王蘊(yùn)紅

摘要:本文介紹了在本科專業(yè)課程教學(xué)中引入研究素質(zhì)培養(yǎng)的方法與嘗試,以“數(shù)字圖像處理”課程為例,介紹了專業(yè)課程教學(xué)環(huán)節(jié)中的研究素質(zhì)培養(yǎng)方法。

關(guān)鍵詞:研究素質(zhì);專業(yè)課教學(xué);教學(xué)改革

中圖分類號(hào):G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

高水平研究型大學(xué)在國(guó)家的創(chuàng)新體系中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,在人才培養(yǎng)體系中發(fā)揮著不可替代的作用。研究型大學(xué)在組織運(yùn)作方面的特征中很重要的一點(diǎn)是“以研究為基礎(chǔ)的教學(xué)”,即研究型大學(xué)的本科教育應(yīng)把教學(xué)重點(diǎn)從過(guò)去的傳授知識(shí)轉(zhuǎn)移到以研究、探索為基礎(chǔ)的教學(xué)上來(lái),應(yīng)采用現(xiàn)代教學(xué)方法,使學(xué)生從單純的知識(shí)和文化的接受者變成探索者,讓教師、研究生和本科生共同參與這種探索的過(guò)程。研究型大學(xué)在產(chǎn)出人才方面的特點(diǎn)是:培養(yǎng)高層次社會(huì)精英。從人才培養(yǎng)的角度看,研究型大學(xué)承擔(dān)著培養(yǎng)政治、經(jīng)濟(jì)、文化、科技等領(lǐng)域領(lǐng)袖的重任。研究型大學(xué)一般通過(guò)科學(xué)研究,致力培養(yǎng)具有創(chuàng)造的興趣、情感、人格等精神氣質(zhì),具有創(chuàng)造性的觀察力、記憶力、想象力、操作能力、撰寫(xiě)論文能力的社會(huì)精英。如何充分發(fā)揮研究型大學(xué)綜合優(yōu)勢(shì),加強(qiáng)科技創(chuàng)新與人才培養(yǎng)的結(jié)合是我們近年來(lái)在課程教學(xué)中一直深入思考的問(wèn)題。本文以本科生專業(yè)課中的研究素質(zhì)培養(yǎng)的環(huán)節(jié)設(shè)置為線索,探討了研究型大學(xué)學(xué)生研究素質(zhì)培養(yǎng)的關(guān)鍵問(wèn)題。

1研究型大學(xué)人才培養(yǎng)定位

研究型大學(xué)一般通過(guò)科學(xué)研究,致力培養(yǎng)具有創(chuàng)造的興趣、情感、人格等精神氣質(zhì),具有創(chuàng)造性的觀察力、記憶力、想象力、操作能力、撰寫(xiě)論文能力的社會(huì)精英。這樣的人才培養(yǎng)定位決定了要在培養(yǎng)環(huán)節(jié)中要兼顧上述各方面能力的培養(yǎng),研究型大學(xué)突出的特點(diǎn)和資源在學(xué)科方面有一定的優(yōu)勢(shì),在師資力量等方面具有優(yōu)勢(shì),在相關(guān)的科研工作中具有一定程度的領(lǐng)先作用,這些為實(shí)現(xiàn)預(yù)期的培養(yǎng)定位提供了必要的基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)的條件,也使得在專業(yè)課中引入科研素質(zhì)的培養(yǎng)并卓有成效地實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)成為可能。

2研究型大學(xué)人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)

研究型大學(xué)的原有課程體系已建立而且基本比較完善,尤其是專業(yè)課程體系和實(shí)踐環(huán)節(jié)經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐已日臻全面深入并銜接得當(dāng)。目前的課程體系注重知識(shí)的傳授,對(duì)學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)略嫌不足,對(duì)學(xué)生撰寫(xiě)論文的能力和作技術(shù)報(bào)告的能力的培養(yǎng)很少涉及。為加強(qiáng)本科生的研究素質(zhì)培養(yǎng),設(shè)置專門(mén)的科研素質(zhì)培養(yǎng)課程的可行性不大,而且如果不與專業(yè)課結(jié)合,效果有限。通過(guò)分析專業(yè)課的特點(diǎn),選擇一些適合于進(jìn)行研究素質(zhì)培養(yǎng)的課程進(jìn)行課程改革,增加研究素質(zhì)培養(yǎng)的環(huán)節(jié),不僅可行,而且必要。我校計(jì)算機(jī)學(xué)院在專業(yè)課的教學(xué)中加入本科生的研究素質(zhì)培養(yǎng)環(huán)節(jié),并設(shè)立了教改項(xiàng)目進(jìn)行研究,三年的教學(xué)改革結(jié)果說(shuō)明,在專業(yè)課教學(xué)中加入本科生的研究素質(zhì)培養(yǎng)環(huán)節(jié)不僅可行,而且必要。

“數(shù)字圖像處理與模式識(shí)別”是一門(mén)具有綜合性的課程,其所涉及的應(yīng)用領(lǐng)域具有一定的前沿性,是一個(gè)培養(yǎng)創(chuàng)新人才素質(zhì)的良好實(shí)踐平臺(tái),故我們選擇該課程為試點(diǎn)強(qiáng)化素質(zhì)培養(yǎng)。

3如何在專業(yè)課教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)

經(jīng)過(guò)分析,我們認(rèn)為,研究型大學(xué)本科生的基本研究素質(zhì)包括:“聽(tīng)”、“讀”、“做”、“寫(xiě)”、“說(shuō)”五個(gè)方面。而“聽(tīng)”、“讀”、“寫(xiě)”、“說(shuō)”是圍繞著“做”展開(kāi)的?！奥?tīng)”是指學(xué)生在聽(tīng)課環(huán)節(jié)能夠得到本專業(yè)較全面的專業(yè)方向概述和前沿的專業(yè)方向進(jìn)展簡(jiǎn)介;“讀”是指教師布置的作業(yè)中有閱讀(英文)論文的作業(yè)并在理解論文算法的基礎(chǔ)上能夠開(kāi)展“做”的工作;“做”是指能夠在理解算法的基礎(chǔ)上現(xiàn)算法;“寫(xiě)”是指能夠撰寫(xiě)技術(shù)報(bào)告;“說(shuō)”是指能夠?qū)⑺龉ぷ魍昝赖剡M(jìn)行展示,做好演示文檔,清晰有條理地作口頭報(bào)告。

以“數(shù)字圖像處理與模式識(shí)別”課程為例,在“聽(tīng)”的環(huán)節(jié)中,講授部分點(diǎn)面結(jié)合,知識(shí)點(diǎn):以研究問(wèn)題激發(fā),引入問(wèn)題和解決問(wèn)題;知識(shí)面: 拓展專業(yè)眼光,介紹新的研究方向,以具體問(wèn)題深化學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和研究興趣。如講授傅利葉變換時(shí)強(qiáng)調(diào)傅利葉的貢獻(xiàn)和他學(xué)術(shù)思想發(fā)展的歷程(知識(shí)點(diǎn)),以數(shù)字水印舉例說(shuō)明離散余弦變換的應(yīng)用,進(jìn)而介紹數(shù)字水印技術(shù)的現(xiàn)狀(知識(shí)面)。

在“讀”的環(huán)節(jié)中,安排學(xué)生閱讀快速傅利葉變換或離散余弦變換的論文,在理解了論文算法的基礎(chǔ)上,順利進(jìn)入“做”的環(huán)節(jié),即實(shí)現(xiàn)上述算法。

在“寫(xiě)”的環(huán)節(jié)中要求學(xué)生將“做”的結(jié)果以技術(shù)報(bào)告或論文的形式總結(jié)出來(lái),要求學(xué)生從算法介紹、算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析比較、給出結(jié)論幾個(gè)方面撰寫(xiě)技術(shù)報(bào)告,為日后的科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。

在“說(shuō)”的環(huán)節(jié)中,給出演示文檔的模板,啟發(fā)學(xué)生突出重點(diǎn)、簡(jiǎn)潔深入地進(jìn)行口頭報(bào)告。

在課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)設(shè)置中,我們對(duì)講授環(huán)節(jié)未能深入的部分進(jìn)行補(bǔ)充,充分體現(xiàn)做、寫(xiě)、講三方面的能力培養(yǎng)。將實(shí)現(xiàn)算法、撰寫(xiě)技術(shù)報(bào)告、做PPT和口頭報(bào)告的技巧在課程教學(xué)時(shí)有所體現(xiàn),并通過(guò)學(xué)生的具體實(shí)踐使其掌握。比如,在學(xué)習(xí)邊緣提取的知識(shí)點(diǎn)時(shí),我們?cè)谥v述了理論算法后,安排的課程實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)三種以上的邊緣提取算法。要求學(xué)生寫(xiě)出技術(shù)報(bào)告,包括這三種方法的原理、實(shí)現(xiàn)過(guò)程和結(jié)果、三種方法結(jié)果的比較分析和思考,鼓勵(lì)一些同學(xué)對(duì)算法進(jìn)行改進(jìn),將改進(jìn)算法的原理、過(guò)程和結(jié)果總結(jié)在技術(shù)報(bào)告中;最后,將技術(shù)報(bào)告總結(jié)成PPT的形式并分組作口頭報(bào)告,通過(guò)實(shí)踐和小組討論提高學(xué)生撰寫(xiě)技術(shù)報(bào)告和作口頭報(bào)告的能力。

以上環(huán)節(jié)使學(xué)生既深入理解了算法,又從研究的角度分析了各個(gè)算法的優(yōu)缺點(diǎn)并改進(jìn)了基礎(chǔ)算法,分析了每種算法的適用范圍。事實(shí)上,上述過(guò)程是研究環(huán)節(jié)的一種真實(shí)演練。

研究型大學(xué)本科生的研究素質(zhì)的另一重要體現(xiàn)是對(duì)專業(yè)前沿方向有一定的認(rèn)識(shí)和了解。對(duì)于這一研究素質(zhì)的培養(yǎng),我們結(jié)合學(xué)校擁有的綜合科研環(huán)境,利用展示的方式使學(xué)生了解了所學(xué)習(xí)課程與目前前沿研究熱點(diǎn)的結(jié)合點(diǎn),在“數(shù)字圖像處理與模式識(shí)別”教學(xué)中,我們演示了人臉識(shí)別、虹膜識(shí)別、數(shù)字水印等系統(tǒng),隨后從技術(shù)實(shí)現(xiàn)的角度,給出這些系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)框圖,針對(duì)每一步的實(shí)現(xiàn),給出與所講知識(shí)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也增進(jìn)了學(xué)生對(duì)這些領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)。更進(jìn)一步,我們就一些應(yīng)用的實(shí)際問(wèn)題,如銀行區(qū)域的人員監(jiān)測(cè)等,啟發(fā)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)給出解決問(wèn)題的方案,培養(yǎng)了學(xué)生針對(duì)具體應(yīng)用研究問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

4結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)三年的教學(xué)改革,通過(guò)對(duì)已畢業(yè)學(xué)生的跟蹤調(diào)查,以上的教學(xué)方法對(duì)學(xué)生適應(yīng)研究工作起到了良好的作用,提高了學(xué)生的研究能力,培養(yǎng)了學(xué)生的研究素質(zhì)。

參考文獻(xiàn):

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