多源信息融合课程教学质量提升方法探索

孙力帆 付主木 宋书中 冀保峰

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201722055

摘要：随着计算机网络技术、通信技术以及多传感器技术的飞速发展与广泛应用，多源信息融合由于其贴近学科前沿的特点，已经被众多高等学校选为工科研究生课程。因此如何有效提高多源信息融合课程的教学质量是目前亟待解决的现实问题，而教学质量的提升同时又是影响学生综合素质的关键因素。本文深入分析了信息融合课程的设置与要求，结合数学理论和工具在信息融合中的特点，以科研课题研讨式教学法为出发点，从传授学生专业知识，提高教师学术水平以及通过师生之间的课程互动来激发学生学习积极性，培养和提高他们的研究能力等方面来探索课堂教学质量的方法和途径。

关键词：多源信息融合；理论教学；教学质量

现今我国社会已经全面迈入了信息时代，信息技术是当前发展速度最快的高新技术之一，已经成为我国经济增长的重要引擎。信息技术各相关领域在战略性新兴产业发展中所发挥的作用，将直接影响我国战略性新兴产业的发展进程。为了应对这种局面，多源信息融合作为一门新兴的前沿学科和研究领域应运而生。多源信息融合的目的是充分利用不同时间与空间的多传感器信息资源，并根据所获得的多传感器观测信息在一定准则下对被测对象分析，解释，描述，从而使系统获得比各个组成部分更优越的性能。多源信息融合技术作为一种智能化信息处理技术，己在工业机器人、空中交通管制、环境监测、复杂系统的诊断维护等民用领域得到广发应用。然而，《多源信息融合》在高校的教学计划和课程安排上并没有得到充分体现，这是因为国内对信息融合领域的研究起步较晚，涉及该领域的专著和教材资料参考书也较少。此外，大多数从事该领域的都是军工，研究所科技工作者以及生产设计的工程技术人员。因此，他们对于多源信息融合的学习研究有着很大的需求，而作为未来该领域研究的后备军，高校学生对多源信息融合技术所涉及的基础理论知识知之甚少，同时又严重缺乏相关的研究与实践能力。因此，《多源信息融合》作为电子信息类专业研究生的一门选修教学课程，有助于引领研究生的学习模式由本科的理解型向研究型转变。如何有效提升高校研究生对《多源信息融合》课程学习的积极性和创造性有着非常重要意义，更为实现国家关于加快培育和发展战略性新兴信息产业目标提供坚实的基础。本文将从以下几个方面进行分析和讨论。

一、《多源信息融合》课程的教学特点

（1）由于多源信息融合技术日益更新和丰富，课程涉及到多个专业方向，比如控制科学与工程，计算机机应用与技术，通信与信号系统，模式识别与智能系统等。因此，任课教师需要了解当前最新的研究发展方向进而系统地传授给学生。

（2）选课学生可能来自不同專业，因此建议根据学生的专业基础程度以及各专业对课程的要求深度不同，将学生分组以有利于师生讨论交流共同提高。

（3）学生选修多源信息融合课程主要是为了扩大知识面，有助于引领学生的学习模式由本科理解型向研究型转变。

（4）多源信息融合技术虽然起步较晚，但是却紧随着控制论、信息论、DempsterShafer证据理论、模糊逻辑理论等基础理论，以及计算机网络技术、通信技术与传感器技术的快速发展，它是一门跨学科、跨专业的新理论和新方法，需要用到大量的数学工具与基本知识，是所有将来有志于从事该领域的学生、研究人员所必须认真学习的课程。

二、《多源信息融合》课程的教学理念

《多源信息融合》不同于其他研究生课程，它是根据课程内容和其专业方向所设置的具有研究型的课程。

（1）整个课程的教学理念以研究课题为主，通过任课老师的言传身教，逐步引导学生由学习型转变为研究型，通过分析课题的所存在问题，进而根据已学的相关理论知识，提出自己的研究方法，充分发挥其主观能动性，协作性与创新型，以提高研究生自主研究课题项目和解决问题的能力。因此，就需要任课教师具有更深厚的专业背景知识和功底，并进行更充分的课程准备工作。

（2）《多源信息融合》以工程技术为背景，从实际问题出发针对广大研究生所开设的课程，注重开拓学生眼界，使其将理论知识灵活合理地应用到实际的工程实践上。因此，信息融合的基础理论教学是整个课程的教学，通过将课程中所涉及的融合技术与算法的认为学习，为学生们从事该领域相关工作解决实际工程问题打下了坚实的基础。

（3）任课老师需要详细了解信息融合的整个历史发展过程与相关研究方法，以更好地将知识传授给学生。除了基础理论知识的传授，还要注重《多源信息融合》的教学实践，具体做法为：结合理论知识并根据学生的实际需求，通过引入现实中涉及到的信息融合技术实例和相关实验仿真平台，以开阔学生们的科研视野，从而培养研究生的创新和数学思维能力。比如从建立一个完善的信息融合数学模型出发，逐步地提高学生抽象化、优化、逻辑分析、推理计算等等各方面的能力，而上述这些都需要一个坚实的数学基础作保障。信息融合中需要用的数学理论知识不仅仅是为了演绎、推导和证明，而更重要的是为了解决实际工程所遇到的疑问。通过任课教师的传授，学生们了解了本课程理论知识和相关实际工程应用的内在关联，才能将所掌握的信息融合的基础理论知识熟练地应用于信息融合的各个工程实践领域。

三、《多源信息融合》课程的教学意义

（1）通过本课程的学习，可以培养学生们的自学能力，比如阅读资料、检索查找文献、分析问题、研究问题、建立数学模型、推导公式，仿真实验、性能评估和分析总结等能力。通过任课教师的引导，从课题研究的角度出发，将上述能力融会到信息融合的一个实例上来，从而让学生们在研究过程中不断提高学生的科研素养，为将来的学位论文以及将来所从事的实际工作打下良好的基础。

（2） 通过本课程的学习，逐步培养起学生搞科研的各项能力，比如发现问题、描述问题、分析问题、解决问题等，这些与传统式的填鸭式教学方式完全不同。另外，本课程注重通过任课老师的讲授培养学生科研创新能力，鼓励学生与老师在课堂上进行互动，激发学生的学习积极性。除此之外，还有在课下带领学生参加各种专业活动增加师生之间的交流，例如参加的全国性的挑战杯比赛，通过比赛中对某一项目的研究让学生真正做到理论联系实际，实反过来又让实际来检验理论，不但使得所掌握的信息融合知识更加扎实，并且树立起创新意识和创造能力。

（3） 对于《多源信息融合》课程任课老师来说，首先需要具有扎实的专业背景，另外需要将自身的研究方向与课程的内容牢牢地联系在一起，以自身科研实践作为实例对学生言传身教，讨论课题研究的深入性与可行性，从而印证和诠释信息融合理论知识。此外，本课程所采用的课题研究式教学不但需要任课教师具有更深厚的功底，而且需要进行更充分的课程准备工作。因此，在课程讲授初期教师必须要对所讲内容严格把关，逐步为学生学习本门课打好良好的基础。此外，针对学生在课程中提出的关键问题要从研究思路、研究方法等具体方面进行辅导，并且要抽出时间组织研究生面对面进行总结和讨论交流。

本文结合《多源信息融合》课程教学的教学现状，以课题研讨室教学法作为出发点，通过对课程设置和目标要求进行详细分析的基础上，针对《多源信息融合》课程的教学特点，教学理念、教学意义三个方面提出了如何提升本课程教学质量的思路和实施举措。以课题研讨式教学可以让学生运用所学的知识自主调动其主动性和创造性，逐步锻炼学生的科研和创新能力。此外，通过理论知识的讲授，教师也要善于总结，不断提高自身科研教学水平，以激励学生的学习积极性。而课堂上师生间的互动不但可以加深师生之间的关系，而且更重要的是能够进一步增强学生的主动学习能力和表达能力。因此，针对《多源信息融合》课程探索出提升教学质量的方法和措施，对于培养将来从事本领域的科研人员以及新时代社会所需求的优秀复合型人才，具有非常重要的指导意义。

参考文献：

[1]潘泉.多源信息融合理论及应用[M].北京：清华大学出版社，2013.

[2]王和强，赵晖，张勇，关秀峰.高校教师备课思维行程与思维向度研究[J].现代教育科学，2013.

[3]张筱兰.信息技术与课程整合的理论与方法[J].北京：民族出版社，2004.

[4]陈洪文，罗群，范洪波.研讨式教学法的实践与探索[J].东莞理工学院学报，2010.

[HTH]基金项目：[HT][HTK]国家自然科学基金 （U1504619，U1404615，61473115）， 教育部产学合作协同育人项目 （201602011005），河南省高校科技创新团队支持计划（18IRTSTHN011）[HT]