基于课程群的电子信息类专业课程改革与实践

西安欧亚学院信息工程学院 燕丽红

“质量工程”和“创新型”人才培养是国家对高等院校提出的教育培养的战略性方针[1]，结合应用型人才培养的目标，如何能更好地贯彻教育的精神，提高教学质量，设置符合学生特色的培养目标和课程体系就显得尤为重要。因此，作为地方院校，我们本着以学生为中心的教育方针，在深入走访调研相应企业和标杆院校的基础上，提出了课程群建设，以更好地促进教与学。本文旨在对信息处理类专业课包括《MATLAB系统仿真》、《信号与系统》、《数字信号处理》、《DSP原理及应用》等课程之间的内容进行整合、优化，通过学时重新分配、课程内容重新设计、增加实践课时比例，撰写以学生为中心的教学大纲等手段保证创新性人才的培养。

一、课程群的建立

1990年，北京理工大学“在课程建设中应当以教学计划的整体优化为目标”，提出要注重“课群”(课程群的早期称谓)的研究与建设之后[2]，目前对课程群有两种不同的理解：一种观点认为课程群是某一专业学科内诸多课程的集合，是以学科作为群的界限，因此课程群就是相同学科、不同分支学科的组合；另一种观点认为课程群是指专业课程体系中某一类别的课程集合，如专业基础课程群、专业课程群、专业方向或专业限选方向课程群等，是以专业作为群的界限。课程群建设有别于单门课程建设的一个重要标志就是课程体系建设和在其基础上的课程教学内容优化与整合，压缩重复内容，减少课程学时数，并利用课程内容上的关联性相互支撑和强化，实行大课程建设的目的[3]。

二、我院信息处理类专业教学现状及规划

1.信息类专业课程教学目前存在的问题

(1)缺乏课程群概念，以往课程内容的调整以课程为单位，没有考虑到群内各课程知识间的相似性特点，各课程教学时数设置不够科学合理，不同课程在授课内容上存在顾此失彼、内容衔接不合理或重复等现象。如《信号与系统》中对连续信号和离散信号对有涉及，重点对连续信号和系统进行讲述，但一般都会利用4-6学时讲述离散信号的Z变换，而《数字信号处理》中又用4个学时讲Z变换，造成教学内容重复及课时利用率低。同时《DSP原理及应用》是实践性很强的课程，应加大课时比例，由于支撑该课程所需知识前端课程内容的重复，势必要占用一定的课时，引起后续课程时数的减少。因此在以上两门课优化资源后可以加大这门课的学时数。

(2)强调理论知识，轻视实践环节。教学实施过程中，过多注重“厚基础”，忽视了“够用”及应用能力的培养，不利于激发学生主动学习的积极性。

《信号与系统》和《数字信号处理》这两门课数学理论繁多，学生不容易理解和掌握，借助软件仿真可以使理论知识进行直观形象地展现，便于学生掌握。《MATLAB系统仿真》具有强大的仿真功能，但这门课目前是单一开设，而且是在《信号与系统》和《数字信号处理》这两门课没有学习的情况下先前开设，学生在学习时没有专业知识，就不能将其精华---仿真功能进行深入。而且综合性设计较少，不利于学生对理论的应用。因此要改革以往的教学方式和手段以提高学生的学习的积极性和主动性。

2.信息类专业课程教学规划

针对目前对课程群的理解和我院的特点，我们以专业依据，对信息类课程进行整合，建立相应的专业课程群。本文将《MATLAB系统仿真》、《信号与系统》、《数字信号处理》、《DSP原理及应用》等几门课有机的组合，建立了信息类专业课程群。具体围绕课程体系，整合内容、优化课时，改革教学方式和手段，完善教学大纲等方面进行研究，以提高学生学习的主动性和积极性，及学生的实践能力。

三、信息处理类专业课程群课程教学内容整合与改革

电子信息类技术的快速发展，要求院校要与时俱进，在大学四年有限的教学时数里，如何使信息类专业的学生能够更好地将信息处理类知识融会贯通，更能将理论与实际有机的结合，借鉴已有的教学成果，在课程群建立的基础上，深入分析信息处理类各课程之间的相互关系，重新对课时进行分配，内容重整，加大实践环节。

1.课程内容的整合和优化

《信号与系统》是信息类专业必学的一门专业基础课，而且是学生考研必考的一门专业课。是《数字信号处理》、《数字图像处理》、《自动控制》等课程的前修课。其主要讲述的是信号的时域和频域内的特性、连续系统与离散系统的分析方法，数学推导较多，理论较抽象。《数字信号处理》主要针对离散信号处理与离散系统，理论性很强，它将《信号与系统》中的理论和方法进行了延伸与扩充，也是《DSP原理及应用》的理论支撑课。《DSP原理与应用》是将《数字信号处理》的基本理论和算法付诸实现的途径和方法，是一门实践性很强的课程。《MATLAB系统仿真》是一门软件仿真课，它可以对《信号与系统》和《数字信号处理》这两门课中的理论进行直观形象的展现，便于学生的理解和掌握[4，5]。

根据以上四门课的特点，在组建信息类专业课程群后，首先对其课程内容进行整合，学时进行优化。在深入研究各自内容和相互之间的关系后，在整个学科有限的学时上，将《MATLAB系统仿真》这门课去掉，同时将其对应的内容渗透到《信号与系统》和《数字信号处理》中，而对MATLAB的基础知识老师可以给予学生大量的参考资料让学自学生。

《信号与系统》还是64学时，但重在连续信号和系统的分析。《数字信号处理》由原来的56变为48学时，主要讲述离散系统的分析和处理技术，重在离散傅里叶变换（DFT、FFT）、滤波器设计等，同时增加1周的《数字信号处理课程设计》。《DSP原理与应用》由原来的32变为48学时，加强系统设计与应用。

2.教学方法和方式改革

(1)教学理念的改革

建立以学生为中心的教学理念，重视学生的参与度与主动性。

(2)建立网上教学平台

目前我院主要采用内容丰富的网络辅助教学系统，即BB（Blackboard）系统。学生可以利用BB网络教学系统随时自学、交流和答疑，提交作业，讨论等，保证了较高的教学效果。同时老师在课堂中及时地给与学生点评和激励，这样的方式有效地提高了学生学习的积极性。

3.实践教学的改革

(1)单一课程实验内容的改革。在学时有限的前提下，将纯教室上课改为部分教室，部分机房，在教师讲完一部分理论之后，在机房让学生进行上机仿真实现。

(2)根据课程群需要，编写以学生为中心的教学大纲，注重了学生的参与度，改革了考核评价体系，更全面地对学生知识的掌握进行了评价。

(3)重视《DSP原理与应用》系统设计内容，结合FPGA(Field Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列)等技术加强学生对信息处理技术的应用。

(4)增加了《数字信号处理课程设计》，采用案例教学和项目驱动的方式进行，通过一周的课程设计，让学生更好地对信息处理进行分析和应用。

四、结论

课程群的建立，是对相近课程的重新设计、整合，删除原来课程间重复和交叠的内容，合理地对内容进行优化，避免了以前单一课程和其他课程内容之间的衔接不连续，使学生能更好地从整体上对专业课程体系及相互之间的关系进行掌握和学习，学生在有限的学时内真正地掌握了学习的方法和思想，达到了举一反三的作用。通过对信息类专业课程群建立及对课程内容的整合和优化，教学方法的改革，促进了教学质量的提高。

[1]卢昌荆,邱锦明,等.IT类应用型人才培养模式创新实验区改革[J].计算机教育,2011(2):8-11.

[2]郭必裕.对高校课程群建设中课程内容融合与分解的探讨[J].现代教育科学,2005(2):66-68.

[3]胡晓,秦剑,刘长红.基于课程群的电子信息工程专业实验室建设探讨[J].高校实验室工作研究,2010,105(3):39-40.

[4]张新安.应用型本科电子信息工程专业实践教学体系改革的研究与实践[J].湖南科技学院学报,2009,30(4):174-177.