基于CDIO的“模式识别”课程教学改革研究探索.pdfVIP

总第263期 课程教材改革 DOI编码：10.3969/j.issn.1007-0079.2013.04.025 基于CDIO的“模式识别”课程教学改革研究探索 袁  立  李晓理 摘要：“模式识别”课程是模式识别与智能系统专业的基础课，是一门基础理论与工程实践相结合的课程，其概念、原理和方法都 隐藏在数学符号中，讲课过程中学生往往会感到枯燥、难懂。对CDIO工程教育模式下的“模式识别”课程的教学与改革进行了初步探 索，提出了基于CDIO的“模式识别”课程教学体系，采用主动学习、经验学习等教学方法，让学生在扎实掌握基础知识的同时，增强其实 践能力、团队协作和综合解决问题能力、创新能力等综合能力。 关键词：CDIO；工程教育；主动学习；经验学习 作者简介：袁立（1978-），女，河北邢台人，北京科技大学自动化学院，副教授；李晓理（1971-），男，辽宁沈阳人，北京科技大学自 动化学院，教授，博士生导师。（北京 100083） 基金项目：本文系教育部第五批高等学校特色专业建设项目“自动化CDIO特色专业建设”（项目编号：TS2422）的研究成果。 中图分类号：G642.0          文献标识码：A          文章编号：1007-0079（2013）04-0051-02 CDIO是由美国麻省理工学院、瑞典皇家技术学院、瑞典查 一、“模式识别”课程传统教学模式中存在的问题 尔姆斯技术学院、瑞典林克平大学等四所大学从2000年起合作 “模式识别”课程从应用角度来看，属于人工智能、机器学 研究探索的一种新型的工程教育模式。CDIO教育模式力图培养 习的领域，从学术内涵角度来看是进行数据处理、信息分析的 学生能够在现代的、基于团队的环境下构思（Conceive）—设计 学科。该课程在纵向上与概率论、数理统计密不可分，在横向上 （Design）—实施（Implement）—运行（Operate）复杂、高附加 注重与数字图像处理、信号处理、通信原理等专业课程有关联。 [1] 可见，该课程对于巩固已学知识、开展后续专业课学习及未来 值的工程产品、过程和系统，让其成为成熟、有责任感的人。 CDIO改革有三个总体目标，即教育学生，使他们能够更深层次 工作具有积极的指导意义。 地掌握技术基础知识，不是通过被动的听讲过程获取知识，而 该课程内容本身比较抽象性，其概念、原理和方法都隐藏 是让学生自己构建他们的知识，面对和纠正自身的错误理解；教 在数学符号中，讲课过程中学生往往会感到枯燥、难懂。教师的 育学生能够领导新产品、过程和系统的创造与运行，在此过程中 讲解和学生的学习难度都比较大，理论知识学完后学生对于其 培养学生的个人能力和人际交往能力，个人能力包括工程推理 实际应用有时仍是一头雾水。传统教学模式下存在以下一些问 和解决问题的能力、科学探索、系统思维和批判性及创造性思 题：在教师的授课环节中，往往以教师的授课为中心，而不是以 维，人际交往能力包括交流沟通和团队工作能力；第三个目标是 学生为主体，这种重“教”轻“学”的模式不利于学生对基础知识 使学生能够理解和研究技术发展对社会的重要性和战略影响。 的掌握；课时的安排上，总课时（32学时）中28学时为理论授课， 可以看出，CDIO模式注重扎实的工程基础理论和专业知识的培 4学时为实验。在实验环节中，学生上机动手编程，根据课上内容 养，并通过贯穿整个人才培养过程中的团队设计和实践环节的 设计相应的分类器实现。这种课时安排不利于充分开展工程项 训练，从而培养既有过硬的专业技能又有良好综合素质的国际 目实践活动，使学生失去了了解模式识别在工程项目中真实应用 [2] 的机会，限制了其对专业技能的掌握；在实验环节中，实验内容 化工程师。 作为高等工程教育的一种新的教育理念，CDIO模式受到越 的