- 相關推薦
應用型人才培養的信號與信息處理課程群建設論文
應用型人才培養的信號與信息處理課程群建設論文提出優化后的課程群能更有效地提高相關課程的教學質量和教學效率，更有利于培養學生的實踐能力和創新思維能力的觀點。
應用型人才培養的信號與信息處理課程群建設論文【1】
摘要：針對湖南理工學院信號與信息處理課程群中存在的問題，結合工程應用型人才的培養，就如何優化課程群提出了具體的建設方案。
關鍵詞：工程應用型人才;信號與信息處理;課程群;建設
自從教育部實行“質量工程”重大舉措以來，課程群建設受到了廣泛的重視。
[1-4]課程群有效地避免了單門課程只注重本課程建設的局限性，將課程與課程之間有機結合，從而形成一個完整的課程教學體系，建設的成效遠遠大于相關單門課程的總和。
在近幾年的課程改革中，湖南理工學院(以下簡稱“我校”)對信號與信息處理課程群的建設做了一定的探索與實踐，[5-7]但仍然存在以下兩方面的不足：一是課程群的體系結構不夠完善，各門課程的內容過分獨立，沒能很好地挖掘出各學科內部的關聯性，課程群的整體效應沒有得到充分發揮;二是在課程群的體系中，各學科課程普遍偏重于理論學習，對提高學生的實踐能力和創新能力顯得不夠重視。
如今，社會對學生實踐能力和應用能力等方面的素質要求在不斷提高，再加上在課程群建設中存在的問題，對該課程群進行進一步的改革和建設就顯得十分重要。
我校作為一所地方理工科院校，結合各行業對人才的不同需求，根據工程應用型人才培養目標和規格要求，對信號與信息處理課程群教學進行了改革與探索，改革的總體思想為：以改革課程群體系為核心，以“學生為主體，教師為主導”為原則，優化和整合課程群內容和加強實踐教學，提高教學團隊的整體執教能力，重點突出對學生綜合素質和工程應用能力的培養，使學生的知識體系和能力體系能得到均衡發展。
下面對我校信號與信息處理課程群建設進行詳細闡述。
一、信號與信息處理課程群建設的總體概況
1.優化課程群的結構
信號與信息處理課程群主要包括“信號與系統”、“數字信號處理”、“數字圖像處理”、“MATLAB技術與應用”和“DSP原理及應用”五門課程。
根據其不同的課程特點和教學要求，可以把這五門課程進行重新分類，組成如圖1所示的課程群結構。
由于“信號與系統”、“數字信號處理”兩門課程理論性強，也是其他三門課程的基礎，將其歸為基礎理論類課程，其重點是給出本課程群的基本概念和基本規律以便幫助學生打好理論基礎，并注重理論與實踐的有機結合和學生創新思維能力的培養;“數字圖像處理”、“MATLAB技術與應用”和“DSP原理及應用”三門課程不僅要關注相關理論的傳授，更要重視理論的軟、硬件實現，因而將其劃為應用實現類課程，課程中要加強工程應用方面的培訓內容，重點培養學生的實踐能力和創新能力。
2.調整課程群的課程標準
相關課程的課程標準都是從信號與信息處理課程群建設的角度來制訂和設計，注重課程群的整體效應，擯棄了以前僅從單門課程的角度來確定課程標準的設計思路。
在基礎理論類課程的內容設置上，注重結合具體的應用案例系統講授基本概念和基本規律，強調理論知識的應用和學生創新思維的培養。
在應用實現類課程中，堅持以培養學生的應用能力為主線，重點放在提升學生動手實踐的能力上。
在課程實驗安排上，把各課程的主要實驗內容進行改造和重組后合并到一本實驗指導書中，結合基礎理論類和應用實現類課程的要求設計相應的實驗項目，同時加強綜合性和創新性實驗的修訂和設計。
這可以加強相關課程之間的融合、交叉和關聯，不但對課程群教學內容進行了優化和整合，而且利用了課程內容的關聯性相互支撐和強化。
3.改革課程群的教學模式和教學方法
在課程教學中，采用“三結合”的教學模式，即教學內容與上機實驗相結合、理論教學與實踐操作相結合、實踐內容與創新能力培養相結合。
摒棄“填鴨式”的教學方法，教授內容注重與實際相聯系，強調工程應用基礎，激發學生的學習興趣和創新思維能力;針對學生的認知規律和思維習慣，循序漸進，逐步引導，通過基礎理論的講解和剖析，加深理論與工程應用的聯系;課程作業要避免陳舊的、重復的題海訓練，注重課程作業的綜合性、開放性和設計性。
二、課程的再設計和再規劃
課程的設計和規劃以學生知識體系和能力體系的培養為宗旨，加強理論與實踐的融合，激發學生的學習興趣，培養學生的動手實踐能力、工程應用能力和創新思維能力等綜合素質和能力。
下面根據基礎理論類和應用實現類課程的不同教學要求和目的，對其進行了再設計和再規劃。
1.基礎理論類課程注重理論與實踐的有機結合，培養學生的工程創新思維
基礎理論類課程是應用實現類課程的基礎，要注重學生基礎理論的學習和應用，培養學生的工程創新思維，該類課程的設計與規劃如圖2所示。
(1)優化課程知識結構，加強理論與工程實際的結合。
理論課程從不同的角度揭示了信號的變換和信號的處理，通過對課程的重點和難點的分析和講解，展現了課程嚴謹的數學邏輯和數學方法，這就要求教師能夠將其講解清晰分析透徹。
在教學過程中，結合具體的實例，加深理論與實際的聯系，縱向拓展理論教學的內容，吸引學生的學習興趣。
在應用層面上，通過具體的工程實例，從課程理論角度來分析工程應用的本質，從應用角度來突出理論的價值和意義。
這樣深化學生對課程內容的理解，培養學生的工程應用意識和創新精神。
(2)虛擬實驗平臺的推廣與應用，解決理論與實踐脫節問題。
虛擬實驗是指在計算機系統中采用虛擬現實等一系列技術實現虛擬實驗環境，用軟件模擬虛擬設備，學生可以像在現實實驗環境中一樣完成各種實驗，實驗效果基本等價于在真實環境中所取得的效果。
[8]在以往的教學中，理論課與實驗課都是單獨設置和講授的，銜接不是很緊密。
學生在實驗的過程中，往往會淡化理論與實驗的聯系，而虛擬實驗既可輔助理論教學，也可作為實驗教學手段，起到一個理論教學與實驗教學的紐帶作用。
這種教學改變了單調的課堂授課方式，模糊了理論課和實驗課的界限，將理論教學、虛擬實驗教學和實物實驗教學融為一體。[6]
(3)采用實驗驅動的實踐教學方法。
“信號與系統”和“數字信號處理”兩門課程理論性強，應用基礎模糊，僅靠課堂的講授與學習，學生難以掌握基本的理論知識和把握知識結構體系，培養學生宜采用實驗驅動的方式。
其目的是激發學生的學習興趣，強化并鞏固學生理論基礎知識的應用和實踐，培養學生動手實踐能力和工程設計能力。
每個課程實驗都是工程應用的基礎，如50hZ非正弦周期信號的分解與合成、信號的采樣與恢復、數字濾波器的設計等。
通過實驗，學生可以積累實踐經驗，在今后的工作中如遇到相似的問題也可輕松解決。
(4)參與教師的科研和課程討論。
通過參與科研項目，從事一些簡單的基礎研究，進行理論探索與研究，將理論知識進一步的加深和挖掘，培養學生科學的思維習慣。
其次，圍繞課程內容，教師通過設計一些應用型的課題，激發學生的學習熱情，讓其自主解決。
2.應用實現類課程加強工程應用培訓，培養學生的實踐創新精神
應用實現類課程是理論的應用與實踐，將理論進行縱向拓展，重點在于學生能夠動手實踐，以及創新精神的培養，此類課程的設計與規劃如圖3所示。
(1)注重工程應用與實踐。
課程教學不僅要把主要的重點的內容講解清晰透徹，而且要結合具體的應用情景，鞏固學生理論知識，對理論進行延伸，培養學生的創新精神。
在教學過程中，結合每章的主要內容，例舉一兩個工程實例，通過案例將理論與應用的聯系落到實處，加深學生對課程的理解和應用。
幾個章節結束后，再結合綜合性強的工程案例，將課程理論進一步融會貫通，加強學生工程應用思維及能力的培養。
(2)采用項目驅動的實踐教學模式。
“DSP技術與應用”、“數字圖像處理”和“MATLAB技術與應用”三門課程應用性和綜合性強，宜采用項目驅動的方式。
每一個項目都是工程應用項目，可直接應用到實際的社會工作中，如圖像分割、音頻信號發生實驗、FFT算法實驗、語音編碼解碼實驗等，其目的是調動學生學習的積極性，讓學生實實在在地進行工程開發，培養學生的邏輯思維能力、創造性思維能力和工程應用能力。
(3)綜合性設計性實驗平臺的開發與應用。
針對實驗環節中實驗內容和項目相對單一、實驗課程之間無關聯、綜合性設計性實驗較少等問題，對實驗內容進行改革和創新，對驗證性實驗進行揚棄，增加綜合性設計性實驗，如車牌識別系統設計、DSP小型系統設計等，培養學生綜合實踐能力、創新能力和解決實際問題的應用能力，積累一定的開發實踐經歷。
三、課程群資源網站建設與完善
教學資源網站建設是課程教學改革中最重要的組成部分。
通過將有關課程群建設的課程理論和實驗教學大綱及計劃、教學錄像和課件等教學資源公布在課程群網絡教學平臺上，方便學生的學習和交流。
針對不同學習層次的學生，提供了不同的課程學習計劃，學生可根據自己的學習情況，選擇自己的課程學習方案，引導學生圍繞教學目標和計劃研讀最新的資料，避免學生對課程認識的片面性和主觀性，激發學生學習的熱情和興趣。
通過在線學習、論壇、資源共享，教師可不受時間和地域的約束指導和幫助學生，解決學生在學習過程中遇到的問題和困難。
四、教學團隊建設與管理
教學團隊建設是實現建設目標、提高教育質量的關鍵。
為進一步提高教學團隊的執教能力，在教學活動中，各課程教師不定期地進行教學討論與交流，對在教學過程中出現的問題，及時進行解決和調整。
加強理論課老師和實驗課老師的交流和溝通，將理論課與實驗課更好地融合。
為提高教師的工程應用基礎，定期安排教師到校企合作企業考察與學習，掌握學科的發展和學術動態。
由教學名師定期講授，開展教學方法和教學內容研討會，介紹相關院校的教學經驗和教學成果。
五、課程群建設成效
課程群建設依托我院電子信息工程專業，為國家和湖南省“十二五”專業綜合改革試點專業。
我院是電子信息類工程應用型人才培養模式創新和卓越工程師教育培養計劃實驗單位。
近年來，承擔湖南省高校教學改革研究重點和一般項目3項，獲國家教學成果獎2項、湖南省教學成果獎3項、湖南省高校優秀教材獎1項。
學生獲全國大學生電子設計競賽、數學建模競賽、信息技術應用水平大賽、物聯網應用設計大賽等國家級獎勵近20項、省級獎勵30多項。
參考文獻：
[1]徐鳳生.信息與計算科學專業基礎平臺課課程群的建設與實踐——以德州學院為例[J].中國大學教學，2013，(1)：57-59.
[2]王浩全.信號與系統系列課程教學團隊的建設[J].中國電力教育，2011，(5)：82-83.
[3]司風山，徐勇，王浩，等.研究型教學對大學生創新能力培養的研究[J].雞西大學學報(綜合版)，2012，12(11)：17-18.
[4]李靜，郭汝靜， 秦長海.基于研究型教學模式構建“信號信息處理”課程群教學體系[J].電腦與電信，2012，(1)：60-62.
[5]陳松，潘理，李文，等.創新基地項目驅動模式的探索與實踐[J].電氣電子教學學報，2010，32(5)：105-106.
[6]羅朝明，李文，李延平，等.基于Matlab和VB的《信號與系統》虛擬實驗系統[J].湖南理工學院學報(自然科學版)，2007，20(1)：59-61.
[7]李文，張國云， 李宏民，等.電工電子實踐教學中心建設的實踐與思考[J].湖南理工學院學報(自然科學版)，2010，23(2)：85-86.
[8]陳傳波，張立峰， 陳南平.一個遠程虛擬實驗教學平臺的研究[J].華中科技大學學報(自然科學版)，2002，30(12)：12-14.
應用型人才培養的信號與系統課程教學方法論文【2】
【摘 要】信號與系統課程是電子信息類專業的核心基礎課程，課程教學質量與效果的好壞直接影響此類專業人才的培養。
本文結合我院應用型人才培養的目標，對教學方法進行了深入探索，并取得了良好的效果，為應用型人才培養奠定堅實的基礎。
【關鍵詞】信號與系統 教學方法 應用型人才培養
一、引言
信號與系統課程是電子信息類專業的核心基礎課程，同時也是此類專業學生研究生入學考試的科目之一。
該課程一方面涉及高等數學、復變函數、電路分析等多門前修課程的內容，另一方面又是后繼的通信原理、數字信號處理等課程的先修課程，在教學環節中起著承上啟下的作用。
我院應用型人才培養分為應用型研究人才、應用型技術人才、應用型復合人才三個方面。
為了適應人才培養要求，信號與系統課程采用普通班、提高班進行教學。
提高班面對應用型研究人才的培養;普通版面對應用型技術人才、復合人才的培養。
由于信號與系統課程理論性、系統性、物理性都較強，在授課中應盡量從工程應用的角度去講授知識，讓學生從實際應用的角度理解并掌握這些內容。
二、教學方法
教為不教，學為會學。
在日常的教學中進行了探索，并取得了一定的成效。
具體實施如下：
(一)理順課程關系、優化課程體系
為了更好地整合資源，更有效地進行課程建設，按照課程的邏輯關系將"電路"、"信號與系統"、"數字信號處理"、"通信原理"、 "DSP 技術及應用"、 "Matlab與通信系統仿真"等課程作為"信號與信息處理課程群"，將課程群課程統籌考慮，進行建設，強調各門課程之間的銜接，對課程內容進行篩選，避免課程間內容的不必要重復。
在內容的確定上以打好基礎、面向應用為原則，確立了時域分析與變換域分析并重，信號分析與系統分析并重，連續系統分析與離散系統分析并重，經典分析與現代分析并重，解析方法與數字方法并重，軟件實現與硬件實現并重的教學思想。
(二)明確課程地位、引起學生高度重視
學生學習的興趣及主動性直接影響課程教學的效果，因此，在課程教學中，首先要讓學生了解本課程在專業課程體系的地位，進而重視本課程的學習;信號與系統課程與其它主要專業課程的關系如圖1所示。
圖1 專業課程體系圖
在課程教學中，為了提高學生學習的興趣，教師應拓展知識領域，可以將信號與系統在通信與信號處理等領域的應用引入課堂，并結合工程案例進行教學，進而提高學生學習該課程的主動性。
(三)啟發式教學，調動學生積極思維
本課程教學主要按照時域、頻域、變換域、系統函數、狀態變量分析這幾個模塊來講授，而連續和離散系統是穿插在各個模塊中進行的;由于連續系統與離散系統存在很多共性，所以在分析連續系統的一些性質時，同樣可以應用于離散系統，方便學生理解和掌握。
如在分析系統的頻響特性時，連續和離散對照進行分析、比較講解，非常易于教學，而且學生很容易就掌握這個重要知識點。
如圖2所示，讓學生自己發現規律，調動學生積極思考。
通過"提出問題---學生自學---討論問題---總結歸納"，調動學生積極思考，提高課程教學效果。
經過多年教學實踐證明，這種啟發式的教學方法對學生起到實用啟發、對比啟發、反例啟發的作用，激發學生的求知欲望，進而調動學生積極思維，從而一改注入式教學法的"要我學"局面而成為"我要學"。
(四)利用計算機工具，提高教學效率
信號與系統課程公式多，理論性較強，從而導致很多學生對該課程望而卻步;這些難題解決的好壞直接影響到該課程的學習效果。
MATLAB軟件在信號處理中的應用是越來越廣泛，它可以將復雜的數學運算用圖形、圖像等方式形象的展現出來;比如在課程教學內容中，時域與頻域的關系可以通過數學表達式為：
即時域壓縮頻域展寬、時域展寬頻域壓縮。
若直接從數學公式的角度去理解上式的物理意義會很難。
為此，通過在課堂上利用MATLAB工具，將時域與頻域的關系通過曲線展現出來，使學生一目了然，教學效果也是顯而易見。
(五)課上與課下環節齊抓
課上采用基于問題式學習的教學方法，提出了"一根主線---系統對信號的響應(求解);系統背景---通信系統模型;連續信號分析及響應---傅里葉變換、拉普拉斯變換;離散信號分析及響應---Z變換;連續(離散)信號轉換---低通抽樣定理、帶通抽樣定理"。
將課程內容前后貫通、融為一體，使學生能夠縱橫聯想，提高對課程的理解與掌握。
設置N個問題始終貫穿課程教學中，通過實施啟發式、討論式教學，一方面提高學生解決問題、分析問題的能力;另一方面可以激發學生學習的興趣。
課下訓練對于學好信號與系統課程是一個必不可少的環節，通過作業訓練，一來可以用于教師了解、掌握學生的學習情況，二來可以提高學生解決問題的樂趣。
課上與課下所選擇的案例，盡量結合實際應用，這樣有利于學生理解本課程在實際通信系統中的地位、作業。
(六)提高班內容采用"學生自學，老師課下答疑"方式
我院普通班、提高班培養的目標有所區分，由于教學學時的原因，提高班不可能將所有的內容都在課堂講授;為此，將部分知識點作為課下內容，采用"學生自學，老師課下答疑"的方式加以解決。
為了激發學生課下自主學習的能動性，將課下內容作為額外的考核知識點，在期末試卷上以附加題形式出現，成為學生考核加分指標的依據。
三、結束語
本文主要從我院應用型人才培養的角度，對信號與系統課程教學方法進行了探索。
由于信號與系統課程數學公式多，理論性、物理性都較強，多數學生學生過程中感覺困難;如何在教學中解決這些問題，同時激發學生的學習興趣，培養學生的自主學習能力、創新能力，并為考研同學專業課的復習奠定基礎，是本論文研究的一個重要出發點。
參考文獻：
[1] 沈君鳳."信號與系統"課程教學方法探索與實踐[J].中國科教創新導刊，2012(02)：178～ 180.
[2] 黃嵐.《信號與系統》課程教學改革研究[J].計算機與網絡，2010：641- 642.
[3] 廖延娜. MATLAB在《信號與系統》課程教學中的應用[J]. 西安郵電學報，2009(5).
[4] 余潔，王新剛，秦勁松. 對提高"信號與系統"課程教學質量的探討[J]. 教育與職業，2010(08)：129-130.
【應用型人才培養的信號與信息處理課程群建設論文】相關文章：
“信號與信息處理”課程群教學改革論文10-09
地方院校信號處理課程群的建設論文10-09
應用型本科人才培養論文10-09
高校公共管理類課程群建設論文10-08
地方本科高校應用型人才培養論文10-09
醫學檢驗專業應用型人才培養的論文10-08
應用型本科人才培養與教學優化論文10-11
本科課程教學的應用型論文10-09