研究性教學(xué)理念融入電子信息本科教學(xué)的探索與實踐

張麗紅 尹王保 山西大學(xué) 030006

研究性教學(xué)理念融入電子信息本科教學(xué)的探索與實踐

張麗紅 尹王保 山西大學(xué) 030006

文章從學(xué)期制改革、優(yōu)化課程體系和課程設(shè)置、 加強實踐教學(xué)、開設(shè)研究性課程、提高教師素質(zhì)等幾方面對電子信息專業(yè)本科教學(xué)改革進行了分析，通過教學(xué)實施，將研究性教學(xué)理念融入電子信息本科教學(xué)進行了探索與實踐，以提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和綜合應(yīng)用能力，進一步提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)高水平電子信息專業(yè)人才。

研究性教學(xué);電子信息;創(chuàng)新;教學(xué)改革

隨著電子信息技術(shù)日新月異的發(fā)展，社會需要更多的具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的電子信息應(yīng)用型人才，因此推進人才培養(yǎng)模式和機制改革，著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，是時代發(fā)展與社會進步對人才培養(yǎng)提出的新的要求。在本科教學(xué)中引入研究性教學(xué)理念，把著力點放在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與實踐能力上，是提升本科教學(xué)質(zhì)量的一個重要突破口。在此，研究性教學(xué)的內(nèi)涵不僅包括針對學(xué)生開展的探究性學(xué)習(xí)的各種教學(xué)活動，也包括大學(xué)生的研究與創(chuàng)新活動。

近幾年來我們將研究性教學(xué)理念融入電子信息本科教學(xué)進行了探索與實踐，在學(xué)期制改革、優(yōu)化課程體系和課程設(shè)置、改進教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容等幾方面進行了教學(xué)實施，提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和綜合實踐能力，提高了教學(xué)質(zhì)量。

1 實行學(xué)期制改革，推動研究性教學(xué)

為了切實把研究性理念引入本科教學(xué)的全過程，進而推動各項教學(xué)改革的進一步深化，在大量調(diào)研思考討論的基礎(chǔ)上，2006年5月，山西大學(xué)正式?jīng)Q定從2007年開始試行三學(xué)期制。這種以學(xué)期制改革為制度平臺，帶動研究性教學(xué)的全面拓展，深受廣大師生的擁護和好評。山西大學(xué)把三學(xué)期制作為將研究性教學(xué)理念引入本科教學(xué)的制度平臺，三學(xué)期中二個長學(xué)期中學(xué)生學(xué)習(xí)和探究學(xué)科專業(yè)范疇內(nèi)系統(tǒng)性的知識，8月中旬到9月底設(shè)置為短學(xué)期，在短學(xué)期著重引導(dǎo)學(xué)生用所學(xué)知識進行以問題為中心的探究性學(xué)習(xí)和社會實踐，強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的思維能力和實踐能力。“三學(xué)期制”與傳統(tǒng)的“兩學(xué)期”不是簡單地在時間上做加法，而是充分發(fā)揮多學(xué)期之間相互配合、相互映現(xiàn)、相互提升的作用，挖潛師生學(xué)術(shù)探究的自主意識，因此，學(xué)期的時間安排要有利于師生學(xué)術(shù)探究的自主性。

電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)在短學(xué)期內(nèi)設(shè)有學(xué)術(shù)講座、課程設(shè)計、科研訓(xùn)練、實習(xí)、前沿及交叉學(xué)科理論課程等，學(xué)生在二年級就開始有自己固定的指導(dǎo)教師，一直到畢業(yè)時的畢業(yè)設(shè)計。在短學(xué)期內(nèi)學(xué)生既可以鞏固和實踐前兩學(xué)期所學(xué)的理論知識，從而提高自己的實踐能力，也可以探索和學(xué)習(xí)自己感興趣的知識或技能，參與教師的科研活動。教師可以利用短學(xué)期采用研究性課程、研究性實驗、各類選修課、學(xué)術(shù)講座等形式，將本科教學(xué)納入自己的學(xué)術(shù)研究中，也可以將自己的學(xué)術(shù)成果融入本科教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生進行研究性學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生崇尚學(xué)術(shù)的志向。這一改革為師生間或?qū)W生之間合作研究提供了自由的時間，對促進教師教學(xué)與科研的有機結(jié)合，促進多元化課程體系的構(gòu)建與優(yōu)化，促進學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與創(chuàng)新起到了積極的作用，為教師以問題為取向的學(xué)術(shù)研究提供了制度性的支持。三學(xué)期的制度安排也解決了中國學(xué)期制與國外學(xué)期制錯位的問題，有利于促進學(xué)校進行國際間的交流與合作。

在新形勢下，山西大學(xué)構(gòu)建了有利于推動研究性教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的現(xiàn)代教學(xué)管理制度和彈性靈活的教學(xué)運行機制。構(gòu)建了教師教學(xué)激勵機制，尊重教師的個性風(fēng)格與獨創(chuàng)精神，保障教師的教學(xué)自主權(quán)，鼓勵教師編著與錘煉精品教材和研制CAI課件，設(shè)立了教學(xué)研究與改革基金，資助教學(xué)研究改革試驗項目，完善教學(xué)成果獎勵制度，充分激發(fā)教師的教學(xué)積極性和創(chuàng)造性，使教師主導(dǎo)與學(xué)生主體在研究性教學(xué)中真正融為一體，推動了研究性教學(xué)的實施。

2 優(yōu)化課程體系和課程內(nèi)容，促進人才培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)變

學(xué)制改革對傳統(tǒng)的課程設(shè)置提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn).它必然要求建立一種與之相配套的新的課程體系。可以說，學(xué)期制改革的關(guān)鍵不在于課時或課程的增加和減少，而在于課程體系是否有利于學(xué)生探究性學(xué)習(xí)和教師研究性教學(xué)的開展，改革的著眼點應(yīng)放在優(yōu)化課程體系上。改革電子信息專業(yè)課程設(shè)置，造就高層次的、新型的電子信息專業(yè)人才，使他們具有更合理的知識結(jié)構(gòu)及能力特征。電子信息專業(yè)課程設(shè)置的原則是:緊緊圍繞培養(yǎng)目標(biāo)，適應(yīng)本專業(yè)發(fā)展趨勢，優(yōu)化課程比例。注重學(xué)科自身建設(shè)，引進融合相關(guān)學(xué)科的理論和方法，同時要保持課程內(nèi)容的層次結(jié)構(gòu)，根據(jù)專業(yè)方向和辦學(xué)側(cè)重點的要求，合理配置公共基礎(chǔ)課程、專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)方向課程，形成科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科體系。降低必修課比例、加大選修課比例、減少課堂講授時數(shù)，增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時間和空間，促進學(xué)生個性發(fā)展，著力培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。

在課程內(nèi)容上要突出“少、精、寬、新”，如通過對《信號與系統(tǒng)》、《數(shù)字信號處理》兩門課程內(nèi)容重新規(guī)劃設(shè)計，以MATLAB語言為仿真工具填補信號與系統(tǒng)仿真建模的空白，刪除兩門課程間離散信號Z變換和離散系統(tǒng)描述內(nèi)容的重復(fù)，實現(xiàn)課程內(nèi)容的優(yōu)化整合。《高頻電子線路》《通信原理》及《通信系統(tǒng)》的課程內(nèi)容也是如此，實現(xiàn)其優(yōu)化整合，減少授課學(xué)時，提高教學(xué)質(zhì)量。利用學(xué)科前沿動態(tài)、交叉學(xué)科和邊緣學(xué)科的內(nèi)容，拓展學(xué)生的思維和學(xué)科視野。在教學(xué)形式上基礎(chǔ)課、科研課、專題課和講座相結(jié)合，根據(jù)社會發(fā)展、電子和通信學(xué)科發(fā)展和學(xué)生的需求靈活調(diào)整。尤其是短學(xué)期的教學(xué)安排，不能是單一課程的堆加，而以問題或項目的形式，拓寬課程所涵蓋的學(xué)科范圍，引導(dǎo)學(xué)生探究最新學(xué)術(shù)動態(tài)，以整合性的思維方式分析和解決實際問題。

3 注重實踐性和綜合性，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識能力和創(chuàng)新思維

強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，推進實驗內(nèi)容和實驗?zāi)Ｊ礁母锖蛣?chuàng)新，加強實驗、實習(xí)、課程設(shè)計、社會實踐、畢業(yè)論文等實踐教學(xué)，加大綜合性、研究性實驗力度。加強教學(xué)與電子信息實踐活動的緊密結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力、分析問題和解決問題能力。

改變按單門課程設(shè)置、以驗證性實驗為主的保姆式傳統(tǒng)實驗教學(xué)模式，實行實驗室向?qū)W生開放，增設(shè)設(shè)計性、綜合性、研究性實驗項目，學(xué)生根據(jù)實驗內(nèi)容和要求，查閱文獻資料，自主擬定實驗方案，先假設(shè)后實驗，得到實驗結(jié)果，進行分析討論，撰寫實驗報告。在研究性實驗教學(xué)中，指導(dǎo)教師的基本任務(wù)是為實驗提示方向，嚴(yán)格審查并幫助完善學(xué)生自主設(shè)計的實驗方案，在實驗過程中注重觀察調(diào)控、釋疑解難，對實驗結(jié)果與報告開展分析討論，評價實驗所取得的成效，找出不足和改進意見，不斷提高大學(xué)生的科學(xué)實驗?zāi)芰Α?/p>

根據(jù)電子信息學(xué)科專業(yè)特點，探索靈活多樣的課內(nèi)外、校內(nèi)外以及各種時間與空間相結(jié)合的技能訓(xùn)練、專業(yè)實習(xí)、社會調(diào)查等實踐教學(xué)新模式。在重視校內(nèi)各種基本技能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，加強同電子通信企業(yè)的聯(lián)系，讓大學(xué)生能夠從現(xiàn)代企業(yè)和真實社會中，獲得理論聯(lián)系實際的專業(yè)實習(xí)和社會調(diào)查的機會，在社會企業(yè)專業(yè)人員和教師的共同指導(dǎo)下，增強專業(yè)實踐知識，提高專業(yè)實踐能力。

在實驗教學(xué)手段上，采用仿真軟件、CAI課件、多媒體、因特網(wǎng)等先進手段輔助實驗教學(xué)，利用多媒體技術(shù)，把實驗原理、方法等清晰地展現(xiàn)在學(xué)生面前，形象、直觀易被學(xué)生接受和理解，從而激發(fā)了他們對實驗課的興趣，提高學(xué)生的實驗技能，拓寬學(xué)生的視野。

4 提高主干課程的研究性，鼓勵學(xué)生參與研究與創(chuàng)新活動

電子信息課程要求學(xué)生既要有扎實的數(shù)學(xué)和物理理論基礎(chǔ)，又需要有較強的實踐能力。學(xué)校和學(xué)院鼓勵教師開設(shè)研究性課程，并給予一定的經(jīng)費支持，提高主干課程的研究性。 教授給本科生上課，將他們的研究成果融入本科教學(xué)，精心培育名師、精品課程、優(yōu)秀教材等標(biāo)志性工程，并真正發(fā)揮這些標(biāo)志性工程的示范輻射作用，帶動本科教學(xué)工作向更高的水平發(fā)展。

教師在教學(xué)中針對三學(xué)期制和培養(yǎng)人才培養(yǎng)目標(biāo)研究教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容。對于不同的課程采用的研究性教學(xué)方法不同，其具體辦法和形式多種多樣，如發(fā)現(xiàn)式教學(xué)、問題式教學(xué)、情境式教學(xué)、支架式教學(xué)、討論式教學(xué)、合作教學(xué)、案例教學(xué)、隨機訪問教學(xué)等，教師們一旦掌握了現(xiàn)代教學(xué)理念，能夠根據(jù)課程性質(zhì)、教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的特點，創(chuàng)造性地進行教學(xué)設(shè)計，恰當(dāng)?shù)剡\用必要的現(xiàn)代教育技術(shù)和信息資源，尋求適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式、方法來組織實施研究性課堂教學(xué)，努力提高教學(xué)質(zhì)量。比如在“通信原理”課程的教學(xué)中，教師對于通信原理的研究性教學(xué)進行了設(shè)計，在教學(xué)內(nèi)容上把握學(xué)科發(fā)展動態(tài)，合理安排教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)既考慮到基礎(chǔ)理論的系統(tǒng)性，又有新穎性和前沿性，如包含OFDM、MIMO、CDMA、空時編碼技術(shù)和自適應(yīng)技術(shù)均衡等新技術(shù)。另外規(guī)定“通信系統(tǒng)Simulink 仿真設(shè)計 ”、“ 傅里葉變換的應(yīng)用”、“ OFDM、MIMO、CDMA、空時編碼技術(shù)和自適應(yīng)技術(shù)等新技術(shù)專題研究”等幾個主題，學(xué)生根據(jù)自己的愛好選擇主題或自定主題，查閱資料進行設(shè)計和總結(jié)，這項活動由：咨詢與選題、查閱資料、閱讀文獻、制定設(shè)計方案、研究報告寫作及大會報告5個環(huán)節(jié)組成。最后全班舉行一次成果交流會，可以是口頭匯報，實物展示或多媒體呈現(xiàn)等，通過此形式，激發(fā)了學(xué)生對研究性學(xué)習(xí)的熱情，培養(yǎng)了學(xué)生自主獲取知識的能力。該項活動的主要好處是，學(xué)生直接從有關(guān)期刊所發(fā)表的研究論文中學(xué)習(xí)到通信研究的最新進展；通過對論文的閱讀和理解，初步認(rèn)識到科學(xué)研究對學(xué)科發(fā)展的推動作用；了解到科學(xué)研究的基本過程和重要性；學(xué)習(xí)和掌握了文獻查閱和檢索的基本方法，培養(yǎng)了自主獲取知識的能力；學(xué)習(xí)了如何對科學(xué)論文進行總結(jié)；通過報告，鍛煉了口頭表達能力。這項活動實際上是雙贏的活動，既促進了學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)了學(xué)生的能力，又為教師授課補充了大量的科技文獻，促進了教師的研究性教學(xué)。

學(xué)院和學(xué)校都設(shè)立了大學(xué)生科研訓(xùn)練計劃和創(chuàng)新實驗項目，對大學(xué)生自主科研項目給予資助，并吸收大學(xué)生做教師的科研助手，直接參與教師的課題研究，通過科研助手的鍛煉，使學(xué)生有機會體驗自身業(yè)務(wù)成長的過程，懂得探究學(xué)問的方法，培養(yǎng)初步的探索性研究能力。

5 加快教師隊伍建設(shè)，提升教師研究性教學(xué)水平

教師作為知識的傳遞者，承擔(dān)著培養(yǎng)復(fù)合型人才、創(chuàng)新型人才的神圣職責(zé)，如果沒有多學(xué)科的知識，就不可能指導(dǎo)學(xué)生用多學(xué)科的視角去分析問題和解決問題，也就不利于徹底實現(xiàn)多學(xué)科融合的目的。電子信息專業(yè)的教師，要在知識結(jié)構(gòu)上符合專業(yè)要求，全面掌握專業(yè)教育的課程體系與知識結(jié)構(gòu)的內(nèi)在聯(lián)系。在引進教師時，注重吸收不同學(xué)科背景的專業(yè)人才進人教師隊伍，做到學(xué)科交叉，優(yōu)勢互補。同時采用科研促教計劃，利用聯(lián)合渠道爭取專業(yè)科研課題，提高教師科研水平及教學(xué)水平。

通過研究性教學(xué)理論研究、實踐經(jīng)驗總結(jié)、經(jīng)費支持、研究性教學(xué)觀摩、師生共同研究實踐以及團隊教學(xué)等方式來提升教師研究性教學(xué)的能力和水平，使學(xué)生能夠真正從研究性教學(xué)和學(xué)期制改革中獲益。

教學(xué)改革是一項艱巨的任務(wù)，以上是山西大學(xué)物理電子工程學(xué)院電子信息專業(yè)近幾年的改革探索和實踐，雖然取得了一些成績，但還需要繼續(xù)不斷的積極探索和實踐以及各方面的支持和配合，為培養(yǎng)信息時代高層次的電子信息創(chuàng)新人才做出更大貢獻。

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[3]陳建平等.從工科基礎(chǔ)課程的特點出發(fā)開展研究性教學(xué).中國大學(xué)教學(xué)[J]. 2008（5）.

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.22.143

張麗紅（1968-），河北省趙縣人，山西大學(xué)物理電子工程學(xué)院電子信息研究室主任，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事智能信息處理、圖像處理等研究。