雜工程問(wèn)題，必須具備綜合知識(shí)體系。為培養(yǎng)研究生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，課程組將項(xiàng)目的復(fù)雜性進(jìn)行降解，根據(jù)課題的難易度、知識(shí)的融合度、解決問(wèn)題的復(fù)雜度，將其降解為逐層綜合的多個(gè)子項(xiàng)目與問(wèn)題，通過(guò)循序漸進(jìn)的項(xiàng)目分解與實(shí)現(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜研究性學(xué)習(xí)問(wèn)題的能力。課程教學(xué)模式與教學(xué)設(shè)計(jì)中，研究性學(xué)習(xí)包括三個(gè)內(nèi)容：?jiǎn)我恢R(shí)點(diǎn)問(wèn)題、綜合性問(wèn)題、復(fù)雜問(wèn)題。

解決單一知識(shí)點(diǎn)問(wèn)題在小波分析課程教學(xué)過(guò)程中以任務(wù)驅(qū)動(dòng)[13]形式進(jìn)行，并通過(guò)精準(zhǔn)輸入、深度消化來(lái)實(shí)現(xiàn)。精準(zhǔn)輸入就是以學(xué)習(xí)的目標(biāo)為導(dǎo)向，精準(zhǔn)定位學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中要學(xué)什么、用什么，并通過(guò)問(wèn)題項(xiàng)目的解決幫助學(xué)生掌握課程相關(guān)知識(shí)。教師在教學(xué)過(guò)程中按照教學(xué)進(jìn)度，以及要講授的知識(shí)點(diǎn)和課程目標(biāo)要求，結(jié)合知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際工程中的應(yīng)用，提出相關(guān)問(wèn)題；學(xué)生帶著這些問(wèn)題，有目的地學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容、查閱文獻(xiàn)資料，通過(guò)反復(fù)交流討論，提出解決問(wèn)題的思路。單一知識(shí)點(diǎn)問(wèn)題的解決，有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，也為綜合性問(wèn)題和復(fù)雜問(wèn)題的解決奠定基礎(chǔ)。

解決綜合性問(wèn)題、復(fù)雜性問(wèn)題在小波分析課程教學(xué)過(guò)程中通過(guò)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)形式進(jìn)行[14]。在單一知識(shí)點(diǎn)問(wèn)題逐一解決的基礎(chǔ)上，在課程教學(xué)的中期用多知識(shí)點(diǎn)的綜合性問(wèn)題檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握、理解和應(yīng)用能力。綜合性問(wèn)題具備工程性和知識(shí)應(yīng)用的綜合性，學(xué)生依據(jù)問(wèn)題目標(biāo)設(shè)計(jì)方案、對(duì)問(wèn)題解決效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。在此過(guò)程中，學(xué)生的價(jià)值取向、思維意識(shí)、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、交流與協(xié)調(diào)能力、專業(yè)能力等能得到較全面的培養(yǎng)。

通過(guò)單一知識(shí)點(diǎn)問(wèn)題、綜合性問(wèn)題的解決情況，教師能夠充分了解學(xué)生在每個(gè)環(huán)節(jié)中掌握知識(shí)、應(yīng)用知識(shí)解決工程問(wèn)題的能力以及學(xué)生自我學(xué)習(xí)的能力等情況，在小波分析課程結(jié)課時(shí)，設(shè)置復(fù)雜性問(wèn)題來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課程知識(shí)掌握、應(yīng)用的能力等，并以課程結(jié)業(yè)論文形式進(jìn)行考核。課程結(jié)業(yè)論文應(yīng)涉及多方面知識(shí)、技術(shù)和其他因素，必須包含小波分析知識(shí)。結(jié)業(yè)論文的題目可以由學(xué)生自擬，但必須經(jīng)教師審核。學(xué)生按照課程結(jié)業(yè)論文項(xiàng)目的任務(wù)要求，搜集、查閱相關(guān)文獻(xiàn)，分析內(nèi)容，確定解決方案，設(shè)計(jì)解決框架、實(shí)現(xiàn)流程，并仿真實(shí)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析系統(tǒng)性能，提出改進(jìn)方案。

從單一知識(shí)點(diǎn)問(wèn)題到綜合性問(wèn)題，再到復(fù)雜工程問(wèn)題的解決，在這一系列的教學(xué)設(shè)計(jì)中，層層遞進(jìn)解決基于研究性學(xué)習(xí)的復(fù)雜工程問(wèn)題，形成課程漸進(jìn)式研究性學(xué)習(xí)模式。在此過(guò)程中，要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和參與能力，問(wèn)題一方面要緊跟技術(shù)的發(fā)展，具有新穎性和一定的前瞻性，另一方面要緊密聯(lián)系實(shí)際工程應(yīng)用。

（三）構(gòu)建培養(yǎng)復(fù)雜工程問(wèn)題解決能力的學(xué)習(xí)方式

研究性學(xué)習(xí)是培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的一種優(yōu)良的學(xué)習(xí)方式。研究性學(xué)習(xí)能夠充分發(fā)揮學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。小波分析課程教學(xué)中，研究性學(xué)習(xí)主要以自主學(xué)習(xí)、小組相互協(xié)作學(xué)習(xí)以及師生交流學(xué)習(xí)等形式進(jìn)行。

研究性學(xué)習(xí)過(guò)程中，將課程學(xué)習(xí)與教師的科研課題或研究生的研究課題緊密結(jié)合是提升研究生課程學(xué)習(xí)質(zhì)量的有效途徑。無(wú)論是美國(guó)的“基于問(wèn)題”“基于項(xiàng)目”的教學(xué)方式，還是丹麥的“項(xiàng)目教學(xué)”的教學(xué)方式，抑或是德國(guó)的“項(xiàng)目定向”的教學(xué)方式，本質(zhì)上都是圍繞產(chǎn)出導(dǎo)向（問(wèn)題導(dǎo)向）的研究性學(xué)習(xí)教學(xué)方式。小波分析課程教學(xué)以成果產(chǎn)出為導(dǎo)向，以課程目標(biāo)為指南，圍繞漸進(jìn)式研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)模式開(kāi)展相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計(jì)。

1.文獻(xiàn)學(xué)習(xí)、研讀。在課程學(xué)習(xí)的中期，課程的基本理論和原理已講解完畢的基礎(chǔ)上，教師分享相關(guān)文獻(xiàn)讓學(xué)生研讀，讓學(xué)生體會(huì)如何將小波分析理論應(yīng)用于解決實(shí)際工程問(wèn)題。通過(guò)文獻(xiàn)學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅能夠了解相關(guān)領(lǐng)域的研究進(jìn)展，而且能夠?qū)W習(xí)應(yīng)用相關(guān)知識(shí)和理論解決實(shí)際工程問(wèn)題的思路方法。哪些方面達(dá)成一致或已解決，哪些方面仍存在分歧或沒(méi)有得到有效的解決，以及解決的方案是否可以進(jìn)一步優(yōu)化，這些問(wèn)題能夠?yàn)楹罄m(xù)開(kāi)展相關(guān)研究提供依據(jù)。此外，通過(guò)文獻(xiàn)學(xué)習(xí)能夠幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和借鑒科研思路、方法，學(xué)習(xí)文獻(xiàn)研究者的科研精神，也為自己的科研任務(wù)和項(xiàng)目的完成尋找思路。

2.復(fù)現(xiàn)文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，思考算法改進(jìn)。復(fù)現(xiàn)文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是科研的入門級(jí)要求，在課程教學(xué)過(guò)程中，安排經(jīng)典文獻(xiàn)讓研究生完成復(fù)現(xiàn)，當(dāng)研究生的研究?jī)?nèi)容或科研目標(biāo)與文獻(xiàn)比較接近時(shí)，其可以學(xué)習(xí)和借鑒文獻(xiàn)的研究思想，在此基礎(chǔ)上探索自己科研課題的改進(jìn)與創(chuàng)新方法。此外，提升學(xué)生的編程能力，讓學(xué)生在編程實(shí)踐中學(xué)習(xí)小波分析理論及其應(yīng)用的模型結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)復(fù)現(xiàn)過(guò)程不僅是對(duì)科研思路與科研方法進(jìn)行學(xué)習(xí)的過(guò)程，更是對(duì)模型和算法進(jìn)行改進(jìn)的探究過(guò)程，使學(xué)生能重視對(duì)創(chuàng)新知識(shí)的理解和掌握。

（四）構(gòu)建研究性學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)方式

小波分析課程教學(xué)中，研究性學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)主要圍繞培養(yǎng)研究生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的教學(xué)模式展開(kāi)，從文獻(xiàn)學(xué)習(xí)與研讀、文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果復(fù)現(xiàn)，以及課程結(jié)業(yè)論文三方面對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。在研究生的學(xué)習(xí)過(guò)程中，通過(guò)文獻(xiàn)學(xué)習(xí)與研讀、實(shí)驗(yàn)結(jié)果復(fù)現(xiàn)以及課程結(jié)業(yè)論文撰寫等培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，從課程的知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)、價(jià)值素養(yǎng)等三方面評(píng)價(jià)研究生小波分析課程的學(xué)習(xí)情況。

四、 結(jié)語(yǔ)

小波分析課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，研究性學(xué)習(xí)作為解決復(fù)雜工程問(wèn)題的載體，實(shí)施過(guò)程中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的“體驗(yàn)”，以每位學(xué)生在研究性學(xué)習(xí)中的狀態(tài)和產(chǎn)出成果為依據(jù)，對(duì)學(xué)生參與研究性學(xué)習(xí)的態(tài)度、獲得體驗(yàn)的情況、學(xué)習(xí)和研究的方法、技能的掌握情況、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)情況、責(zé)任心和使命感的培育情況等方面做出判斷和反饋，促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)水平、能力與素養(yǎng)提升。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

[1］ 張爍. 習(xí)近平在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào) 把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程? 開(kāi)創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面[N]. 人民日?qǐng)?bào)，2016-12-09（1）.

[2］ 中華人民共和國(guó)教育部.教育部關(guān)于印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》的通知[EB/OL].（2020-06-05）[2023-04-20].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.

[3］ 劉承功.高校深入推進(jìn)“課程思政”的若干思考[J].思想理論教育，2018（6）：62-67．

[4］ 中華人民共和國(guó)教育部.教育部關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見(jiàn)[EB/OL].（2018-10-17）[2023-04-20].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/201810/t20181017_351887.html.

[5］ 馬拉特.信號(hào)處理的小波導(dǎo)引[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2002.

[6］ 張德豐. Matlab小波分析與工程應(yīng)用[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社， 2008.

[7］ 顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”（OBE）的工程教育模式：汕頭大學(xué)的實(shí)踐與探索[J].高等工程教育研究，2014（1）：27-37.

[8］ 張琰斌.基于OBE理念修訂材料加工類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)[J].廣州化工，2021，49（1）：154-155.

[9］ 林健.運(yùn)用研究性學(xué)習(xí)培養(yǎng)復(fù)雜工程問(wèn)題解決能力[J].高等工程教育研究，2017（2）：79-89.

[10］ 莫甲鳳.研究性學(xué)習(xí)在拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)中的實(shí)現(xiàn)路徑：以華南理工大學(xué)為例[J].高等工程教育研究，2018（3）：158-164.

[11］ 李志義，黎青青.學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出評(píng)價(jià)：美國(guó)高校的做法與啟示[J].高等工程教育研究，2023（2）：6-13.

[12］ 胡茉，李林.OBE導(dǎo)向下學(xué)習(xí)產(chǎn)出的影響因素研究：基于上海七所高校的問(wèn)卷調(diào)查[J].高等工程教育研究，2022（3）：139-145.

[13］ 張曉豐，祝娜，李正欣，等.基于任務(wù)驅(qū)動(dòng)法與拼圖法的數(shù)據(jù)庫(kù)課程小組項(xiàng)目實(shí)踐改革[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2022，12（9）：138-140.

[14］ 錢燕，趙桂龍，桑運(yùn)川，等.VC++課程教學(xué)中的發(fā)現(xiàn)式項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2014（12）：68-71.

［責(zé)任編輯：蘇祎穎］