信息處理系統(tǒng)課程設(shè)計改革分析

時間:2022-08-14 11:30:41

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信息處理系統(tǒng)課程設(shè)計改革分析

摘要:《信息處理系統(tǒng)課程設(shè)計是鍛煉和強(qiáng)化學(xué)生專業(yè)綜合設(shè)計能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。以長江大學(xué)電子信息工程專業(yè)為例,結(jié)合湖北省卓越計劃建設(shè)目標(biāo),針對目前《信息處理系統(tǒng)》課程設(shè)計的現(xiàn)狀及存在的問題,探討以協(xié)同創(chuàng)新能力培養(yǎng)的《信息處理系統(tǒng)》課程設(shè)計的改革措施及實施內(nèi)容。新形式、新思想的課程設(shè)計體現(xiàn)以人為本、以學(xué)生為主的理念,將協(xié)同創(chuàng)新理念引入課程設(shè)計,擴(kuò)充課程設(shè)計內(nèi)容的數(shù)量和類型,以團(tuán)隊協(xié)作方式共同完成課程設(shè)計,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識,提高學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

關(guān)鍵詞:課程設(shè)計;協(xié)同創(chuàng)新;團(tuán)隊協(xié)作;考核評價

高等教育的任務(wù)是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才,發(fā)展科學(xué)技術(shù)文化。一方面,為了適應(yīng)新世紀(jì)科技發(fā)展和社會競爭對人才培養(yǎng)的要求,高等教育中必須加強(qiáng)對學(xué)生協(xié)同創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]。以學(xué)生為主體,注重教學(xué)法研究,激發(fā)學(xué)生協(xié)同創(chuàng)新意識,不斷豐富教學(xué)改革成果,提高學(xué)生解決實際問題的能力。另一方面,提升創(chuàng)新能力的時代內(nèi)涵和重要意義早已超出某一主體、某一領(lǐng)域、某一行業(yè)的范疇,亟待需要突破自主創(chuàng)新的體制障礙,推動并引導(dǎo)社會創(chuàng)新力量的協(xié)同并進(jìn),從而實現(xiàn)國家創(chuàng)新能力和競爭實力的根本提升[2]。高校與科學(xué)研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)開展協(xié)同創(chuàng)新,離不開協(xié)同創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。培養(yǎng)大學(xué)生協(xié)同創(chuàng)新能力對于實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新戰(zhàn)略、建設(shè)創(chuàng)新型國家具有重要意義。目前在高等工科院校中,課程設(shè)計是高校實踐教學(xué)體系中的重要課程之一,是在專業(yè)主干課的理論授課后開設(shè)的一個綜合性實踐環(huán)節(jié),是培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識分析和解決工程實際問題能力、訓(xùn)練工程師的基本技能、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性思維和設(shè)計能力的重要課程。課程設(shè)計是理論和實際應(yīng)用之間的紐帶,是強(qiáng)化學(xué)生的知識應(yīng)用能力和實踐動手能力的重要手段,在工科人才培養(yǎng)中具有不可替代的重要作用。針對課程設(shè)計的教學(xué)改革比如課程設(shè)計的方式、內(nèi)容、組織形式、評價機(jī)制以及學(xué)生的創(chuàng)新、計算機(jī)輔助設(shè)計以及團(tuán)隊合作的能力等的培養(yǎng),高校教師們一直在探索的道路上。

1《信息處理系統(tǒng)》課程設(shè)計的現(xiàn)狀

《信息處理系統(tǒng)》課程設(shè)計對先修課程知識的綜合運用能力要求高,要求學(xué)生要能夠較靈活地運用所學(xué)的基礎(chǔ)知識。雖然學(xué)生在前3年基本學(xué)完專業(yè)主干課程并經(jīng)過多門課程實驗環(huán)節(jié)的訓(xùn)練[2],但對所學(xué)的知識點仍然零散,對信號處理系統(tǒng)的理解和系統(tǒng)設(shè)計能力仍十分欠缺,探其原因,分析了目前《信息處理系統(tǒng)》課程設(shè)計在教學(xué)過程中存在以下幾方面問題。1.1學(xué)生對課程設(shè)計重視度不夠?!缎畔⑻幚硐到y(tǒng)》課程設(shè)計在電子信息工程專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中占有重要的位置。這一環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)的好壞對培養(yǎng)電子工程師的基本設(shè)計素質(zhì)和后期的就業(yè)具有重要的影響。但在教學(xué)實施過程中,部分學(xué)生對這一環(huán)節(jié)的重視度不夠,另由于課程設(shè)計的時間比較緊,還有部分備戰(zhàn)考研的同學(xué)也放松了對自己的要求,想在緊張而忙碌的備考后好好地放松下,對課程設(shè)計總抱著應(yīng)付了事,走個形式的態(tài)度。對設(shè)計中出現(xiàn)的一些問題不去認(rèn)真思考,查找資料,而是敷衍了事盲目模仿,甚至照搬照抄一些參考書或網(wǎng)絡(luò)資源的一些思路,簡單機(jī)械地完成課程設(shè)計的任務(wù)。即使這部分學(xué)生通過了課程設(shè)計的考核,但是學(xué)習(xí)效果甚微,達(dá)不到預(yù)期的教學(xué)要求和課程設(shè)計目的。1.2學(xué)生缺乏實際工程知識。在課程設(shè)計過程中,由于學(xué)生普遍缺乏實際工程的知識[3],尤其在涉及到具體信號識別處理中,對應(yīng)用的環(huán)境,識別的算法、識別的精度等環(huán)節(jié)認(rèn)識不足,部分學(xué)生只是依照教材或參考資料進(jìn)行模仿設(shè)計,很少能結(jié)合工程實際綜合考慮來進(jìn)行設(shè)計,大多數(shù)學(xué)生的設(shè)計方案可以說是“理論型”的,缺乏工程實際意義。因此工程實踐知識的缺乏,也嚴(yán)重影響著《信息處理系統(tǒng)》課程設(shè)計教學(xué)質(zhì)量的提高。1.3學(xué)生對先修課程綜合應(yīng)用能力差?!缎畔⑻幚硐到y(tǒng)》課程設(shè)計的先修課程有信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、數(shù)字圖像處理、數(shù)字語音信號處理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課,學(xué)生不能融會貫通地應(yīng)用信號處理的知識,將具體的圖像信號、語音信號進(jìn)行數(shù)字處理,反映出其分析問題、解決問題的綜合應(yīng)用能力比較差。1.4學(xué)生之間協(xié)同能力差。由于之前課程設(shè)計任務(wù)比較單一,全班同學(xué)課程設(shè)計的方案和內(nèi)容幾乎相同,每位同學(xué)完成從系統(tǒng)設(shè)計、程序編寫到最后完整的任務(wù),不需要同學(xué)間的協(xié)作,課設(shè)中學(xué)生之間各自為戰(zhàn),很少或沒有經(jīng)驗交流,缺乏團(tuán)隊協(xié)同合作意識,相互協(xié)作的精神也很難發(fā)揮,體現(xiàn)不出團(tuán)隊合作中的榮譽感和責(zé)任感。因此為了適應(yīng)新世紀(jì)科技發(fā)展和社會競爭對人才培養(yǎng)的要求,高等教育中必須加強(qiáng)對學(xué)生協(xié)同創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。這些以提高學(xué)生創(chuàng)新能力為目標(biāo)開展的多形式改革,打破了傳統(tǒng)課程設(shè)計中的問題和不足,以學(xué)生為主體,注重教學(xué)法研究,激發(fā)學(xué)生協(xié)同創(chuàng)新意識,不斷豐富教學(xué)改革成果,提高學(xué)生解決實際問題的工程能力,培養(yǎng)大學(xué)生協(xié)同創(chuàng)新能力。

2基于協(xié)同創(chuàng)新能力培養(yǎng)的課程設(shè)計改革措施

為此必須更新教育思想和觀念,加強(qiáng)《信息處理系統(tǒng)》課程設(shè)計的改革和建設(shè),著重培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)同創(chuàng)新能力。為了加強(qiáng)課程設(shè)計建設(shè),主要從以下幾方面進(jìn)行改革。2.1提前布置課程設(shè)計題目提前布置課程設(shè)計題目,建立工程意識。以往的課程設(shè)計任務(wù)基本都是課程設(shè)計周的第一天開始布置,學(xué)生直到課程設(shè)計開始才了解要完成的任務(wù)[4],一些學(xué)習(xí)能力差一些的學(xué)生或者基礎(chǔ)理論不扎實的學(xué)生很難在第一時間進(jìn)入課程設(shè)計狀態(tài)。為給學(xué)生留出更多時間來查閱相關(guān)資料,把課程設(shè)計的任務(wù)布置的時間提前2-4周,一方面這樣學(xué)生在了解課設(shè)的任務(wù)和要求后,可以針對性去收集相關(guān)資料,為課程設(shè)計的順利進(jìn)行積累更多的理論基礎(chǔ);另一方面,學(xué)生帶著課設(shè)任務(wù)可以結(jié)合自己今后的就業(yè)方向或升學(xué)的專業(yè),這樣在平時的學(xué)習(xí)和積累學(xué)習(xí)過程有了目標(biāo)性和針對性;有意識地將學(xué)到的理論知識用于指導(dǎo)實踐,有助于學(xué)生將平時的學(xué)習(xí)生活和工程實踐結(jié)合,使傳統(tǒng)課程設(shè)計理論實踐相脫離的問題得以改善,更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng),有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、建立工程實踐意識。2.2改革教學(xué)方式改革教學(xué)方式,更新重組教學(xué)內(nèi)容。在《信息處理系統(tǒng)》課程設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容中融入新技術(shù),增加人工智能技術(shù)中流行的Python語言程序設(shè)計,引入深度學(xué)習(xí)、機(jī)器視覺等一些基本算法和應(yīng)用。在“協(xié)同創(chuàng)新”理念下,注重學(xué)科交叉與問題導(dǎo)向,圍繞學(xué)生工程能力培養(yǎng)及知識結(jié)構(gòu)架構(gòu)來設(shè)計課程體系,組織教學(xué)內(nèi)容,利用人工智能計算平臺實現(xiàn)人臉識別、語音識別,車牌識別、指紋的識別等系統(tǒng)的設(shè)計。由于這些課題屬于當(dāng)前研究的熱點,學(xué)生也比較感興趣并且切合實際的工程案例,學(xué)生可以親身體會人工智能新技術(shù)、新思想,這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程思維與綜合能力。2.3采用聯(lián)合培養(yǎng)模式。聯(lián)合培養(yǎng)模式可以有效彌補院校自身師資力量、實驗條件等方面的不足。改變工科人才培養(yǎng)不接地氣的現(xiàn)狀,一方面引入產(chǎn)業(yè)或企業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)校園課堂,可以把企業(yè)的技術(shù)需求及時轉(zhuǎn)達(dá)給學(xué)生,根據(jù)學(xué)生和企業(yè)的需求,專業(yè)教師可與企業(yè)根據(jù)新技術(shù)的發(fā)展,共同制定與企業(yè)技術(shù)相關(guān)的課設(shè)內(nèi)容,共同指導(dǎo)學(xué)生,解決工程實際問題為企業(yè)未來實現(xiàn)人才、科研等需求提供便利。另一方面加強(qiáng)企業(yè)學(xué)習(xí)與校內(nèi)學(xué)習(xí)形成優(yōu)勢互補,充分體現(xiàn)企業(yè)學(xué)習(xí)的目的:學(xué)習(xí)企業(yè)的先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)企業(yè)文化;深入開展工程實踐活動;參與企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和工程研究與開發(fā)[5-6];培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)精神和職業(yè)道德。。2.4課程設(shè)計與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目協(xié)同發(fā)展。為提高學(xué)生對課程設(shè)計興趣,把大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)[7-8]大賽作為一個標(biāo)桿,鼓勵學(xué)生參與大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目、創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目和創(chuàng)業(yè)實踐項目等,引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新潛能的開發(fā)。本著以學(xué)生為本,知識傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)提高、協(xié)調(diào)發(fā)展的教育理念和能力培養(yǎng)為核心的后續(xù)教育,有利于多樣化創(chuàng)新人才的培養(yǎng),強(qiáng)化創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力訓(xùn)練,增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和在創(chuàng)新基礎(chǔ)上的創(chuàng)業(yè)能力,培養(yǎng)適應(yīng)創(chuàng)新型國家建設(shè)需要的高水平創(chuàng)新人才,滿足國家對社會緊缺的復(fù)合型拔尖創(chuàng)新人才和應(yīng)用人才的需要。2.5完善考核環(huán)節(jié)完善考核環(huán)節(jié),豐富考核內(nèi)容。嚴(yán)格的考核制度是保障教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵,要重視實踐環(huán)節(jié)的過程訓(xùn)練[9-10]。學(xué)生在進(jìn)行課程設(shè)計時,根據(jù)學(xué)生的興趣點和學(xué)生的專業(yè)特長,學(xué)生分成若干個設(shè)計小組,鼓勵學(xué)生更加靈活、多樣的個性化設(shè)計方案。由于采用團(tuán)隊協(xié)作的模式,考核過程中首先實行組內(nèi)的成員根據(jù)實際分工的情況實施自評的方式,其次通過演講的方式考查學(xué)生對專業(yè)理知識的理解能力、表達(dá)能力、分析能力;再次采用結(jié)果演示、實驗報告等形式考查學(xué)生的解決問題的能力、實驗操作能力和邏輯思維能力,實驗報告要求學(xué)生學(xué)會總結(jié)與歸納,包括課程設(shè)計方案的比較,本設(shè)計的主要特色,結(jié)果和性能分析,遇到的問題以及解決思路,設(shè)計需要改進(jìn)之處及體會等;最后綜合上述的幾個考核環(huán)節(jié),給出最終的成績評價。在教學(xué)質(zhì)量評估環(huán)節(jié)中,可邀請企業(yè)人員加入課程設(shè)計考核小組,以用人單位的視角多角度評價學(xué)生的各項能力。學(xué)生在課程設(shè)計中接受了全面的訓(xùn)練,不斷培養(yǎng)他們的協(xié)作創(chuàng)新精神和團(tuán)隊精神。

3結(jié)語

針對工科院?!缎畔⑻幚硐到y(tǒng)》課程設(shè)計存在的普遍問題,文中對《信息處理系統(tǒng)》課程設(shè)計進(jìn)行教學(xué)改革與實踐。一切從學(xué)生角度考慮,結(jié)合“以學(xué)生為本”的思想和“協(xié)同創(chuàng)新”的理念,這種教學(xué)模式充分調(diào)動和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,《信息處理系統(tǒng)》課程設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量得到穩(wěn)步提高。只有進(jìn)行符合學(xué)科發(fā)展規(guī)律的實踐探索,才能不斷提高人才培養(yǎng)質(zhì)量,更好地培養(yǎng)具有協(xié)同創(chuàng)新能力、高素質(zhì)綜合型人才。

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作者:王圓妹 李濤 單位:1.長江大學(xué)電子信息學(xué)院信息系 2.長江大學(xué)電子信息學(xué)院自動化系