基于创新思维的多媒体通信课程教学改革

臧 淼 邢志强

北方工业大学信息学院 北京 100144

随着多媒体等计算技术的飞速发展，文本、图像、音视频等多种媒体的压缩编码和通信技术在生产生活中的应用越来越广泛，为满足社会需要，许多高校面向电子信息工程、通信工程、计算机科学等专业高年级本科生开设多媒体通信课程作为专业选修课。该课程以图像、音视频等信源压缩编码为主线，以多媒体通信的应用为目标，使学生掌握图像和音视频信号处理、压缩编码、多媒体同步通信等基础知识，并具备一定的多媒体通信系统的开发能力。但是，信息技术的高速发展使人类正从知识时代大步迈向智慧时代，当前的教育不再仅仅局限传播知识本身，而是要培养运用知识的能力、思维以及创造性的学习素养。如何改革课程教学，使其与时代发展相适应，满足创新思维培养的需求，是有待深入研究的问题。

1 课程现状与问题

在教育部关于深化高等学校创新创业教育改革的需求下，传统的教学方式逐渐显示出许多不适应性，主要表现在以下几方面。

1.1 教学模式和教学内容单一

多媒体通信课程内容涵盖广泛，理论涉及高等数学、线性代数、复变函数与积分变换、概率统计与分析、信息论与编码、程序设计等多门课程的知识，是对多门专业理论课程综合应用的课程。在教学内容量大和学时有限的前提下，教师主要以讲授为主，满足教学进度的要求[1]。然而，新一代大学生是伴随着互联网成长的一代，一方面，互联网使得许多知识变得唾手可得，传统的灌输式教学已不再受欢迎，教学效果堪忧[2]。另一方面，教师在教学过程中对学生主动拓展知识面的引导不足，学生对课程相关知识的文献检索能力薄弱。尽管学生对互联网搜索并不陌生，但是多数学生缺乏主动搜集专业信息的需求和意识，往往只是为了完成教师布置的学习任务而查找和使用信息，为充实完善自己的知识面而进行信息搜索的学生少之又少[3]。此外，学生对专业课程相关文献的检索能力非常薄弱，调查显示，多数学生进行资料检索时仅使用百度、谷歌等网络搜索引擎，而不会利用专业的CNKI，EI，SCI等电子资源数据库。而且，学生在设置检索方式、选择检索词、检索项等方面均存在盲目性。

1.2 实践环节缺乏连贯性

首先，作为工科专业的技术应用型课程，实验环节对学生提高课程兴趣、理论联系实际起着至关重要的作用。但是，传统的课程实验教学中，各实验项目之间独立性强、连贯性弱、实验课内容缺乏全面系统的安排，学生缺少总体目标意识，实验往往是盲目的[4]。这种“只见树木，不见森林”的视角束缚了学生创新思维的发挥。其次，实践环节重操作、轻分析。为了在有限的实验学时内完成实验任务，许多学生只是按部就班地操作，被动地遵照实验讲义的要求做，缺少足够的尝试、摸索、设计、检查、编程、调试、仿真、分析的过程，主动学习的机会太少，限制了学生运用知识的能力和思维。学生的实验报告普遍存在只有结果、缺乏分析的问题，且报告内容逻辑性、条理性差，许多学生采取应付态度，这表明了其科研创新思维和能力的欠缺以及对实际工作深入研究的兴趣不浓[5]。

1.3 考核和评价机制有待提高

传统课程的考核方式往往是采用作业、验机、实验报告和期末试卷等多项成绩的加权平均，尽管其中体现了学生部分的平时成绩，但是每一次作业或实验往往都是以书面结果或实验结果呈现，因此，整体考核方式仍偏重于结果，不可避免地存在以下问题。

(1)部分学生直接利用网上资源完成作业或实验结果，完全取代了自行设计、分析、操作、调试等一系列发现问题、分析问题、解决问题的过程。学生对整个问题的解决过程可能一无所知或知之甚少，却得到了与其他学生相同的考核结果，失去了考核的意义。

(2)学生只注重结果但忽视了对整个问题的分析与理解，忽视了对结果的分析与论证。缺少这一环节，学生的创新思维难以提升。

要培养学生的创新能力应从结果导向向过程导向发展。在对学生评价时，不仅要看结果，更要重视学习策略和学习过程的评价。在评价的时间跨度上，允许长时间的评价，而非在某一关键时刻实施评价。

2 教学改革策略与方法

大学生的创新思维教育不能仅停留在口号上，必须要落实到实践中，并通过一定的途径实现。而创新教育最好的途径就是将教学与科研相结合，在教学的同时让学生了解到课题选题、项目申请、方案论证、研究开发、系统调试以及论文投稿、专利申请等一系列过程，在实践中不断发现问题、解决问题，只有这样才能促进其创新能力的培养。

2.1 拓展教学内容 采用多样化教学方法

考虑到多媒体通信技术发展的日新月异，课程内容在讲述基本概念、基本原理的同时，不断拓宽学生视野，及时引入科研过程中用到的新理论、新技术、新成果。

以多媒体通信课程为案例，引导学生应用文献检索方法查阅多媒体通信相关专业文献，并选择感兴趣的部分进行课堂讨论和小组汇报，从而使学生了解一些前沿性问题的研究和进展，及时掌握学科领域的科研动态，更新、充实所学的专业知识。

此外，有意识地引导学生关注相关IT新闻，在全民创业时代，学生不仅要了解专业技术，还应关注相关技术的市场需求。例如，将我国85%的专利无法转化与美国70%以上的专利转化率进行对比，说明我国的许多专利发明仅注重个人兴趣，没有衡量市场；而美国的许多专利，本身具有很明确的追求商业价值的目的，从而鼓励学生将专业技术与市场接轨，并加强对专业技术的潜在市场价值的敏感性。

2.2 课程实践与科研项目相融合

首先，课内实验内容的设置在整体上体现出连贯性。在学时有限、各个实验必须分次完成的课程要求下，将多个课程实验组合为一个完整的综合性实验，每次实验只完成其中一个模块，前一个实验设计的结果可以作为后一个实验输入，环环相扣，使学生在循序渐进中利用已学知识和技能掌握复杂的综合性实验设计方法。由于实验从一开始就设置好一个明确具体的目标，学生在实验过程中能够保持清晰的思路，也有利于其认知能力和创新思维的培养。

其次，为了促进教学和科研的有机结合，使本科学生及早参与科研、加强实践能力和创新能力的培养，本课程组织学生积极参加大学生科研创新训练计划和开放实验项目等学校大力支持的学生科研项目。形式上，学生可以自带题目参与立项申请，也可由教师指定题目，多年来共指导10余组学生参与科研项目，完成了基于MatLab的数字图像处理课程演示实验平台、基于MatLab的电视系统仿真平台、基于MatLab的图像自动标注平台、基于MatLab的多媒体通信仿真平台、多媒体通信微信课程公众平台和基于STM32的数码相框等项目。

此外，在学生完成课程实验、开放实验或者参与科研项目的过程中，要求学生将实验报告、研究报告以科技论文的形式呈现，并鼓励学生积极投稿。这一环节使学生初步了解科技论文的写作流程、写作规则和写作技巧，促使学生主动思考研究问题的由来、现状、存在问题、解决方法以及结果与分析等一系列过程，从而使学生的创造性思维得以深化。可以说，科研论文写作是进行思维训练和素质教育的最佳载体。多年来指导学生以第一作者发表论文10余篇。

2.3 将科研评价方法引入课程考核

课程教学内容的不断充实，教学方法的不断更新，需要有多元化的课程评价机制使以上环节得以真正落实。借鉴科学研究的评价指标，将调研情况汇报、文献综述、实验结果展示、科研项目演示、发表论文情况等环节引入传统的教学评价当中。为避免部分学生的依赖心理，保证考核的公平性，将实验、大作业、研究项目等题目的设置尽可能因人而异，同时，为避免部分学生的畏难情绪，并培养学生团队精神，也允许学生以3～5人的小组为单位进行责任分工，共同完成任务。这种方式可以督促更多的学生独立地分析问题、解决问题。此外，在课程评价中加重过程评价的权值，加强学生主动参与度，例如，课堂讨论、汇报展示等。

3 结语

本文分析了多媒体通信课程教学过程中存在的若干问题，提出了基于创新思维培养的课程教学改革方案，包括拓展教学内容，多样化教学方法，将课程实践环节与科研项目相融合，并将科研评价方法引入课程考核。这样，一方面开拓了学生的视野，提高了学习兴趣；另一方面，让学生了解到基本的科研方法和科研工作流程，培养了学生的创新意识和创新思维。