郭龍源，吳健輝，羅朝明，涂兵

（湖南理工學院信息與通信工程學院，岳陽 414006）

研究生方向選修課多課程融合教學改革探索

郭龍源，吳健輝，羅朝明，涂兵

（湖南理工學院信息與通信工程學院，岳陽 414006）

立足于現(xiàn)有的研究生培養(yǎng)體系，對研究生方向選修課課程開展多課程融合的教學模式改革研究。通過構建多課程融合的研究生方向選修課教學大綱，貫徹知識點為主線、項目為依托、學生主體、教師主導的教學方法，打破傳統(tǒng)的課堂教學模式，圍繞知識點進行多點突破，達到培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，激發(fā)、開拓學生的潛能，使之逐步具備創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維，為進一步的科學研究打下基礎。具體的實施效果證明該教學模式的有效性，其良好的可操作性、高效的教學資源利用率和教學效果能很好地促進研究生綜合能力的培養(yǎng)。

研究生培養(yǎng)；方向選修課；多課程融合；項目依托

0 引言

隨著社會的發(fā)展以及國家和社會對創(chuàng)新人才需求的增加，培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神的人才成為各大高校改革的主要目標。在本科教學改革上，教育部和財政部在“十二五”期間啟動了《關于“十二五”期間實施“高等學校本科教學質量與教學工程改革”的意見》以及教育部《關于啟動實施“本科教學工程”“專業(yè)綜合改革試點”項目工作的通知》，經過近五年的建設，在各大高校的積極探索下取得了豐碩的成果，同時“十三五”本科專業(yè)綜合改革也已經開始啟動。但在研究生教學改革上卻存在一定的滯后，其教學模式依然以傳統(tǒng)課堂教學為主，課程教學大綱審定后則固定下來重復使用，教學模式單一。特別是對于研究生的方向選修課程，由于課程專業(yè)性強，選課的同學人數(shù)少，所以傳統(tǒng)的授課模式嚴重桎梏了課程應有的教學效果，甚至成為教師和學生的負擔[1]。近年來，針對這些問題，廣大的研究生課程一線教師和研究人員開展了一些研究，取得了一定的成果，但也存在著一些問題[2]。例如針對目前研究生課程設置存在的問題，包迪鴻等人[3]提出研究生教學是以學術性的研究為取向的教學活動，因此，研討式的教學方式應當成為研究生教學的主要方式。張三強等人[4]提出加強研究生課程學科之間的交叉與滲透，有助于提高研究生的科技創(chuàng)新能力。李紅英等人[5]指出當前我國碩士研究生課程設置過于狹窄，缺乏系統(tǒng)性和整體性，部分課程內容較為陳舊，研究性前沿性不夠等現(xiàn)象，不利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而在國外高校，研究生教學在課程設置上更加靈活，其人才培養(yǎng)以適應市場的需求為目標[6]。例如美國的高校在研究生的教學內容上從理論、方法和案例/實驗等幾個方面展開[7-8]，注重教學內容的學以致用，而不是為了追求研究而研究；俄羅斯在研究生培養(yǎng)上同樣對實踐性教學非常重視，通過大量的實習、設計等實踐性教學環(huán)節(jié)使學生獲得解決實際問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造精神，使學生在研究生階段獲得組織能力及一定的科研創(chuàng)新能力[9]；日本的一些高校在教學內容上，注重引進最新的知識和學科發(fā)展動態(tài)，并能夠將教師的科研與教學緊密聯(lián)系起來，啟發(fā)思考[10]。其他歐美等發(fā)達國家在研究生教育上都有差不多的共同點，即將理論知識和案例項目結合起來，采用靈活多變的教學方式，最終培養(yǎng)學生的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

因此，在我國研究生培養(yǎng)方式上，單純的課堂授課模式無法滿足社會對學生知識結構的需求，有限的課堂教學時間也無法讓學生建立系統(tǒng)的知識體系。結合研究生方向選修課的特點，應該將該方向的基本理論和方法進行融合，注重知識點之間的銜接，從而幫助學生更深入更系統(tǒng)地掌握該方向的知識。特別是對剛取得研究生培養(yǎng)資格的高校，由于每個方向學生數(shù)量有限，因此更應該圍繞方向選修課的設置進行深入改革?；诖四康模疚膰@研究生方向選修課的授課模式和方法開展教學改革與探索，通過對所設方向選修課的融合，從教學大綱、教學內容、教學方法和實施等方面進行研討，達到提高研究生的創(chuàng)新實踐能力與科學研究能力的目的。

1 多課程融合教學模式

（1）現(xiàn)有研究生方向選修課的特點

在現(xiàn)有研究生方向選修課程的設置上，通過參考多所大學多個不同專業(yè)的研究生培養(yǎng)計劃發(fā)現(xiàn)，一般都圍繞各個方向的研究內容開設四門左右課程，且四門課程都獨立開出，具有各自獨立的教學大綱和授課學時，基本上采用傳統(tǒng)的授課模式開展教學。因為方向選修課選課人數(shù)相對較少，而且同時開設四門課程，對教師和學生都是一個很大的負擔，所以教學效果不佳。通過對學生的調查，一致認為這種傳統(tǒng)的課堂教學模式效果不好，相比本科階段課堂，由于選課人數(shù)少，更缺乏課堂教學氣氛；同時多門課程同時在一個學期開出，學習壓力大，有疲于奔命的感覺，為了學習還學習，為了學分而學習，一學期下來沒感覺到學了多少知識；小部分學生甚至認為這樣開課有浪費時間之感。

（2）方向選修課的融合方法

在現(xiàn)有的研究生培養(yǎng)體系下，按照碩士研究生方向課程的要求，我們采用多課程融合的思想對各門專業(yè)方向選修課程進行整合。我們假定當前某方向的研究生方向選修課程為4門，則首先圍繞這四門課程及該方向研究生的培養(yǎng)要求，構建一個多課程融合的綜合教學大綱，融合后的教學大綱不是單純的四門課程教學內容的拼接，而是圍繞該研究方向的知識點進行的整體融合，在課程教學上是一個有機的整體。多課程融合后的教學大綱建立在該方向研究生必備的知識點上，在掌握基本知識點的基礎上再依托項目進行強化，最后采用采用循序漸進的方式在一定的時間內完成各個知識點和項目的學習，從而基本具備該方向對專業(yè)知識的應用要求和進一步學習的要求。在知識點的構建上必須圍繞該方向研究生的培養(yǎng)要求分層次進行，各個專業(yè)知識點應該前后銜接緊密，知識深度逐步增加，采用類似金字塔的知識結構讓學生逐步明確研究方向，同時具備扎實的專業(yè)知識基礎。項目是對知識點應用上的深化，也是對學生理論知識掌握程度的考核，以及理論聯(lián)系實際的實際項目研究的經驗積累。分知識點和項目進行教學，教師必須是該方向的專業(yè)教師，在某一部分知識點上有很深的造詣，了解該知識點的國際前沿，可以是一位教師教授一個以上知識點，也可以是幾位教師合作教一個知識點，最終達到培養(yǎng)學生成才的目的。各個知識點的教學采用順序教學方式，前一部分是后一部分的基礎，后續(xù)知識點又是對前面知識點的升華。這樣既可以減輕學生多門課程同時授課的壓力，更能集中精力逐段完成學習。知識點的考核由任課教師靈活決定，課程結束后認定是否給與相應的學分。

2 多課程融合教學模式的實施

（1）構建多課程融合的教學大綱

作為研究生的方向選修課程，傳統(tǒng)的教學方式中每門課程有獨立的教學大綱和學時學分，在一個學期時間內以并行的模式開設完成。通過對研究生培養(yǎng)計劃和四門方向選修課的教學大綱的深入分析，方向選修課的目的是讓學生比較系統(tǒng)的掌握本方向研究的必備基本知識、研究方法和研究平臺，為接下來的課題研究工作打基礎。為了達到這個目的，從以下幾個方面進行改進。

①知識點設置。詳細列出本方向研究必備的基本知識要求，給每一個知識點設置具體的學習目標、內容和詳細的參考文獻。專業(yè)知識學習的最終目的是為后續(xù)課題研究做準備，系統(tǒng)的掌握本方向必備的知識點是設置本課程的關鍵點。因此在教學大綱中必須對本研究方向必備的基本知識點進行規(guī)定，保證學生在學習完后能在此基礎上開展進一步的研究工作。

②強化項目設置。完成了對各個知識點的學習并不意味著對知識點的全面掌握，就研究生最終的學習目的，應該以各知識點為基礎進行靈活的應用，同時培養(yǎng)其研究能力和創(chuàng)新精神，因此在完成相應知識點的學習后，通過設置項目進行進一步的強化，既有利于知識點的全面掌握，也能逐步培養(yǎng)學生項目研究的能力和基本研究方法，為后續(xù)的研究打下堅實的基礎。項目的設置要體現(xiàn)綜合性，明確研究指標，難易適當。項目要盡量多地涵蓋教學大綱要求的知識點，可以是一個項目全部覆蓋，通過對項目內容進行分解，各個不同層次涵蓋不同的知識點，由不同的教師進行授課指導；也可以根據(jù)知識點的難易層次設置多個項目，一個項目涵蓋一部分知識點，由一個教師指導完成。同時，項目的最佳來源應該是老師在研項目的一部分，這樣可以保證項目的新穎性和前沿性；當然也可以是經典的項目或案例，能達到訓練學生掌握本研究方向知識點并靈活應用的目的即可。如果是經典項目獲案例，則要進行及時更新，淘汰過時的項目，緊跟研究前沿，讓學生對本方向的前沿研究有一定的了解，為后續(xù)的項目研究打下基礎。

③課時安排。根據(jù)培養(yǎng)計劃的要求，方向選修課一般在10個左右學分，傳統(tǒng)模式下每門課程40學時。采用課程融合的教學模式后，由于課程各個知識點直接能實現(xiàn)無縫對接，內容上能做到前后一致，教師主導學生主體的模式讓學生投入更多的課外自主學習時間，所以課堂學習時間可以適當減少，具體課時數(shù)可以據(jù)實際情況進行設定。

④考核方式。設定階段性考核的參考時間點和考核指標，改變傳統(tǒng)的考核模式，對課程的質量監(jiān)控應體現(xiàn)在對整個教學過程的監(jiān)控中，在各個階段設定對應的考核點和應達到的要求，并賦予對應的學分。

（2）遴選對應的任課教師團隊

為了保證課程的教學效果和教學質量，按照教學大綱的要求首先遴選出當前學期課程學習需要的項目，然后根據(jù)項目組建教學團隊，具體人數(shù)根據(jù)開設項目的實際情況進行設定。對教學團隊中教師的遴選遵循“專業(yè)第一”和“動態(tài)調整”的原則，即教學團隊中的老師應該是對本領域有著深入研究的專業(yè)教師，有很好的專業(yè)素養(yǎng)，了解本領域的研究動態(tài)，能緊跟研究前沿，并對研究方向有自己的理解；同時，課程的教學團隊人員不固定，根據(jù)當前學期選定的項目進行動態(tài)調整，充分發(fā)揮本領域專業(yè)教師的特長，使之達到最佳的教學效果。同時改變傳統(tǒng)的教師為主導的課堂教學模式，圍繞項目核心，進行學生主體，教師引導的研討式、探究式學習。有老師指導的學習只是一部分，大部分應該是學生在導師的指導下圍繞項目和知識點進行自主學習。教學地點不再局限于課堂，重點應該在實驗室。

（3）建立基于過程監(jiān)控的質量管理機制

對教學過程進行合理的監(jiān)督和評價是保證課程教學質量的重要措施。根據(jù)教學大綱要求，對當前選定的研究項目實施基于過程監(jiān)控的質量管控機制和科學合理的激勵機制，督促學生在教師的指導下高質量完成課程學習。

①過程監(jiān)控。在本文開展的研究生方向選修課多課程融合的知識點為主線、項目為依托、學生主體、教師主導的教學模式中，其監(jiān)管的核心在于過程，考核的結果只是其中的一個環(huán)節(jié)。特別是對于項目的研究，不能單純只看項目的研究結果，而應該是項目整個設計過程的效果，以及學生在項目學習中的主動性、實際知識點的掌握情況及靈活應用知識的能力等。

②指標考核。傳統(tǒng)的考試方式從傳授知識的角度講具備一定的優(yōu)勢，但難以反映學生對知識的應用能力；單純的論文考核方容易出現(xiàn)抄襲的現(xiàn)象，同時也可能出現(xiàn)并非本人所完成的冒名頂替現(xiàn)象。而對于多課程融合模式，項目研究環(huán)節(jié)既是對前面知識點的總結和鞏固，也是后續(xù)知識延伸和拓展的關鍵，因此抓住項目，采用指標考核的方法能有效地解決傳統(tǒng)研究生教學考核中的各種問題。根據(jù)不同的知識點和項目，設置不同的指標體系，既實現(xiàn)了過程上的全程質量監(jiān)管，也能激發(fā)學生的學習熱情。

③激勵機制。在以項目為主線的課程學習的不同階段，設置對應的激勵方法，如成績認定，分階段學分等，激發(fā)學生的進一步學習熱情。同時分階段的激勵模式也將有助于項目研究的深入開展，鍛煉學生的研究創(chuàng)新能力。

（4）實施對象和效果

湖南理工學院2008年獲得教育部碩士研究生培養(yǎng)立項建設，2013年正式驗收通過，2014年面向全國招收碩士研究生，作為首批碩士學位授予權單位的信息與通信工程一級學科所屬的“圖像信息處理”研究方向，2014年首批招收3名碩士研究生，2015年招收4名碩士研究生。針對2014級3名研究生，根據(jù)研究生培養(yǎng)計劃的要求，在2014年下學期完成研究生第一學期的公共課程教學后，于2015年上學期即研一第二學期的四門專業(yè)方向選修課《數(shù)字圖像處理》、《生物特征識別技術》、《機器視覺》和《Halcon應用技術》采用本文的多課程融合模式進行教學改革試驗。

首先在圍繞培養(yǎng)計劃和四門課程教學大綱制定新的多課程融合教學大綱，明確了教學目的和知識點劃分，其知識層次劃分為“圖像處理基本方法”、“圖像處理基本應用”、“圖像處理工程案例”、“圖像處理前沿探索”和“圖像處理必備工具”五個知識模塊。其中“圖像處理基本方法”要求學生學習并掌握數(shù)字圖像處理中的基本算法和思想，用MATLAB工具進行仿真，對應的項目設置為在MATLAB平臺上設計一個GUI圖形化界面的數(shù)字圖像處理算法包，并完成對應的設計文檔；“圖像處理基本應用”則強調用前面的基本算法進行一些具體的應用，本次的項目設置為在Halcon軟件平臺上完成“液晶屏表面缺陷檢測系統(tǒng)設計”，該項目來源于圖像研究組與某自動化公司的合作項目，要求采用合適的圖像處理算法，最大限度的實現(xiàn)對屏幕表面三個常見缺陷的檢測；“圖像處理工程案例”則是通過一個具體的工程應用產品研發(fā)來實現(xiàn)對各個算法的靈活應用，本次的項目為“指紋識別系統(tǒng)”，要求利用Halcon軟件平臺，從指紋采集、指紋庫建立、指紋預處理、指紋特征提取、指紋匹配及結果輸出等進行系統(tǒng)設計，并寫出設計報告；“圖像處理前沿探索”部分由每個教師進行一次講座，每次講座后布置一定的參考文獻讓學生閱讀，講座全部完畢后要求學生寫出文獻綜述。

課程實施中安排三位老師采用順序模式進行教學，比傳統(tǒng)的一門課程一位教師減少一人。前面的三個知識模塊由每個教師負責一塊，學生采用團隊模式進行，即課程中一起學習、討論和共同完成項目，而不是每個學生分別完成。在學習和項目設計中要充分體現(xiàn)團隊協(xié)作精神，發(fā)揮各自的主觀能動性；教師進行全程監(jiān)管和及時指導，糾正一些錯誤的方法，培養(yǎng)學生良好的研究習慣。課程教學全程在實驗室進行，相應模塊的任課教師全程在實驗室進行監(jiān)管，及時進行指導和發(fā)現(xiàn)問題并進行解決。

通過一個學期的教學，課程的改革取得了很好的效果，學生對知識的掌握和靈活應用能力明顯提高，既讓學生掌握了圖像信息處理領域的基本知識，通過項目也鍛煉了學生的研究能力，基本掌握了工程項目的研究方法。同時由于并行課時減少，學生在每一個階段都能集中精力完成當前任務，更好地激發(fā)了學生的學習熱情。本來應該安排四位教師進行授課，通過改革后三位教師即順利完后了教學任務，且教學效果良好。通過與其他幾個采用傳統(tǒng)教學模式的研究生培養(yǎng)方向的教師和學生座談討論，多課程融合模式的課程教學方法優(yōu)勢明顯，得到學院、研究生處以及參與改革的教師和學生的一致好評，同時將在信息與通信工程學科其他方向逐漸推廣該研究生方向選修課教學模式。

3 結語

本文立足于現(xiàn)有的研究生培養(yǎng)體系，對研究生培養(yǎng)計劃中的方向選修課采用多課程融合的教學模式進行了探索和研究。針對現(xiàn)有的研究生方向選修課的特點和課程教學目標，首先論證了其進行融合的可行性，構建了與之對應的多課程融合教學模式，然后重點論證了該教學模式的實施方法，包括多課程融合的教學大綱、知識點設置、依托項目的設立以及考核方式等。最后的實施效果表明，多課程融合的教學模式不但能提高教學效果，而且有助于學生對專業(yè)知識的掌握和靈活應用，在項目設計中逐步形成良好的研究習慣，培養(yǎng)應用能力和創(chuàng)新思維。相比傳統(tǒng)的教學模式，無論對教師還是學生，能顯著減輕授課壓力，發(fā)揮個體的主觀能動性，從而達到最佳的教學效果，達到最大的資源利用率。該模式在湖南理工學院信息與通信工程學科“圖像信息處理”方向的首次實施效果良好，得到了學校、學院及相關專家的高度評價。本文方法同樣適用于其他各個研究生培養(yǎng)方向，為研究生的專業(yè)方向課程教學提供參考。

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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

郭龍源（1973－），男，湖南岳陽人，副教授，博士，碩士導師，研究方向為數(shù)字圖像處理、機器視覺、模式識別

吳健輝（1977－），男，湖南新化人，教授，博士，碩士生導師，主要方向為數(shù)字圖像處理、機器視覺，模式識別

羅朝明（1977－），男，湖南永州人，副教授，博士，碩士生導師，研究方向為數(shù)字信號處理

涂兵（1983－），男，湖南岳陽人，講師，博士，碩士生導師，研究方向為圖像信息處理與計算機視覺

2016-12-13

2017-01-23

湖南理工學院研究生教學改革項目資助、湖南省普通高校教學改革研究項目（湘教通[2015]291號）