信息與通信工程研究生教育教學改革模式探索

李永哲 陶然 吳莎莎 曾思民

[摘 要] 研究生教育關乎國家教育、科研、生產等多方面的發展，研究生教育教學改革更是我國教育振興的重要一環。社會發展對高校研究生教育教學改革提出了新的要求，在此背景下，結合國內外高校的研究生教學改革經驗，從研究生教育模式與定位、開設課程及教學、教育教學水平評價三個方面展開，具體研究新形勢下高校信息與通信工程研究生教育教學改革創新的策略與方法，為新形勢下研究生教學改革提供了思路與方向。

[關鍵詞] 信息與通信工程;研究生教育;改革創新

[基金項目] 2021年度北京理工大學研究生教育教學重大培育項目“新形勢下信息與通信工程研究生教育教學及國際化人才培養的改革探索”（2020ZDA3）;2021年度北京理工大學研究生“一流課程”建設項目“分數域信號處理及其應用”（2021YLKC004）;2021年度北京理工大學研究生教育教學一般項目“信息與通信工程研究生教育教學改革新探索”（2021YBJG007）

[作者簡介] 李永哲（1985—），男，河北承德人，博士，北京理工大學信息與電子學院助理教授，碩士生導師，主要從事波形設計、大規模優化算法研究;陶 然（1964—），男，安徽南陵人，博士，北京理工大學信息與電子學院教授，博士生導師（通信作者），主要從事分數域信號與信息處理及其應用研究;吳莎莎（1979—），女，河南新鄉人，博士，北京理工大學信息與電子學院助理研究員，碩士生導師，主要從事信號與信息處理研究。

[中圖分類號] G643.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）24-0054-04 [收稿日期] 2021-08-11

一、研究背景

教育部、國家發展改革委、財政部發布的《關于加快新時代研究生教育改革發展的意見》中指出，研究生教育肩負著高層次人才培養和創新創造的重要使命，是國家發展、社會進步的重要基石，是應對全球人才競爭的基礎布局[1]。在此背景下，研究生群體作為我國科研創新的生力軍，對其教育教學水平與質量關乎國家教育、科研、生產等多方面發展，因此，打破傳統模式下研究生教育枷鎖，提升研究生教育質量至關重要。新形勢下若想提升研究生群體的整體質量，便需要對研究生教育教學實施科學的改革與創新措施，從而起到服務國家相關戰略目標的作用。

信息與通信工程是一門對接國家重大科研項目、為國家重大戰略需求輸送人才的關鍵學科，本文圍繞該學科，在對歐美國家研究生教育教學體系進行全面對比調研和剖析的基礎上，結合項目成員在歐洲及北美大學從事科研和教學的相關經驗，分析并研究在新型復雜國際形勢下高校建設“雙一流”過程中可行的研究生教育教學改革策略和方法。此外，專業課程授課作為研究生教育教學的關鍵環節，其重要性不言而喻。本文從研究生教育模式與定位、開設課程及教學、教育教學水平評價三方面入手，對新形勢下高校信息與通信工程研究生教育教學改革與創新相關舉措的推行，具體展開論述。

二、研究生教育模式與定位

如何設置研究生課程，這就需要思考研究生的教育模式與定位。以美國高校為例，一方面，研究生課程的設計與當下經濟、社會及科技的發展需求聯系緊密，并在課程中不斷引入最新科研進展，如此一來，研究生課程的教學內容就得到了持續的更新，也就為研究生群體提供了源源不斷的新思想、新理念、新方法，也就能夠更有效地幫助研究生拓寬科研視野。另一方面，美國高校十分重視當下市場對研究生的需求[2]，重視與企業之間的溝通與合作。一些教師不但以自己的科研工作與企業建立合作關系，還會邀請相關企業界的知名人士分享經驗，并開設相關課程，使學生最大限度地了解企業需要什么樣的人才、需要儲備哪些方面的知識，同時也能了解所處行業發展的最新動向[3]。此外，美國政府還給予了高校在發展規劃方面充分的自由，使得高?？梢愿鶕鐣男枨蠹皶r調整育人模式、改革教學設計，緊跟時代步伐，培養社會需要的人才。相比之下，國內大部分高校研究生教育更偏向傳統化，即授課方式大多以面授為主，通常一講到底，枯燥乏味的課堂環境不利于學生接納教師所講授的專業課知識，這對授課教師的教學水平提出了極高的要求。如此一來，對比國外高校的課堂教學模式，國內的教學方式缺少了一定的靈活性，導致學生自主學習的積極性大打折扣。

此外，與大多數國內高校不同，歐美高校對于本科生及研究生通常會有跨學科或跨學院選課的強制要求，也就是說學生只有在滿足選擇其他學科或學院開設課程的學分占總學分的四分之一到三分之一時，才可以達到最終的畢業要求。特別的，英國很多高校為此專門設置了很多學科交叉型課程，如航空航天、電子信息、計算機等學科與生物、醫學、化學等學科的交叉融合類課程，極大地便利了學生的選課工作，同時也達到了相關的培養目的。相比之下，國內大部分高校在交叉學科的規劃設置方面還比較薄弱，研究生跨學科選課比例普遍較低。究其原因，雖然現在國內高校交叉學科課程的開設越來越普遍，但是一般未對跨學科選課的比例有硬性要求，而是將跨學科課程同本學科課程共同納入專業選修課的范圍，甚至有的高校不允許學生跨學科選課，相關調研結果顯示，僅有26.4%的研究生認為開設的選修課比例合適。在校期間，有過跨校選修課程經歷及參加過全國研究生暑期學校的研究生比例均不到20%。這在一定程度上限制了研究生的科研視野，導致研究生在科研過程中常常遇到超出個人知識儲備的內容，從而造成諸多的不便。

綜合以上分析，研究生教學模式應當向學科交叉的方向繼續深入地發展，而不是僅流于表面;同時，關于研究生教學的定位問題，研究生課程設置應當瞄準當下國家和社會發展的需求，緊跟最新科研進展，實現為研究生量身定制的教學效果，最終培養出符合國家發展需求的創新型人才[4]。

三、開設課程及教學

在上述論述的基礎上，本部分重點以“分數域信號處理及應用”研究型課程及其前置基礎課程“信號處理理論與技術”為分析和改革突破口，探索新形勢下信息與通信工程研究生教育教學課程改革方向。需要注意的是，在傳統的授課模式下，課程的最終成績一般由平時的課堂作業與最終的期末考試兩部分成績構成，且往往平時作業所占比重較大，這也就會導致期末考試時有些學生臨時突擊，即使期末考試成績不高，也能夠最終取得及格的成績[5]。這種臨時突擊的方式不僅無法有效檢驗學生的學習效果，還會導致學生考過就忘，這對學生未來的科研學習生活是百害而無一利的?；谝陨戏治?，本文將從課程教學理念與定位、教學內容、教學與研討方法及課堂作業與成果展示等四個方面，進行具體分析。

（一）課程教學理念與定位

“分數域信號處理及應用”作為一門碩博貫通課程，著眼于國家重大戰略需求，致力于培養具有科研創新能力的博士生。同時，課程結合實驗室課題組自身獨到的研究基礎與科研優勢，圍繞信號與信息處理領域的關鍵科學問題具體展開相關教學。在課堂教學中，授課教師既要注意到該課程與本科階段先修課程的銜接問題，又要做到對這些先修知識加以拓展與應用。

信號與信息處理理論是信息科學的基石，信號處理理論與技術作為一門本科階段信息與通信工程的專業課群，其重要性不言而喻。它既是信息類本科生一門重要的專業課，又是研究生需要進一步深入學習的理論課程。

（二）教學內容

對于“分數域信號處理及應用”課程，在基礎理論方面，主要講授并研討分數域采樣機理、分數域濾波特性、多分數域聯合分析方法等基本理論問題;在應用基礎方面，則充分結合當前最新科研進展，主要圍繞分數域雷達信號處理、分數域通信信號處理、分數域信息系統與技術、分數域交叉學科等前沿課題展開教學工作。

信號處理理論與技術課群，涵蓋了“信號與系統”“數字信號處理”及“隨機信號分析”三門課程[5]。其中“信號與系統”課程主要講述信號與系統的概念、性質與分類，并在此基礎上著重介紹信號通過各種線性系統的分析與計算方法?！皵底中盘柼幚怼闭n程則主要通過引入各種濾波器，介紹以經典傅里葉變換為基礎的頻域分析方法?！半S機信號分析”在前門課程的基礎上，介紹隨機過程的基本概念和性質，以及對隨機過程通過各種線性系統的特性進行分析。

此外，鑒于信息與通信工程學科自身特殊的性質，幾乎所有專業課都會需要學生具有較好的數學知識儲備，再加上現在科研過程對理論算法的研究要求越來越高，因此，在開設相關的研究生課程的同時，需要注意對相關的數學知識點的補充，對于一些重要的涉及數學知識的推導過程，授課教師也應當盡量采取板書的形式呈現給學生，如此一來，可以進一步加深學生對相關數學知識的接受程度。同時還需要注意的是，課堂講授需要靈活地將專業知識所涉及的數學知識點加以呈現，避免生搬硬套，授課教師需要注意對數學難點加以轉化，進而方便學生的理解與接受。

（三）教學與研討方法

學科專業課程教學，不能僅停留于書本內容，授課教師還應當注意結合學生研究領域進行學科前沿的拓展。對于信號處理理論與技術課群，可邀請實驗室不同研究方向的教師做與課堂所學知識有結合性、針對性的專題講座，如此一來既保證了學生基礎知識的學習，又增進了本科生對日后可能的研究方向的了解與興趣。對于“分數域信號處理及應用”課程，應該通過不同專業、不同實驗室和研究團隊學生的交流和研討，促進學科交叉。信息與電子學院研究生的研究方向涉及雷達信號處理、通信信號處理、多媒體和圖像處理、電磁場與微波等眾多高新技術領域，通過研討可以使研究生新生了解各個方向的研究內容和方法的異同，找到不同方向之間的融合點，進而進行學科交叉式研究，促進學生的全面發展。

此外，以上課程在課堂風格上應不拘泥于形式，可采取開放式教學方法，通過PPT、口頭報告等形式，加強教師和學生之間的交流與溝通，從而達到在相應教學進度下增加教師與學生之間互動的目的。PPT展示、口頭報告等環節可以在提升學生自主學習能力的同時，鍛煉學生的語言表達能力及展示能力，從而起到多方位提升學生科研水平的作用。此外，通過以上幾種形式，授課教師可以最大限度地及時解決學生在學習過程中遇到的問題，幫助學生發現一些自身難以發現的疏漏及錯誤，并加以解決，從而在提升課堂本身趣味性的同時，充分提高課堂學習的有效性。

（四）課程作業與成果展示

前文分析中提出，課堂作業所占比重過高往往會導致大量學生通過考前突擊的方式獲得不錯的成績，從而削弱課程本身應該給學生帶來的在學術方面的提升作用。但與此同時，課堂作業作為鞏固課上所學知識的重要環節，其作用不能被忽視，更不能完全忽視該環節，只重視最后的考試部分。那么為克服以上困難，提出針對課程作業與成果展示的相關改革措施。

在保持合理的成績分配比重的前提下，課程作業與成果展示部分作為提高學生課堂積極性、課后學習效率的重要環節，應結合當下互聯網發展的大趨勢，不拘泥于傳統課堂形式，通過線上（MOOC平臺等）與線下（隨堂練習、課堂討論、個人或小組匯報等）相結合的方式，來進行課堂作業及成果展示。這樣相比于傳統課堂作業的布置形式，可在一定程度上提升課堂作業部分的趣味性，既可以幫助學生對所學知識進行及時的鞏固，又可以增強學生對專業課程知識的學習能力，同時鍛煉學生的自主學習意識，從而起到提升其科研水平的作用。

四、教育教學水平評價

作為研究生教育教學的重要一環，課程教學水平評價對于推進教育教學改革有著重要作用。真實、準確的教學水平評價不但可以有效反映授課教師的教學水平，還可以為教師提供及時的反饋，從而便于改進教學計劃，為下一屆學生營造更好的教學環境。同時，通過透明、公開的課堂教學水平評價環節，還可以幫助學生在選課時更加直觀、方便地做出選擇，同時也能起到督促教師重視課堂教學的作用。

此外，盡管高校會對課堂教學效果進行評價并對授課教師進行反饋，但是一般不會將其納入教師獎懲考核范圍，這也就不能引起教師的足夠重視。同時，高校會對教師科研成果提出要求，這樣一來就會導致越來越多的教師出現輕教學而重科研的現象。因此，高校應加強對教師教學水平的關注，可通過教師培訓、觀摩授課等方式，提升教師教學能力，將課堂教學評價納入獎懲考核范圍，提升教師授課積極性。

結語

信息與通信工程相關技術是我國信息化建設的核心，更是保障國防工業建設、保衛國家安全的關鍵。新形勢下，信息與通信工程技術還承擔了信息化帶動工業化發展、推進傳統制造業加速轉型升級等一系列重要任務，結合這一形勢，對信息與通信工程研究生教育教學改革進行探索，為培養創新型人才提供專業支持。

參考文獻

[1]教育部 國家發展改革委 財政部關于加快新時代研究生教育改革發展的意見：教研〔2020〕9號[A/OL].（2020-09-21）[2021-07-16].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A22/s7065/202009/t20200921_489271.html.

[2]魏航.美國研究生課程設置的特點及對我國的啟示[J].教育探索，2012（2）：158-159.

[3]李宇杰，李儉川，鄭春滿，等.美國一流高校研究生課程設置特點[J].教育教學論壇，2017（18）：5-11.

[4]黃峰.高校研究生課程體系改革的探索與實踐：以南京師范大學為例[J].教育現代化，2017，4（22）：34-36.

[5]張峰，陶然.信號分析和處理類核心課程教學研究[J].教育教學論壇，2020（49）：222-224.

Exploration of the Education and Teaching Reform Mode for the Postgraduates of Information and Communication Engineering Major

LI Yong-zhe， TAO Ran， WU Sha-sha， ZENG Si-min

（School of Information and Electronics， Beijing Institute of Technology， Beijing 100081， China）

Abstract： Postgraduate education is related to the development of national education， scientific research， and production， etc. The reform of postgraduate education and teaching is an important part of the revitalization of our country’s education. Social development puts forward new requirements for postgraduate education and teaching reform in colleges and universities. Under this background， combined with the experience of postgraduate teaching reform in domestic and foreign universities， this paper studies from the aspects of the postgraduate education model and positioning， the curriculum setting and teaching， and the evaluation of the education and the teaching level. It specifically studies the strategies and methods of the graduate education and teaching reform in information and communication engineering major under the new situation， which provides some ideas and direction for the graduate education reform under the new situation.

Key words： information and communication engineering; graduate education; reform and innovation