多源信息融合課程教學質量提升方法探索

孫力帆 付主木 宋書中 冀保峰

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201722055

摘要：隨著計算機網絡技術、通信技術以及多傳感器技術的飛速發展與廣泛應用，多源信息融合由于其貼近學科前沿的特點，已經被眾多高等學校選為工科研究生課程。因此如何有效提高多源信息融合課程的教學質量是目前亟待解決的現實問題，而教學質量的提升同時又是影響學生綜合素質的關鍵因素。本文深入分析了信息融合課程的設置與要求，結合數學理論和工具在信息融合中的特點，以科研課題研討式教學法為出發點，從傳授學生專業知識，提高教師學術水平以及通過師生之間的課程互動來激發學生學習積極性，培養和提高他們的研究能力等方面來探索課堂教學質量的方法和途徑。

關鍵詞：多源信息融合；理論教學；教學質量

現今我國社會已經全面邁入了信息時代，信息技術是當前發展速度最快的高新技術之一，已經成為我國經濟增長的重要引擎。信息技術各相關領域在戰略性新興產業發展中所發揮的作用，將直接影響我國戰略性新興產業的發展進程。為了應對這種局面，多源信息融合作為一門新興的前沿學科和研究領域應運而生。多源信息融合的目的是充分利用不同時間與空間的多傳感器信息資源，并根據所獲得的多傳感器觀測信息在一定準則下對被測對象分析，解釋，描述，從而使系統獲得比各個組成部分更優越的性能。多源信息融合技術作為一種智能化信息處理技術，己在工業機器人、空中交通管制、環境監測、復雜系統的診斷維護等民用領域得到廣發應用。然而，《多源信息融合》在高校的教學計劃和課程安排上并沒有得到充分體現，這是因為國內對信息融合領域的研究起步較晚，涉及該領域的專著和教材資料參考書也較少。此外，大多數從事該領域的都是軍工，研究所科技工作者以及生產設計的工程技術人員。因此，他們對于多源信息融合的學習研究有著很大的需求，而作為未來該領域研究的后備軍，高校學生對多源信息融合技術所涉及的基礎理論知識知之甚少，同時又嚴重缺乏相關的研究與實踐能力。因此，《多源信息融合》作為電子信息類專業研究生的一門選修教學課程，有助于引領研究生的學習模式由本科的理解型向研究型轉變。如何有效提升高校研究生對《多源信息融合》課程學習的積極性和創造性有著非常重要意義，更為實現國家關于加快培育和發展戰略性新興信息產業目標提供堅實的基礎。本文將從以下幾個方面進行分析和討論。

一、《多源信息融合》課程的教學特點

（1）由于多源信息融合技術日益更新和豐富，課程涉及到多個專業方向，比如控制科學與工程，計算機機應用與技術，通信與信號系統，模式識別與智能系統等。因此，任課教師需要了解當前最新的研究發展方向進而系統地傳授給學生。

（2）選課學生可能來自不同專業，因此建議根據學生的專業基礎程度以及各專業對課程的要求深度不同，將學生分組以有利于師生討論交流共同提高。

（3）學生選修多源信息融合課程主要是為了擴大知識面，有助于引領學生的學習模式由本科理解型向研究型轉變。

（4）多源信息融合技術雖然起步較晚，但是卻緊隨著控制論、信息論、DempsterShafer證據理論、模糊邏輯理論等基礎理論，以及計算機網絡技術、通信技術與傳感器技術的快速發展，它是一門跨學科、跨專業的新理論和新方法，需要用到大量的數學工具與基本知識，是所有將來有志于從事該領域的學生、研究人員所必須認真學習的課程。

二、《多源信息融合》課程的教學理念

《多源信息融合》不同于其他研究生課程，它是根據課程內容和其專業方向所設置的具有研究型的課程。

（1）整個課程的教學理念以研究課題為主，通過任課老師的言傳身教，逐步引導學生由學習型轉變為研究型，通過分析課題的所存在問題，進而根據已學的相關理論知識，提出自己的研究方法，充分發揮其主觀能動性，協作性與創新型，以提高研究生自主研究課題項目和解決問題的能力。因此，就需要任課教師具有更深厚的專業背景知識和功底，并進行更充分的課程準備工作。

（2）《多源信息融合》以工程技術為背景，從實際問題出發針對廣大研究生所開設的課程，注重開拓學生眼界，使其將理論知識靈活合理地應用到實際的工程實踐上。因此，信息融合的基礎理論教學是整個課程的教學，通過將課程中所涉及的融合技術與算法的認為學習，為學生們從事該領域相關工作解決實際工程問題打下了堅實的基礎。

（3）任課老師需要詳細了解信息融合的整個歷史發展過程與相關研究方法，以更好地將知識傳授給學生。除了基礎理論知識的傳授，還要注重《多源信息融合》的教學實踐，具體做法為：結合理論知識并根據學生的實際需求，通過引入現實中涉及到的信息融合技術實例和相關實驗仿真平臺，以開闊學生們的科研視野，從而培養研究生的創新和數學思維能力。比如從建立一個完善的信息融合數學模型出發，逐步地提高學生抽象化、優化、邏輯分析、推理計算等等各方面的能力，而上述這些都需要一個堅實的數學基礎作保障。信息融合中需要用的數學理論知識不僅僅是為了演繹、推導和證明，而更重要的是為了解決實際工程所遇到的疑問。通過任課教師的傳授，學生們了解了本課程理論知識和相關實際工程應用的內在關聯，才能將所掌握的信息融合的基礎理論知識熟練地應用于信息融合的各個工程實踐領域。

三、《多源信息融合》課程的教學意義

（1）通過本課程的學習，可以培養學生們的自學能力，比如閱讀資料、檢索查找文獻、分析問題、研究問題、建立數學模型、推導公式，仿真實驗、性能評估和分析總結等能力。通過任課教師的引導，從課題研究的角度出發，將上述能力融會到信息融合的一個實例上來，從而讓學生們在研究過程中不斷提高學生的科研素養，為將來的學位論文以及將來所從事的實際工作打下良好的基礎。

（2） 通過本課程的學習，逐步培養起學生搞科研的各項能力，比如發現問題、描述問題、分析問題、解決問題等，這些與傳統式的填鴨式教學方式完全不同。另外，本課程注重通過任課老師的講授培養學生科研創新能力，鼓勵學生與老師在課堂上進行互動，激發學生的學習積極性。除此之外，還有在課下帶領學生參加各種專業活動增加師生之間的交流，例如參加的全國性的挑戰杯比賽，通過比賽中對某一項目的研究讓學生真正做到理論聯系實際，實反過來又讓實際來檢驗理論，不但使得所掌握的信息融合知識更加扎實，并且樹立起創新意識和創造能力。

（3） 對于《多源信息融合》課程任課老師來說，首先需要具有扎實的專業背景，另外需要將自身的研究方向與課程的內容牢牢地聯系在一起，以自身科研實踐作為實例對學生言傳身教，討論課題研究的深入性與可行性，從而印證和詮釋信息融合理論知識。此外，本課程所采用的課題研究式教學不但需要任課教師具有更深厚的功底，而且需要進行更充分的課程準備工作。因此，在課程講授初期教師必須要對所講內容嚴格把關，逐步為學生學習本門課打好良好的基礎。此外，針對學生在課程中提出的關鍵問題要從研究思路、研究方法等具體方面進行輔導，并且要抽出時間組織研究生面對面進行總結和討論交流。

本文結合《多源信息融合》課程教學的教學現狀，以課題研討室教學法作為出發點，通過對課程設置和目標要求進行詳細分析的基礎上，針對《多源信息融合》課程的教學特點，教學理念、教學意義三個方面提出了如何提升本課程教學質量的思路和實施舉措。以課題研討式教學可以讓學生運用所學的知識自主調動其主動性和創造性，逐步鍛煉學生的科研和創新能力。此外，通過理論知識的講授，教師也要善于總結，不斷提高自身科研教學水平，以激勵學生的學習積極性。而課堂上師生間的互動不但可以加深師生之間的關系，而且更重要的是能夠進一步增強學生的主動學習能力和表達能力。因此，針對《多源信息融合》課程探索出提升教學質量的方法和措施，對于培養將來從事本領域的科研人員以及新時代社會所需求的優秀復合型人才，具有非常重要的指導意義。

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