研究生方向选修课多课程融合教学改革探索

郭龙源，吴健辉，罗朝明，涂兵

（湖南理工学院信息与通信工程学院，岳阳 414006）

研究生方向选修课多课程融合教学改革探索

郭龙源，吴健辉，罗朝明，涂兵

（湖南理工学院信息与通信工程学院，岳阳 414006）

立足于现有的研究生培养体系，对研究生方向选修课课程开展多课程融合的教学模式改革研究。通过构建多课程融合的研究生方向选修课教学大纲，贯彻知识点为主线、项目为依托、学生主体、教师主导的教学方法，打破传统的课堂教学模式，围绕知识点进行多点突破，达到培养学生发现问题、解决问题的能力，激发、开拓学生的潜能，使之逐步具备创新能力和创新思维，为进一步的科学研究打下基础。具体的实施效果证明该教学模式的有效性，其良好的可操作性、高效的教学资源利用率和教学效果能很好地促进研究生综合能力的培养。

研究生培养；方向选修课；多课程融合；项目依托

0 引言

随着社会的发展以及国家和社会对创新人才需求的增加，培养具备创新能力和创新精神的人才成为各大高校改革的主要目标。在本科教学改革上，教育部和财政部在“十二五”期间启动了《关于“十二五”期间实施“高等学校本科教学质量与教学工程改革”的意见》以及教育部《关于启动实施“本科教学工程”“专业综合改革试点”项目工作的通知》，经过近五年的建设，在各大高校的积极探索下取得了丰硕的成果，同时“十三五”本科专业综合改革也已经开始启动。但在研究生教学改革上却存在一定的滞后，其教学模式依然以传统课堂教学为主，课程教学大纲审定后则固定下来重复使用，教学模式单一。特别是对于研究生的方向选修课程，由于课程专业性强，选课的同学人数少，所以传统的授课模式严重桎梏了课程应有的教学效果，甚至成为教师和学生的负担[1]。近年来，针对这些问题，广大的研究生课程一线教师和研究人员开展了一些研究，取得了一定的成果，但也存在着一些问题[2]。例如针对目前研究生课程设置存在的问题，包迪鸿等人[3]提出研究生教学是以学术性的研究为取向的教学活动，因此，研讨式的教学方式应当成为研究生教学的主要方式。张三强等人[4]提出加强研究生课程学科之间的交叉与渗透，有助于提高研究生的科技创新能力。李红英等人[5]指出当前我国硕士研究生课程设置过于狭窄，缺乏系统性和整体性，部分课程内容较为陈旧，研究性前沿性不够等现象，不利于学生创新能力的培养。而在国外高校，研究生教学在课程设置上更加灵活，其人才培养以适应市场的需求为目标[6]。例如美国的高校在研究生的教学内容上从理论、方法和案例/实验等几个方面展开[7-8]，注重教学内容的学以致用，而不是为了追求研究而研究；俄罗斯在研究生培养上同样对实践性教学非常重视，通过大量的实习、设计等实践性教学环节使学生获得解决实际问题的能力，培养学生的创造精神，使学生在研究生阶段获得组织能力及一定的科研创新能力[9]；日本的一些高校在教学内容上，注重引进最新的知识和学科发展动态，并能够将教师的科研与教学紧密联系起来，启发思考[10]。其他欧美等发达国家在研究生教育上都有差不多的共同点，即将理论知识和案例项目结合起来，采用灵活多变的教学方式，最终培养学生的发现问题、分析问题和解决问题的能力。

因此，在我国研究生培养方式上，单纯的课堂授课模式无法满足社会对学生知识结构的需求，有限的课堂教学时间也无法让学生建立系统的知识体系。结合研究生方向选修课的特点，应该将该方向的基本理论和方法进行融合，注重知识点之间的衔接，从而帮助学生更深入更系统地掌握该方向的知识。特别是对刚取得研究生培养资格的高校，由于每个方向学生数量有限，因此更应该围绕方向选修课的设置进行深入改革。基于此目的，本文围绕研究生方向选修课的授课模式和方法开展教学改革与探索，通过对所设方向选修课的融合，从教学大纲、教学内容、教学方法和实施等方面进行研讨，达到提高研究生的创新实践能力与科学研究能力的目的。

1 多课程融合教学模式

（1）现有研究生方向选修课的特点

在现有研究生方向选修课程的设置上，通过参考多所大学多个不同专业的研究生培养计划发现，一般都围绕各个方向的研究内容开设四门左右课程，且四门课程都独立开出，具有各自独立的教学大纲和授课学时，基本上采用传统的授课模式开展教学。因为方向选修课选课人数相对较少，而且同时开设四门课程，对教师和学生都是一个很大的负担，所以教学效果不佳。通过对学生的调查，一致认为这种传统的课堂教学模式效果不好，相比本科阶段课堂，由于选课人数少，更缺乏课堂教学气氛；同时多门课程同时在一个学期开出，学习压力大，有疲于奔命的感觉，为了学习还学习，为了学分而学习，一学期下来没感觉到学了多少知识；小部分学生甚至认为这样开课有浪费时间之感。

（2）方向选修课的融合方法

在现有的研究生培养体系下，按照硕士研究生方向课程的要求，我们采用多课程融合的思想对各门专业方向选修课程进行整合。我们假定当前某方向的研究生方向选修课程为4门，则首先围绕这四门课程及该方向研究生的培养要求，构建一个多课程融合的综合教学大纲，融合后的教学大纲不是单纯的四门课程教学内容的拼接，而是围绕该研究方向的知识点进行的整体融合，在课程教学上是一个有机的整体。多课程融合后的教学大纲建立在该方向研究生必备的知识点上，在掌握基本知识点的基础上再依托项目进行强化，最后采用采用循序渐进的方式在一定的时间内完成各个知识点和项目的学习，从而基本具备该方向对专业知识的应用要求和进一步学习的要求。在知识点的构建上必须围绕该方向研究生的培养要求分层次进行，各个专业知识点应该前后衔接紧密，知识深度逐步增加，采用类似金字塔的知识结构让学生逐步明确研究方向，同时具备扎实的专业知识基础。项目是对知识点应用上的深化，也是对学生理论知识掌握程度的考核，以及理论联系实际的实际项目研究的经验积累。分知识点和项目进行教学，教师必须是该方向的专业教师，在某一部分知识点上有很深的造诣，了解该知识点的国际前沿，可以是一位教师教授一个以上知识点，也可以是几位教师合作教一个知识点，最终达到培养学生成才的目的。各个知识点的教学采用顺序教学方式，前一部分是后一部分的基础，后续知识点又是对前面知识点的升华。这样既可以减轻学生多门课程同时授课的压力，更能集中精力逐段完成学习。知识点的考核由任课教师灵活决定，课程结束后认定是否给与相应的学分。

2 多课程融合教学模式的实施

（1）构建多课程融合的教学大纲

作为研究生的方向选修课程，传统的教学方式中每门课程有独立的教学大纲和学时学分，在一个学期时间内以并行的模式开设完成。通过对研究生培养计划和四门方向选修课的教学大纲的深入分析，方向选修课的目的是让学生比较系统的掌握本方向研究的必备基本知识、研究方法和研究平台，为接下来的课题研究工作打基础。为了达到这个目的，从以下几个方面进行改进。

①知识点设置。详细列出本方向研究必备的基本知识要求，给每一个知识点设置具体的学习目标、内容和详细的参考文献。专业知识学习的最终目的是为后续课题研究做准备，系统的掌握本方向必备的知识点是设置本课程的关键点。因此在教学大纲中必须对本研究方向必备的基本知识点进行规定，保证学生在学习完后能在此基础上开展进一步的研究工作。

②强化项目设置。完成了对各个知识点的学习并不意味着对知识点的全面掌握，就研究生最终的学习目的，应该以各知识点为基础进行灵活的应用，同时培养其研究能力和创新精神，因此在完成相应知识点的学习后，通过设置项目进行进一步的强化，既有利于知识点的全面掌握，也能逐步培养学生项目研究的能力和基本研究方法，为后续的研究打下坚实的基础。项目的设置要体现综合性，明确研究指标，难易适当。项目要尽量多地涵盖教学大纲要求的知识点，可以是一个项目全部覆盖，通过对项目内容进行分解，各个不同层次涵盖不同的知识点，由不同的教师进行授课指导；也可以根据知识点的难易层次设置多个项目，一个项目涵盖一部分知识点，由一个教师指导完成。同时，项目的最佳来源应该是老师在研项目的一部分，这样可以保证项目的新颖性和前沿性；当然也可以是经典的项目或案例，能达到训练学生掌握本研究方向知识点并灵活应用的目的即可。如果是经典项目获案例，则要进行及时更新，淘汰过时的项目，紧跟研究前沿，让学生对本方向的前沿研究有一定的了解，为后续的项目研究打下基础。

③课时安排。根据培养计划的要求，方向选修课一般在10个左右学分，传统模式下每门课程40学时。采用课程融合的教学模式后，由于课程各个知识点直接能实现无缝对接，内容上能做到前后一致，教师主导学生主体的模式让学生投入更多的课外自主学习时间，所以课堂学习时间可以适当减少，具体课时数可以据实际情况进行设定。

④考核方式。设定阶段性考核的参考时间点和考核指标，改变传统的考核模式，对课程的质量监控应体现在对整个教学过程的监控中，在各个阶段设定对应的考核点和应达到的要求，并赋予对应的学分。

（2）遴选对应的任课教师团队

为了保证课程的教学效果和教学质量，按照教学大纲的要求首先遴选出当前学期课程学习需要的项目，然后根据项目组建教学团队，具体人数根据开设项目的实际情况进行设定。对教学团队中教师的遴选遵循“专业第一”和“动态调整”的原则，即教学团队中的老师应该是对本领域有着深入研究的专业教师，有很好的专业素养，了解本领域的研究动态，能紧跟研究前沿，并对研究方向有自己的理解；同时，课程的教学团队人员不固定，根据当前学期选定的项目进行动态调整，充分发挥本领域专业教师的特长，使之达到最佳的教学效果。同时改变传统的教师为主导的课堂教学模式，围绕项目核心，进行学生主体，教师引导的研讨式、探究式学习。有老师指导的学习只是一部分，大部分应该是学生在导师的指导下围绕项目和知识点进行自主学习。教学地点不再局限于课堂，重点应该在实验室。

（3）建立基于过程监控的质量管理机制

对教学过程进行合理的监督和评价是保证课程教学质量的重要措施。根据教学大纲要求，对当前选定的研究项目实施基于过程监控的质量管控机制和科学合理的激励机制，督促学生在教师的指导下高质量完成课程学习。

①过程监控。在本文开展的研究生方向选修课多课程融合的知识点为主线、项目为依托、学生主体、教师主导的教学模式中，其监管的核心在于过程，考核的结果只是其中的一个环节。特别是对于项目的研究，不能单纯只看项目的研究结果，而应该是项目整个设计过程的效果，以及学生在项目学习中的主动性、实际知识点的掌握情况及灵活应用知识的能力等。

②指标考核。传统的考试方式从传授知识的角度讲具备一定的优势，但难以反映学生对知识的应用能力；单纯的论文考核方容易出现抄袭的现象，同时也可能出现并非本人所完成的冒名顶替现象。而对于多课程融合模式，项目研究环节既是对前面知识点的总结和巩固，也是后续知识延伸和拓展的关键，因此抓住项目，采用指标考核的方法能有效地解决传统研究生教学考核中的各种问题。根据不同的知识点和项目，设置不同的指标体系，既实现了过程上的全程质量监管，也能激发学生的学习热情。

③激励机制。在以项目为主线的课程学习的不同阶段，设置对应的激励方法，如成绩认定，分阶段学分等，激发学生的进一步学习热情。同时分阶段的激励模式也将有助于项目研究的深入开展，锻炼学生的研究创新能力。

（4）实施对象和效果

湖南理工学院2008年获得教育部硕士研究生培养立项建设，2013年正式验收通过，2014年面向全国招收硕士研究生，作为首批硕士学位授予权单位的信息与通信工程一级学科所属的“图像信息处理”研究方向，2014年首批招收3名硕士研究生，2015年招收4名硕士研究生。针对2014级3名研究生，根据研究生培养计划的要求，在2014年下学期完成研究生第一学期的公共课程教学后，于2015年上学期即研一第二学期的四门专业方向选修课《数字图像处理》、《生物特征识别技术》、《机器视觉》和《Halcon应用技术》采用本文的多课程融合模式进行教学改革试验。

首先在围绕培养计划和四门课程教学大纲制定新的多课程融合教学大纲，明确了教学目的和知识点划分，其知识层次划分为“图像处理基本方法”、“图像处理基本应用”、“图像处理工程案例”、“图像处理前沿探索”和“图像处理必备工具”五个知识模块。其中“图像处理基本方法”要求学生学习并掌握数字图像处理中的基本算法和思想，用MATLAB工具进行仿真，对应的项目设置为在MATLAB平台上设计一个GUI图形化界面的数字图像处理算法包，并完成对应的设计文档；“图像处理基本应用”则强调用前面的基本算法进行一些具体的应用，本次的项目设置为在Halcon软件平台上完成“液晶屏表面缺陷检测系统设计”，该项目来源于图像研究组与某自动化公司的合作项目，要求采用合适的图像处理算法，最大限度的实现对屏幕表面三个常见缺陷的检测；“图像处理工程案例”则是通过一个具体的工程应用产品研发来实现对各个算法的灵活应用，本次的项目为“指纹识别系统”，要求利用Halcon软件平台，从指纹采集、指纹库建立、指纹预处理、指纹特征提取、指纹匹配及结果输出等进行系统设计，并写出设计报告；“图像处理前沿探索”部分由每个教师进行一次讲座，每次讲座后布置一定的参考文献让学生阅读，讲座全部完毕后要求学生写出文献综述。

课程实施中安排三位老师采用顺序模式进行教学，比传统的一门课程一位教师减少一人。前面的三个知识模块由每个教师负责一块，学生采用团队模式进行，即课程中一起学习、讨论和共同完成项目，而不是每个学生分别完成。在学习和项目设计中要充分体现团队协作精神，发挥各自的主观能动性；教师进行全程监管和及时指导，纠正一些错误的方法，培养学生良好的研究习惯。课程教学全程在实验室进行，相应模块的任课教师全程在实验室进行监管，及时进行指导和发现问题并进行解决。

通过一个学期的教学，课程的改革取得了很好的效果，学生对知识的掌握和灵活应用能力明显提高，既让学生掌握了图像信息处理领域的基本知识，通过项目也锻炼了学生的研究能力，基本掌握了工程项目的研究方法。同时由于并行课时减少，学生在每一个阶段都能集中精力完成当前任务，更好地激发了学生的学习热情。本来应该安排四位教师进行授课，通过改革后三位教师即顺利完后了教学任务，且教学效果良好。通过与其他几个采用传统教学模式的研究生培养方向的教师和学生座谈讨论，多课程融合模式的课程教学方法优势明显，得到学院、研究生处以及参与改革的教师和学生的一致好评，同时将在信息与通信工程学科其他方向逐渐推广该研究生方向选修课教学模式。

3 结语

本文立足于现有的研究生培养体系，对研究生培养计划中的方向选修课采用多课程融合的教学模式进行了探索和研究。针对现有的研究生方向选修课的特点和课程教学目标，首先论证了其进行融合的可行性，构建了与之对应的多课程融合教学模式，然后重点论证了该教学模式的实施方法，包括多课程融合的教学大纲、知识点设置、依托项目的设立以及考核方式等。最后的实施效果表明，多课程融合的教学模式不但能提高教学效果，而且有助于学生对专业知识的掌握和灵活应用，在项目设计中逐步形成良好的研究习惯，培养应用能力和创新思维。相比传统的教学模式，无论对教师还是学生，能显著减轻授课压力，发挥个体的主观能动性，从而达到最佳的教学效果，达到最大的资源利用率。该模式在湖南理工学院信息与通信工程学科“图像信息处理”方向的首次实施效果良好，得到了学校、学院及相关专家的高度评价。本文方法同样适用于其他各个研究生培养方向，为研究生的专业方向课程教学提供参考。

[1]李海生,范国睿.硕士研究生课程设置存在的问题及思考[J].学位与研究生教育,2010,7:59-63.

[2]洪煜,钟秉林,赵应生等.我国研究生教育制度的历史沿革、现存问题与改革方向[J].中国高教研究,2012,07:41-46.

[3]包迪鸿,江雪梅,黄勇.完善我国研究生课程教学的思考与研究[J].黑龙江高教研究,2005,6:57-76.

[4]张三强.美国研究生课程设置的特点及对我国研究生学术能力培养的启示[J].辽宁教育研究,2006,1:43-56.

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[6]张杰.以全球视野建设研究生教育质量保障体系[J].学位与研究生教育,2015,1:22-23.

[7]刘汕.中美研究生教学模式比较与启示[J].研究生教育研究,2013,12:86-90.

[8]王传毅,陈东,赵丽娜.协同创新:当今美国研究生教育的发展与变革[J].中国高教研究,2013,08:64-68+74.

[9]刘淑华,王福友.欧洲一体化进程中的俄罗斯学位制度改革[J].学位与研究生教育,2006,8:74-77.

[10]盛春,吴利琴,张俊梅.日本研究生教育改革及启示[J].研究生教育研究,2015,6:86-90.

Research on the Curriculum Integration Teaching Method Reformation for Orientation Course of Graduated Students

GUO Long-yun，WU Jian-hui，LUO Zhao-ming，TU Bing

（College of Information&Communication Engineering,Hunan Institute of Science&Technology,Yueyang 414006）

Studies the teaching reformation for orientation course of graduated students with the curriculum integration method,which is based on the existing system of graduated student education.Builds the curriculum integration syllabus,uses the teaching method of knowledge as the main teach center,depends on the project,and the autonomous learning of student by the teacher lead.This method does not use the traditional teach mode,and the main propose is to train the ability of find and solve problems for student in the knowledge studied.Empowers and develops the potential of students,and achieves the innovation ability and innovative thinking gradually.The implementation of this teaching mode has proved the effectiveness for the cultivation comprehensive abilities of graduated students that it has a good maneuverability,high efficient utilization of the teaching resources,and a very good teaching effective.

Graduated Education;Orientation Course;Curriculums Integration;Project Dependent

1007-1423（2017）04-0040-05

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.04.009

郭龙源（1973－），男，湖南岳阳人，副教授，博士，硕士导师，研究方向为数字图像处理、机器视觉、模式识别

吴健辉（1977－），男，湖南新化人，教授，博士，硕士生导师，主要方向为数字图像处理、机器视觉，模式识别

罗朝明（1977－），男，湖南永州人，副教授，博士，硕士生导师，研究方向为数字信号处理

涂兵（1983－），男，湖南岳阳人，讲师，博士，硕士生导师，研究方向为图像信息处理与计算机视觉

2016-12-13

2017-01-23

湖南理工学院研究生教学改革项目资助、湖南省普通高校教学改革研究项目（湘教通[2015]291号）