信息处理系列课程创新实验平台建设与实践

2011-02-20刘晋胜

中国现代教育装备 2011年11期

关键词：信息处理实验室实验教学

刘晋胜

广东石油化工学院计算机与电子信息学院广东茂名 525000

信息处理系列课程创新实验平台建设与实践

刘晋胜

广东石油化工学院计算机与电子信息学院广东茂名 525000

针对现阶段高等学校培养的工程应用型人才与社会所需存在一定差距的问题，结合应用型人才培养的模式，提出系列课程创新实验平台建设方案。信息处理系列课程创新实验平台建设是从课程系统化建设出发，积极探索信息处理系列课程的特点，以工程项目为主线进行该系列课程创新实验平台硬件及内容建设，并加强实验过程的执行管理。通过实践，培养了学生的系统化、工程化的思维及提高了学生的动手能力，表明系列课程创新实验平台建设方案切实可行，具有一定的可推广性。

信息处理；系列课程；创新实验平台

Abstract: Aiming at the gap between the application and needs of society talents of training colleges, the innovation experiment platform construction of series of courses is presented with the mode of applied talents. For the innovation experiment platform construction of information processing series of courses, the paper explores the characteristic of information processing series of courses from the course systematic construction, and the platform hardware and content of this series of courses is carried on for project mainly, then, the executive management during the experiment is enhanced. Through practice, the systematic and engineering-oriented thinking of the students is trained, and the practical ability is increased, it shows that the innovation experiment platform construction of series of courses is practicable and some promotion.

Key words: information processing; series of courses; innovation experiment platform

目前高等教育制度与社会发展存在着较多的问题，培养学生注重的是理论学习，与社会的实际需求有较大脱节，特别是理工科专业大量的毕业生无法直接从事工业生产。如何提高学生的动手能力，现阶段提出了许多改革措施，其中以工程设计理念培养学生得到社会各界的认可，对实验项目进行工程化、系统化建设能够有利于提高学生的学习兴趣，有利于提高学生的动手能力。系列课程创新平台就是将多门相关课程作为一个整体加以统筹考虑，以工程的概念合理安排实验设备、内容及实验过程。

随着信息化技术的发展，信息处理是一个重要的教学方向，在许多电类专业如电子信息工程、通信工程、电子科学与技术及电子测量与控制等均设置有信息处理专业方向。该方向具有课程少、应用性强、适用性广以及教学效果明显等优势，加强信息处理系列课程实验平台建设能够强化学生的专业技能，培养学生的学习兴趣。在过去的几年中，对电子信息工程专业信息处理系列课程的创新实验平台进行了深入探索及实践改革，并依托广东省实验教学示范中心的实验硬件环境，进行了信息处理系列课程创新实验平台的建设，并在实施过程中解决了出现的问题，取得了良好的效果。

1 创新实验平台建设内容

建设信息处理系列创新实验平台，其具体建设方案是以信号与系统、数字信号处理、Matlab技术应用、DSP系统设计与开发、语音处理及图像处理等专业基础课及专业课为信息处理系列课程，并针对该6门课程进行创新实验的设计及内容规划，提出以工程模式为主线建设实验硬件平台及软件内容，包括：

1.1 抓住机遇，有效落实系列课程创新实验平台硬件建设

现代通信技术重点实验室，利用学校配套以及校级示范中心建设经费，围绕已经购买的大量实验设备进行外部配套设施的完善，在原来的实验教学基础上，把基础性实验内容和一些专门化实验内容打通，构建了创新型实验平台。

创新实验平台的硬件建设需要依靠各门课程的实验平台，但更重要的是需要打破常规，建设多课程共用的实验平台，将多门课程实验安排在同一个实验室，合并资源，增加少量的外部设备，满足创新实验的开展。大量的外部设备由教师自行开发，能够结合目前学生的实际情况，是实现教和改的同步进行结果。如DSP实验平台，现在使用的是由本校教师自行改进的实验装置，除通用的端口实验等内容外，包括图像采集、图像显示、语音采集、语音播放等硬件环境，能够提供硬件设备的配置实验，同时也能够快速配置硬件，完成更深层次的软件开发实验，为学生进行创新实验提供保障。同时该实验平台并不是只完成DSP系统设计与开发课程实验，也是语音处理及图像处理的课程实验创新实验平台。

1.2 联系实际，提升系列课程创新实验平台项目内容

创新实验平台以创新为根本，通过实验引导学生进行创新，因此应该从该系列课程中每门课程的性质进行分析，确定每门课程的实验时数、实验教学大纲以及实验项目内容等进行探讨以及制定相应的创新改革方案，尽可能的多增加创新性及设计性实验。实验内容的创新性改革，是研究的重点内容，创新平台实验内容的改革应该以信息处理为主线，加强系列课程以及工程设计的概念，强调课程之间以及实验项目之间的联系，彻底打破独自设立实验以及因人设课的框框，把实验归结到1个或多个完整的工程，每个实验便是工程中的一部分。

例如，1个工程是MP3设计，多门课程均围绕该工程主线进行实验内容的设置，在信号与系统及数字信号处理等课程的实验中以MP3的数据能量分析、系统响应及滤波方式等进行设置，在DSP系统设计与开发课程中以语音采集、压缩以及误码分析等实验项目进而引导到MPEG的压缩标准上，让学生加强对语音处理上的认识和理解，培养深入研究的兴趣及方向，最后在语音处理的实验课程中进行MP3的程序设计。

2 创新实验平台运行

经过几年的改革实践，规范了实验创新平台的运行机制，提出以人为本，加强管理，保证了实验改革的质量。在实验过程中做到实验前有预习，实验中有辅导，对实验平台全面开放、考核制度规范以及师资队伍管理等方面，进行严格管理。

2.1 加强预习，提高实验的创新性

加强预习能够让学生有备而来，是解决创新实验的根本。在创新实验平台上进行实验需要学生在预习报告中阐明自己的实验创新点，创新实验的预习不只是学生的预习，而是在教师的辅导下进行，实验教师对同学提交的课题及其研究方案的科学性、可行性进行论证，结合实验室本身条件，对方案提出修改、优化。在整个预习过程中，利用先进的网络平台，建设开放式的实验中心网站以及实验选课和教学管理网站，进一步促进实验教学工作的深入和师生间信息的畅通，保证预习效果。

2.2 加强实验课程中的辅导

在实验过程中将会出现各种不同的问题，问题的难易程度也不尽相同，这就要求教师能够对学生创新内容的理解才能给学生更好的引导。在实验过程中，针对学生遇到问题教师应予引导、解惑，启发、鼓励学生大胆地思考和尝试，认真分析问题，找出解决问题的办法，让学生通过自己积极主动的思考，有所创新，有所发挥，敢于坚持自己认为正确的东西，实事求是地记录所测数据，取得实验的成功。在实验过程中严格管理，避免学生拷贝、抄袭等情况的发生。

2.3 全面开放，保证实验效果

简单地“开放”并不能达到创新实验教学的要求，有的学生为了获得实验结果，需要长时间在实验平台上进行设计及分析，有学生为理解实验的测试结果，需及时向相关专业教师请教，所以实验室的开放并不仅限于时间及仪器设备的开放，同时也需要教师的指导，让开放实验变成实验课程的延续。学生享受实验室的全方位开放，能够有效提高学生的积极性，提高学生实验项目的连续性及系统性，提高了实验质量。

2.4 考核制度的更新和落实

合理的考核办法能够端正学生的实验态度，规范实验过程，提高实验教学效果。在对实验项目执行过程中，严格按项目制定的实验流程进行授课及学生成绩考核，制定相应的实验考核评价标准。实验中将创新性加入到考核标准中占实验成绩的30%，实验完成质量占成绩的40%，平时的考核占成绩的30%。

2.5 师资队伍的管理

系列课程平台建设针对学生工程开发能力的培养，对教师的要求远高于基础实验，因此在对教师课程内容的理解、实验内容、器材准备和教学方法改革等都提出了更高的要求，教师要有较强的工程开发能力。加强对教师队伍的建设，挑选有一定工程经验的教师作为系列课程的核心骨干，并以奖励机制保证骨干的稳定。加强对年轻教师工程意识及经验的培养，提升教学队伍的整体素质。

3 平台建设成效

过去5年，在实践中不断探索和完善，形成了一个相对稳定的信息处理系列课程创新实验平台。学生通过平台实践，发挥了信息处理系列课程在人才培养中的地位与作用，培养了学生的实际动手能力、创新思维能力、分析解决问题能力和严谨的科学素养，促进学生在知识、能力、素质上的综合提高。有如下几方面的效果：

(1)最突出的表现形式是学生毕业设计对信息处理系列课题的青睐，越来越多的学生选择信息处理类毕业设计题目，并且该类型的题目完成情况好，成品率较高。随着改革的深入，从2008年以来，电子信息工程专业学生毕业设计的成品率有很大提高，2010年毕业设计60%的学生完成了工程实践作品，工程设计和软件开发的比例也首次超过85%。

(2)在对实验平台不断完善过程中，也非常重视课程建设。在系列课程中的信号与系统和数字信号处理是校级精品课程，该课程建设依托信息处理创新实验平台，同时也促进该创新平台的完善。

(3)学生的创新成果不断涌现。2009年全国电子设计大赛电子信息工程专业学生获广东省二等奖1项、三等奖1项。2008～2010年获校级创新实验项目8项，项目成果评价优秀3项。2010年学生申请实用新型专利5项。

(4)通过信息处理系列平台建设，实验改革内容不断落实，实验室各项内容不断完善，充实了现代通信技术重点实验室。于2010年成功申报广东省实验教学示范中心。