基于創新人才培養的信息處理課程群建設探討

楊 佳 遲耀丹

（1.吉林建筑大學電氣與計算機學院，吉林 長春130000；2.吉林省建筑電氣綜合節能重點實驗室，吉林 長春130000）

基于創新人才培養的信息處理課程群建設探討

楊 佳1，2遲耀丹1，2

（1.吉林建筑大學電氣與計算機學院，吉林 長春130000；2.吉林省建筑電氣綜合節能重點實驗室，吉林 長春130000）

1990年，北京理工大學提出“課程群”建設，有效地將課程與課程之間結合，打破課程本身建設的局限性，形成完整的課程教學體系，教學效果遠遠好于相關單門課程教學效果的總和。在近幾年的教學改革中，吉林建筑大學（以下簡稱“我?！保π畔⑻幚碚n程群的建設進行了一些探索與實踐，但是還有如下需要改進的地方：一是，強化課程群內部課程間的相關性，把縱向有傳承關系、橫向有內在關聯的教學內容緊密結合起來；二是，分析課程群內所有知識點，去掉重復的內容，形成新的理論和實驗教學體系；三是，增加創新思維的教學，培養學生創新能力；實現整體大于各門課程之和的教學目的。

1 信息處理課程群建設的總體概況

1.1 優化課程群的結構

信息處理課程群主要包括“模擬電子技術”、“數字電子技術”、“信號與系統”、“數字信號處理”、“傳感器檢測技術”和“單片機原理及應用”六門課程。根據課程特點和教學要求，把六門課程重新分類，組成如圖1所示的課程群結構。將“模擬電子技術”、“數字電子技術”作為課程群的基礎課程，“信號與系統”、“數字信號處理”作為理論分析課程，“單片機原理及應用”、“傳感器檢測技術”作為應用課程。在整合重復知識點的基礎上，加強工程應用方面的訓練內容，培養學生的動手能力和創新能力。

圖1 課程群結構

1.2 調整課程群的課程標準

從信息處理的角度確定課程群的課程標準，從課程群的整體考慮，而不是單門課程的設計方法與思路。在基礎類、理論分析類與應用類課程的內容設置基礎上，以案例為基礎講授基本概念與基本理論；從工程的角度，講授應用類課程。從多題目，多角度入手，培養學生應用與創新能力。

1.3 改革課程群的教學模式和教學方法

課程群教學中，采用“三結合”的教學模式，即教學內容與實驗相結合、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。教授內容注重與實際相聯系，加深理論與工程應用的聯系，強調工程應用基礎，激發學生的學習興趣和創新思維能力，注重課程作業的綜合性、開放性和設計性。

2 課程的設計與規劃

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。下面根據基礎類課程、理論分析類課程和和應用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。

2.1 基礎類課程注重理論與興趣培養相結合，培養學生的電子信息工程學科思維

基礎類課程的模擬電子技術和數字電子技術具有內容多、學時緊的特點，但是不能反映出新的電子技術。模擬技術與數字技術在傳統授課方法中是分開講授的，工程實踐中多數場合是模擬與數字技術相結合的電路，這些電路雖然廣泛應用但是在教學中難以安排。結合工程實踐，學習基礎類課程同時要培養學生對電子信息工程學科的愛好與興趣。為此，對基礎類課程做了重新規劃與設計。

（1）基礎與興趣并重?；A課程，讓學生了解電信號的采集與流動情況，通過篩選課程中的重點與難點，刪除重復、陳舊內容，改善課程內容；在保證基礎課程內容的前提下，在教學過程中增加新技術、新器件的內容。在教學過程中，結合相應的實施例，增強基礎理論與實際的內在聯系，激發學生的創造能力與學習興趣。

（2）科研與創新能力開發。學生可以參與老師的科研項目，從實踐入手，增強基礎研究，加深理論知識學習的同時，調動學生的創新能力。再者，圍繞課題內容，老師可以設計應用型任務，調動學生的學習熱情，提高自主解決問題的能力。

2.2 理論分析類課程

理論分析類課程的“信號與系統”和“數字信號處理”是非常重要的兩門課程，但是兩門課程都有離散信號和系統方面的內容，而“數字信號處理”課程在“信號與系統”課程之后，這就要求合理設計與規劃“數字信號處理”課程的教學內容，既要避免重復又要推陳出新。

（1）基礎應用和技術應用優化整合

“信號與系統”和“數字信號處理”由于是承前啟后的兩門課程，因此安排在連續的兩個學期分別進行講授?！靶盘柵c系統”和“數字信號處理”在所講授的內容上有相似的部分，也有一部分內容是有所重復的，但是兩門課的側重點略有不同，一個是對基本概念及方法為主進行介紹，另一個更多的是側重實用性和技術性。因此部分內容以回顧和補充的形式予以展現。這兩門課有一個相同的特點，就是理論性較強，有大量的公式和證明，在講授時，注重以應用為主，淡化公式的證明過程。

（2）系統性、邏輯性優化整合

“信號與系統”這門課程重點是對連續信號和系統在時域和變換域的分析方法進行介紹，特別是在變換域（傅里葉變換、拉普拉斯變換）的研究方法是非常重要的。對于離散信號和離散系統的介紹內容相對較少，只是初步的介紹一下時域的求解方法和z變換的部分內容。

數字信號處理作為其后續課程，對連續系統不再進行介紹，而只講授離散信號和系統的分析方法，分別介紹了時域和變換域的分析方法，特別是對多種變換方法（傅里葉變換、z變換、離散傅里葉變換、快速傅里葉變換）進行講解，最后對于模擬和數字濾波器的設計方法進行了必要的介紹。

（3）授課學時的優化整合

兩門課程的學時均為中等學時量，信號與系統課程計劃為64學時，其中理論學時60學時，實驗學時為4學時。數字信號處理計劃學時為46學時，其中理論學時38學時，實驗教學為8學時，并配有為期一周的課程設計。整合后兩門課的理論教學為98學時，實驗為12學時，課程設計為一周。對理論學時內容進行整合，可以包括以下四個方面的內容：

1）新課程體系的理論基礎10學時

2）連續信號與系統時域、頻域、復頻域分析46學時

3）離散信號與系統時域、頻域分析28學時4）模擬、數字濾波器設計14學時

2.3 應用類課程

“傳感器檢測技術”和“單片機原理及應用”應用類課程是對理論內容的應用與實踐，拓展理論內容，重點在于訓練學生的實踐能力、創新能力。

（1）創新創業項目的能力培養。引導學生參加創新創業性的比賽與實踐，把各個課程關聯起來、完成綜合性的設計。例如參加大學生創新創業項目，參加大學生電子設計競賽，參加挑戰杯比賽等課外實踐活動，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。

（2）選用項目驅動的實踐模式?！皞鞲衅鳈z測技術”和“單片機原理及應用”課程應用性和綜合性強，可以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，如位移測量實驗、數據采集實驗等，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 課程群建設成效

課程群建設依托我校電氣與電子信息工程學院，近年來，承擔吉林省高校教學改革研究重點和一般項目5項。學生獲全國大學生電子設計競賽、數學建模競賽等省級獎勵30多項。

［1］羅朝明，陶揚威，胡順超，李文.基于應用型人才培養的信號與信息處理課程群建設探究[J].中國電力教育，2013（32）:115-117.

［2］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.

［3］陳戈珩,王宏志.“信號與系統”和“數字信號處理”課程優化整合的探索與實踐[J].長春工程學院學報(社會科學版),2008,9(2):83-86.

［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.

［責任編輯：李書培］

吉林省教育科學“十二五”規劃課題“信號、系統與控制課程群建設”（GH13225）；吉林省高等教育教學研究課題“建筑類院校電子信息工程專業微型計算機類課程群建設”。