基于課程群的電子信息類專業課程改革與實踐

西安歐亞學院信息工程學院 燕麗紅

“質量工程”和“創新型”人才培養是國家對高等院校提出的教育培養的戰略性方針[1]，結合應用型人才培養的目標，如何能更好地貫徹教育的精神，提高教學質量，設置符合學生特色的培養目標和課程體系就顯得尤為重要。因此，作為地方院校，我們本著以學生為中心的教育方針，在深入走訪調研相應企業和標桿院校的基礎上，提出了課程群建設，以更好地促進教與學。本文旨在對信息處理類專業課包括《MATLAB系統仿真》、《信號與系統》、《數字信號處理》、《DSP原理及應用》等課程之間的內容進行整合、優化，通過學時重新分配、課程內容重新設計、增加實踐課時比例，撰寫以學生為中心的教學大綱等手段保證創新性人才的培養。

一、課程群的建立

1990年，北京理工大學“在課程建設中應當以教學計劃的整體優化為目標”，提出要注重“課群”(課程群的早期稱謂)的研究與建設之后[2]，目前對課程群有兩種不同的理解：一種觀點認為課程群是某一專業學科內諸多課程的集合，是以學科作為群的界限，因此課程群就是相同學科、不同分支學科的組合；另一種觀點認為課程群是指專業課程體系中某一類別的課程集合，如專業基礎課程群、專業課程群、專業方向或專業限選方向課程群等，是以專業作為群的界限。課程群建設有別于單門課程建設的一個重要標志就是課程體系建設和在其基礎上的課程教學內容優化與整合，壓縮重復內容，減少課程學時數，并利用課程內容上的關聯性相互支撐和強化，實行大課程建設的目的[3]。

二、我院信息處理類專業教學現狀及規劃

1.信息類專業課程教學目前存在的問題

(1)缺乏課程群概念，以往課程內容的調整以課程為單位，沒有考慮到群內各課程知識間的相似性特點，各課程教學時數設置不夠科學合理，不同課程在授課內容上存在顧此失彼、內容銜接不合理或重復等現象。如《信號與系統》中對連續信號和離散信號對有涉及，重點對連續信號和系統進行講述，但一般都會利用4-6學時講述離散信號的Z變換，而《數字信號處理》中又用4個學時講Z變換，造成教學內容重復及課時利用率低。同時《DSP原理及應用》是實踐性很強的課程，應加大課時比例，由于支撐該課程所需知識前端課程內容的重復，勢必要占用一定的課時，引起后續課程時數的減少。因此在以上兩門課優化資源后可以加大這門課的學時數。

(2)強調理論知識，輕視實踐環節。教學實施過程中，過多注重“厚基礎”，忽視了“夠用”及應用能力的培養，不利于激發學生主動學習的積極性。

《信號與系統》和《數字信號處理》這兩門課數學理論繁多，學生不容易理解和掌握，借助軟件仿真可以使理論知識進行直觀形象地展現，便于學生掌握。《MATLAB系統仿真》具有強大的仿真功能，但這門課目前是單一開設，而且是在《信號與系統》和《數字信號處理》這兩門課沒有學習的情況下先前開設，學生在學習時沒有專業知識，就不能將其精華---仿真功能進行深入。而且綜合性設計較少，不利于學生對理論的應用。因此要改革以往的教學方式和手段以提高學生的學習的積極性和主動性。

2.信息類專業課程教學規劃

針對目前對課程群的理解和我院的特點，我們以專業依據，對信息類課程進行整合，建立相應的專業課程群。本文將《MATLAB系統仿真》、《信號與系統》、《數字信號處理》、《DSP原理及應用》等幾門課有機的組合，建立了信息類專業課程群。具體圍繞課程體系，整合內容、優化課時，改革教學方式和手段，完善教學大綱等方面進行研究，以提高學生學習的主動性和積極性，及學生的實踐能力。

三、信息處理類專業課程群課程教學內容整合與改革

電子信息類技術的快速發展，要求院校要與時俱進，在大學四年有限的教學時數里，如何使信息類專業的學生能夠更好地將信息處理類知識融會貫通，更能將理論與實際有機的結合，借鑒已有的教學成果，在課程群建立的基礎上，深入分析信息處理類各課程之間的相互關系，重新對課時進行分配，內容重整，加大實踐環節。

1.課程內容的整合和優化

《信號與系統》是信息類專業必學的一門專業基礎課，而且是學生考研必考的一門專業課。是《數字信號處理》、《數字圖像處理》、《自動控制》等課程的前修課。其主要講述的是信號的時域和頻域內的特性、連續系統與離散系統的分析方法，數學推導較多，理論較抽象。《數字信號處理》主要針對離散信號處理與離散系統，理論性很強，它將《信號與系統》中的理論和方法進行了延伸與擴充，也是《DSP原理及應用》的理論支撐課。《DSP原理與應用》是將《數字信號處理》的基本理論和算法付諸實現的途徑和方法，是一門實踐性很強的課程。《MATLAB系統仿真》是一門軟件仿真課，它可以對《信號與系統》和《數字信號處理》這兩門課中的理論進行直觀形象的展現，便于學生的理解和掌握[4，5]。

根據以上四門課的特點，在組建信息類專業課程群后，首先對其課程內容進行整合，學時進行優化。在深入研究各自內容和相互之間的關系后，在整個學科有限的學時上，將《MATLAB系統仿真》這門課去掉，同時將其對應的內容滲透到《信號與系統》和《數字信號處理》中，而對MATLAB的基礎知識老師可以給予學生大量的參考資料讓學自學生。

《信號與系統》還是64學時，但重在連續信號和系統的分析。《數字信號處理》由原來的56變為48學時，主要講述離散系統的分析和處理技術，重在離散傅里葉變換（DFT、FFT）、濾波器設計等，同時增加1周的《數字信號處理課程設計》。《DSP原理與應用》由原來的32變為48學時，加強系統設計與應用。

2.教學方法和方式改革

(1)教學理念的改革

建立以學生為中心的教學理念，重視學生的參與度與主動性。

(2)建立網上教學平臺

目前我院主要采用內容豐富的網絡輔助教學系統，即BB（Blackboard）系統。學生可以利用BB網絡教學系統隨時自學、交流和答疑，提交作業，討論等，保證了較高的教學效果。同時老師在課堂中及時地給與學生點評和激勵，這樣的方式有效地提高了學生學習的積極性。

3.實踐教學的改革

(1)單一課程實驗內容的改革。在學時有限的前提下，將純教室上課改為部分教室，部分機房，在教師講完一部分理論之后，在機房讓學生進行上機仿真實現。

(2)根據課程群需要，編寫以學生為中心的教學大綱，注重了學生的參與度，改革了考核評價體系，更全面地對學生知識的掌握進行了評價。

(3)重視《DSP原理與應用》系統設計內容，結合FPGA(Field Programmable Gate Array的縮寫，即現場可編程門陣列)等技術加強學生對信息處理技術的應用。

(4)增加了《數字信號處理課程設計》，采用案例教學和項目驅動的方式進行，通過一周的課程設計，讓學生更好地對信息處理進行分析和應用。

四、結論

課程群的建立，是對相近課程的重新設計、整合，刪除原來課程間重復和交疊的內容，合理地對內容進行優化，避免了以前單一課程和其他課程內容之間的銜接不連續，使學生能更好地從整體上對專業課程體系及相互之間的關系進行掌握和學習，學生在有限的學時內真正地掌握了學習的方法和思想，達到了舉一反三的作用。通過對信息類專業課程群建立及對課程內容的整合和優化，教學方法的改革，促進了教學質量的提高。

[1]盧昌荊,邱錦明,等.IT類應用型人才培養模式創新實驗區改革[J].計算機教育,2011(2):8-11.

[2]郭必裕.對高校課程群建設中課程內容融合與分解的探討[J].現代教育科學,2005(2):66-68.

[3]胡曉,秦劍,劉長紅.基于課程群的電子信息工程專業實驗室建設探討[J].高校實驗室工作研究,2010,105(3):39-40.

[4]張新安.應用型本科電子信息工程專業實踐教學體系改革的研究與實踐[J].湖南科技學院學報,2009,30(4):174-177.