面向“新工科”的信號(hào)處理課程群建設(shè)實(shí)踐與探索

于迎霞　劉威　馬蘭

摘要：作者從“新工科”中實(shí)踐創(chuàng)新性課程體系建設(shè)關(guān)鍵任務(wù)出發(fā)，結(jié)合所在學(xué)校信息類專業(yè)開展信號(hào)處理課程群教改項(xiàng)目的改革實(shí)踐，提出面向“新工科”，需跟進(jìn)高等教育改革趨勢，有效利用地方性高校的實(shí)際專業(yè)狀況和辦學(xué)資源，側(cè)重加強(qiáng)“實(shí)踐創(chuàng)新能力”的課程群體系改革。

關(guān)鍵詞：新工科;信號(hào)處理課程群;實(shí)踐創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2020）10-0106-03

“新工科”以培養(yǎng)未來多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才，為未來提供智力和人才支撐為建設(shè)目標(biāo)，對傳統(tǒng)工科專業(yè)人才培養(yǎng)提出了新要求，現(xiàn)有的傳統(tǒng)工科專業(yè)需探索改革創(chuàng)新。新疆大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院以“新工科”建設(shè)為推動(dòng)，改革創(chuàng)新信息類復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，將課程群建設(shè)納入了課程建設(shè)日程。

● 改革實(shí)踐

信息類專業(yè)可以通過轉(zhuǎn)型和改造，升級(jí)為新型工科專業(yè)，為此，其傳統(tǒng)課程體系需要進(jìn)行改造和優(yōu)化。筆者所在學(xué)校的“新工科”建設(shè)仍處于籌備探索建設(shè)階段，期望通過信號(hào)處理課程群建設(shè)將“新工科”專業(yè)相關(guān)的課程如大數(shù)據(jù)、人工智能等，與傳統(tǒng)基礎(chǔ)課程相整合，以優(yōu)化課程體系，使學(xué)生建立起完整的課程群知識(shí)體系，生成相應(yīng)的實(shí)踐能力。筆者在研究分析國內(nèi)優(yōu)秀課程群建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和成果的基礎(chǔ)上，按照如上頁圖1所示的建設(shè)路線進(jìn)行了創(chuàng)新性建設(shè)和改革。

經(jīng)過三個(gè)學(xué)期的調(diào)研、項(xiàng)目改革實(shí)踐，筆者采取網(wǎng)上在線匿名調(diào)查問卷的方式，以學(xué)生為中心，通過對“信號(hào)與系統(tǒng)”“通信原理”兩門課程改革的跟蹤調(diào)研，來進(jìn)行效果初評。調(diào)查問卷發(fā)放對象為新疆大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院2015級(jí)到2017級(jí)信息類專業(yè)的353名學(xué)生，其中“信號(hào)與系統(tǒng)”調(diào)查問卷回收270份，回收比例約為76%，“通信原理”調(diào)查問卷回收262份，回收比例約為74%。從問卷反饋結(jié)果可以看出，整個(gè)課程體系的改革和優(yōu)化獲得了初步成效，大部分學(xué)生反饋在取得學(xué)分的同時(shí)，拓展了專業(yè)知識(shí)，鍛煉了自己的學(xué)習(xí)能力，各方面綜合能力都得到了提升。

● 面向“新工科”，繼續(xù)探索信號(hào)處理課程群建設(shè)改革

結(jié)合信號(hào)處理課程群項(xiàng)目推進(jìn)的實(shí)踐過程，對照圖2“新工科”建設(shè)行動(dòng)路線“三個(gè)階段，三個(gè)任務(wù)，三個(gè)突破”中的關(guān)鍵任務(wù)，比較分析其他高校的專業(yè)課程群建設(shè)，筆者認(rèn)為所在學(xué)校信號(hào)處理課程群建設(shè)還需進(jìn)一步探索改革。

1.改進(jìn)課程群設(shè)置缺陷

在現(xiàn)有的信號(hào)處理課程群設(shè)置中，筆者所在學(xué)校與許多高校類似，存在“重理論，輕實(shí)踐”的問題。例如，理論課學(xué)時(shí)占比仍比較高，與實(shí)踐課課時(shí)比為2：1，甚至為3：1，并且，在教學(xué)績效分配計(jì)算工作量時(shí)，會(huì)將實(shí)驗(yàn)課時(shí)縮減30%。

除此之外，一些高校在信號(hào)處理課程群建設(shè)中忽略了公共基礎(chǔ)課的建設(shè)，并沒有將高等數(shù)學(xué)列入課程群體系，忽視了“深厚數(shù)理基礎(chǔ)”在運(yùn)用科學(xué)原理解決工程難題中的重要性，存在“重專業(yè)，輕通識(shí)”的問題。例如，在影響“通信原理”課程學(xué)習(xí)因素的調(diào)查問卷中，可明確《高等數(shù)學(xué)》在信號(hào)處理課程群體系中的重要性不可忽略。但本校的課程群設(shè)置也只是將《應(yīng)用數(shù)學(xué)》（工程數(shù)學(xué)）納入了課程群體系，沒有考慮《高等數(shù)學(xué)》。

2.進(jìn)一步完善強(qiáng)化創(chuàng)新實(shí)踐能力訓(xùn)練體系

目前，在信號(hào)處理課程群建設(shè)中改革工程實(shí)踐模式，通過多實(shí)踐環(huán)節(jié)鍛煉學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力已漸成雛形（如下頁圖3），即從單門課程實(shí)驗(yàn)到課程群系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)，打造“驗(yàn)證型—綜合型—?jiǎng)?chuàng)新實(shí)踐型”的完整實(shí)驗(yàn)鏈條，完成從簡單到復(fù)雜、從單一到綜合的實(shí)踐教學(xué)過程。新工科背景下，要讓學(xué)生適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展，在掌握基礎(chǔ)知識(shí)、基本能力的基礎(chǔ)上培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神，課程建設(shè)方面需進(jìn)一步強(qiáng)化創(chuàng)新實(shí)踐能力訓(xùn)練體系，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研融合。另外，在信號(hào)處理課程群的核心骨干課程——必修實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐課時(shí)之外，可引入線上虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)輔助線下基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，并搭建學(xué)科競賽平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生參與大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、全國計(jì)算機(jī)大賽等創(chuàng)新性大賽，同時(shí)在教師科研團(tuán)隊(duì)中引入本科生，依托相關(guān)科研平臺(tái)或重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資源，鍛煉學(xué)生科研創(chuàng)新思維。除此之外，為了跟進(jìn)市場和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，保證校內(nèi)工程教育課程與社會(huì)需求不脫節(jié)，應(yīng)依托企業(yè)，搭建校企聯(lián)動(dòng)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，讓學(xué)生走出去，深入到企業(yè)中去。

3.有效利用本校專業(yè)資源，課程群建設(shè)應(yīng)體現(xiàn)多學(xué)科交叉融合

筆者所在學(xué)校設(shè)置了經(jīng)濟(jì)學(xué)、法學(xué)、文學(xué)、理學(xué)、工學(xué)等九個(gè)學(xué)科門類，有94個(gè)本科專業(yè)，省部級(jí)以上科研平臺(tái)（團(tuán)隊(duì)）42個(gè)。而在信號(hào)處理課程群建設(shè)方面，如何有效地利用專業(yè)和學(xué)科資源，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科、跨專業(yè)的課程建設(shè)交叉融合，相關(guān)的文獻(xiàn)中并沒有提及，需要在信號(hào)處理課程群建設(shè)實(shí)踐中進(jìn)一步探索。

4.跟進(jìn)高等教育發(fā)展趨勢，與學(xué)科大類進(jìn)行招生和培養(yǎng)的契合

我國大部分“211工程”院校已實(shí)行大類招生，這種按照學(xué)科大類招生和培養(yǎng)學(xué)生的辦法，打破了按專業(yè)招生的傳統(tǒng)模式，是體現(xiàn)通識(shí)教育理念的一種人才培養(yǎng)模式，順應(yīng)了高等教育的發(fā)展趨勢。筆者所在學(xué)校從2019年開始實(shí)行大類招生和培養(yǎng)，即學(xué)生入學(xué)1～2年內(nèi)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程，之后再具體分專業(yè)。在全面推進(jìn)大類招生的當(dāng)下，改進(jìn)并繼續(xù)推行現(xiàn)有的信號(hào)處理課程群建設(shè)迫在眉睫，目前沒有可借鑒的文獻(xiàn)，需要在信號(hào)處理課程群的項(xiàng)目實(shí)踐中進(jìn)一步探索。

● 結(jié)語

“新工科”適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，為當(dāng)前各高校，尤其是地方性高校指引了發(fā)展方向，如何適應(yīng)“新工科”建設(shè)培養(yǎng)創(chuàng)新性人才成為各高校課程建設(shè)改革的重點(diǎn)。筆者所在學(xué)校在開展實(shí)施信號(hào)處理課程群教改項(xiàng)目實(shí)踐的基礎(chǔ)上，跟進(jìn)高等教育的改革趨勢，有效利用地方性高校的實(shí)際專業(yè)狀況和資源，繼續(xù)探索“面向新工科”的專業(yè)核心課課程群建設(shè)，側(cè)重加強(qiáng)“實(shí)踐創(chuàng)新能力”的課程群體系改革，為新工科在具體形式上的應(yīng)用提供了嘗試。

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