课程设计感想范文3篇

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面向应用的《激光遥感》课程实践设计

摘 要:《激光遥感》课程是武汉大学遥感信息工程学院为适应遥感技术发展的最新需求,针对本科生设置的一门专业必修课程,为学生传授LiDAR技术的相关知识。本文针对教学大纲和LiDAR技术的特点,根据科研和生产的需要,设计了实践课程,并提出了课程的框架和建设方案。

关键词:遥感 机载激光雷达 实践教学 课程设计

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-2117(2014)18-00-02

1 前言

《激光遥感》是武汉大学遥感信息工程学院为适应遥感技术发展的最新需求,对原有《激光成像》课程进行改造而设置的一门专业必修课程。随着相关技术的发展,激光遥感成为了遥感技术的重要方向。近些年越来越多的资源投入到激光雷达术的研究和实践中,使之得到飞速发展。目前激光遥感技术已经运用到了近景、地面、车载、机载到星载的多种平台上,提供了不同精度的多种产品,应用在诸多行业中。相应地,激光遥感数据处理也从科学研究少量试验发展到了大规模生产实践阶段。面对这种变化趋势,武汉大学遥感信息工程学院在2010年修订的本科生培养方案中,设置了《激光遥感》课程,作为摄影测量方向本科生的专业必修课和遥感信息工程方向本科生的专业选修课[1]。这准确地反映了目前激光遥感技术的发展状况和其在遥感技术中的地位。

2 加强激光遥感实践课程的必要性

在激光遥感课程改造过程中,有必要提出并坚持面向应用的方针,这一方面是生产的需要,我国已经正在大力引进和推广激光遥感技术,仅机载LiDAR设备就已经超过30台,价值数亿元,其他的地面及近景设备更是多达百余套。这些设备采集了大量的数据,处理这些数据需要专门的人才,对本科教育提出了要求[2];另一方面是就业的需要,虽然随着空间技术的应用,摄影测量与遥感专业的学生就业形势较好,但是要看到,随着开设相关专业课程学校的增加以及学生规模的扩大,就业压力已经越来越大,有必要根据生产部门的需求,有针对性地培养学生专长,扩大就业机会;第三方面是科学研究的需要,目前激光遥感数据仅仅得到了初步的应用,如何提高数据处理效率,丰富数据产品类型以及拓展数据范围等,是目前生产部门亟待解决的问题[3]。通过在本科阶段设置相关课程,加大培养力度,有利于激发学生科研兴趣,为将来投身相关科学研究打下了坚实基础。在过去激光遥感属于前沿技术,缺少必要的案例和数据,主要采取课堂讲授的方式,通过教师的PPT和板书进行教学,学生的课堂实验及课后实践很少,缺少实践环节,造成学生动手能力较差,同时对理论的理解也不够深入,影响了用人单位的使用[4]。因此,随着激光遥感技术从探索走向应用,对应的《激光遥感》课程也由选修设置为必修,其授课方式也应该从纯理论讲授发展为理论结合实践的讲授方式。

3 遥感实践课程的原则及内容

3.1 遥感实践课程的原则

激光遥感数据处理环节多,涉及的专业知识多,同时,由于仍处于不断发展中,很多新处理方法和产品不断涌现,成熟和固定的生产与数据处理方法和流程较少。在确定激光遥感课程实践内容时需要把握如下原则:

(1)有利于全面掌握课程的知识点,实践的内容应该贯穿整个课程的环节,加深和巩固学生对理论的了解;

(2)有利于相关专业知识的融会贯通[5]。激光遥感是多种新技术的集成技术,应该通过实践环节,使学生了解相关专业技术以及集成技术的重要性及作用;

(3)有利于激发学生的科学研究兴趣[6]。应该通过实践,激发学生探索未知的兴趣,投身于对激光遥感技术科学研究中;

(4)有助于提高学生动手能力。激光遥感技术是一门工科技术,其落脚点应聚焦在提高学生的动手能力,为将来胜任行业部门打下基础;

(5)有助于课程安排。课堂时间有限,过于复杂的实验占用太多时间,不利于课堂组织,简单的实验不利于学生掌握相关知识。必须对各实验部分精心设计,使之既相对独立又有机联系。

3.2遥感实践课程的主要内容

激光遥感实践环节的内容

激光遥感技术工程实践环节较多,内容庞杂,主要有:

航线设计,需要全面掌握点云数据的参数,影像数据参数等;

数据预处理,包括误差剔除,坐标转换等;

输入输出,包括格式转换,内插方法等;

基础测绘产品生产,包括DEM、DLG的生产;

高级地理信息应用,包括数据分类、建筑物提取,三维建模以及空间信息系统研发等。

4 遥感实践课程设计

4.1 框架

本文设计了激光遥感课程的实践教学方案,框架图如下。

激光遥感实践框架

4.2 实践教学方案

本文设计了激光遥感课程的实践教学案例,下面针对框架进行详细说明。

(1)为了使学生对LiDAR技术有感性的认识,设计了参观的环节,以激发学生的兴趣。选择学院的硬件设备或者生产部门的生产现场,使学生通过参观对LiDAR设备的组成、相关技术和行业应用有初步了解,在生产一线了解该技术目前的应用关键和难点。一方面激发学生投身生产的热情,另一方面使学生了解科研与生产的方向。

(2)针对LAS格式的数据,要求学生编写程序,能够读取数据到相应的数组中。主要使学生了解LiDAR数据种类,通过深入研究LAS数据格式,了解空间信息数据的特点和存储难点;通过全面讲解LAS格式版本的发展过程,了解LiDAR技术进步过程和数据不断丰富的过程;通过程序编写,熟练掌握空间数据读取技术和节省数据存储空间的技巧。

(3)对LiDAR数据进行三维显示和基本空间分析操作。主要使用任课教师承担科研项目时编写的数据处理平台,在使用前任课教师先讲解科研项目的目的、意义、进展及展望,再对该平台的基本功能,尤其是数据读取部分进行详细讲解。一方面可以使学生看到上次课程自己编写的数据读取程序的规范性、速度和效率上存在的问题,另一方面可以使学生知道,科研项目并不神秘,而是从基础的功能起步的;通过对点云的简单空间操作和分析,使学生了解点云数据的粗差、断面、建筑物和树木脚点的空间分布特征、区别以及容易混淆的地方;通过对波形数据的读取、显示和分解,使学生了解LiDAR数据的新发展及其优点。

(4)要求学生编程实现LiDAR数据粗差的剔除。本次实践具有一定的灵活性,学生可以自行编写包含读取、显示、剔除粗差以及存储的完整程序,也可以在教师提供的平台上,以组件的形式完成剔除粗差的功能。关键是使学生理解基于高差的分类方法,基于统计原理的区分粗差的方法,熟悉一些基本的测量平差方法,不仅能够复习和掌握前期学过的测绘的基本专业知识,还能初步掌握LiDAR数据处理的基本原理和DEM的基本生产方法。

(5)要求学生编程实现去除粗差后的LiDAR数据的规则化。主要使学生复习和掌握空间数据内插的主要方法,了解LiDAR数据采集的随机性,知道其特点和不足,提高编程水平,同时对于DEM的生产方法也有更深入的掌握。

(6)实现LiDAR点云数据分类和输出。这部分比较复杂,主要基于现有软件,使学生掌握LiDAR数据分类的原理和生产部门处理的流程和工具,在不断调试参数并观察处理结果的过程中,琢磨和理解现有数据分类算法的原理和不足,明了目前LiDAR数据产品生产的关键和难点,为将来从事生产或科研打下基础。

(7)撰写实践报告,要求学生将实践过程和实践结果进行展示和总结,提出自己的想法,可以提出新的原理或算法,也可以针对某一环节提出改进措施,自由发挥。教师根据学生的报告综合、总结,在课堂上进行展示和点评,并给出成绩。

5 结语

实践教学不仅是理论课程的补充,而且具有验证、综合、创新等功能。加强实践性教学,有助于学生全面理解理论知识,掌握分析问题、解决问题的方法,激发学生自主学习热情,提高学生编程能力。本文针对《激光遥感》课程的特点和本科学生的知识积累,设计了课程实践环节,丰富了教学内容,加深了学生对理论知识的理解,推动了《激光遥感》教学改革,使该工科课程更贴近科研和生产,为学生将来进行科研或生产打下了坚实基础。

(武汉大学遥感信息工程学院,湖北 武汉 430079)

参考文献:

[1]遥感信息工程学院.本科人才培养方案(2010年版)[EB/OL].2012(2).

[2]赖旭东.《激光遥感》课程设计与思考[J].地理空间信息,2012,10(4):168-169.

[3]张喜旺,刘剑锋.高校GIS专业遥感类课程教学改革探索[J].测绘与空间地理信息,2012,35(10):10-12.

[4]刘经南,张小红.激光扫描测高技术的发展与现状[J].武汉大学学报:信息科学版,2003,28(2):132-137.

[5]汪志明,花向红,许才军.加强实验实践教学环节培养测绘工程专业创新人才[J]。测绘工程,2004,13(1):57-59.

[6]花向红,邹进贵.构建复合型人才培养的测绘工程实践教学新体系[J].测绘工程,2003,12(1):58-60.

高校思想政治课程设计责任感培养

一、引言

社会责任感是在一定的社会环境中,个人在心理和感觉上对社会群体中其他人的关心和奉献程度,是对社会群体利益应承担的责任和义务,是一个人的社会品质。这种品质包括对国家、对社会、对家庭、对个人的责任。社会责任感既是对人类社会发展的正确认识,也包含对祖国命运的深切关注,是一个人把个人的前途和命运,同祖国、民族的兴衰荣辱联系在一起的行动。大学生社会责任感是大学生对社会责任的认知、认同,进而产生肩负社会责任的一系列的行为。大学生是国家的未来和希望,大学生的社会责任感关系着国家的命运和长远发展。但是,当代大学生普遍面临着社会责任感缺乏、社会责任意识淡漠等问题。究其原因与高校思想政治课程设计欠缺合理性有重要的联系,高校思想政治教育对大学生社会责任感的培养具有重要作用,因而探寻高校思想政治教育课程设计对大学生社会责任感培养的作用机理具有一定的理论价值和现实意义。

二、大学生社会责任感缺失的现状分析

从总体上看,大学生思想道德方面是良好的,中共中央下发的《关于进一步加强改进大学生思想政治教育的意见》提出:“当代大学生思想政治状况的主流是积极、健康、向上。”例如河南大学生救人溺亡事件等,都体现出现代大学生具有一定的社会责任感。然而,在国际国内形势不断变化的今天,由于受到各种不良思想及价值观的影响,当代大学生的社会责任感也在日渐淡化,在承担社会义务过程中也出现一些问题,主要表现在:

1.对社会责任感缺乏高层次的认识。

一个人是否具备强烈的社会责任感很大程度上决定于他对社会责任的认识和理解,人对社会责任认识的越深刻,其社会责任感就越强。如《意见》所说,当代的大学生是积极的、向上的,但大学生的这种积极和向上仅表现在对自己未来的努力和对自己家庭的关注,对与自己不相关的事情多是采取冷漠回避的处理态度,更不要说服务社会、奉献他人,社会责任感相对淡泊;同时,当代大学生对社会责任感的认识也多是处于低级阶段,认为只要不伤害或影响他人即可,但不具备奉献社会、服务他人的高层次的社会责任感。

2.人生价值观过于功利化。

由于市场经济的迅速发展给当代大学生塑造人生观、价值观方面带来一些负面影响,个人主义、利益至上等观念影响着当代的大学生,当代的大学生更加重视对自我利益的获取,自己学习的榜样正从传统的道德模范逐步向社会上的“成功人士”转型。大学生将自己的人生价值简单地定义为收入的获取、职位的晋升等物质层面,人生价值观带有明显的功利性。这种以自我利益实现为目标的功利化人生观弱化了大学生对自己社会价值的实现。在个人利益与集体利益之间取舍的时刻,大学生更加强调对自己个人利益的维护,而弱化了对他人、社会的责任。高层次的社会责任应该是大学生实现人生价值的核心内容,它应该成为大学生人生观的主导价值取向。

3.践行社会责任行动不足。

当代的大学生对于信息和知识具有较强的吸纳、掌握和整合能力,很多大学生对于社会责任感有一定的认知和赞同,对承担社会责任的态度也是积极的,但是,在实际行动中,大学生不能主动地承担社会责任、服务他人,明显表现出实践能力弱、知行分离等问题。大学生在社会责任承担方面欠缺行动,轻者是对社会责任表现不作为、不承担、不关心的漠视态度,重者则出现道德缺失、违法乱纪、损害他人和公众利益等恶性行为。

三、高校思政课程设计在培养大学生社会责任感中的问题探析

高校思想政治教育课程的开设是对大学生进行社会责任感培养最正规、最直接的途径,但是高校思政课程设计在与学生学习的适应性方面仍存在一定的偏差。例如在高校思想政治教学内容、教学方式、教学过程、教学结果反馈等方面仍存在一定的不足。

1.教学内容偏政治、弱教育。

现代高校思想政治教育课程一般包括五个部分:《思想道德修养与法律基础》、《中国近代史纲要》、《思想和邓小平理论》、《马克思主义基本原理》、《形式与政策》。这五门课程分别在大学的第一至第五学期进行学习,这五门课中《思想道德修养与法律基础》部分主要是对大学生进行人生观、价值观的塑造、道德修养的培养和相关法律基础的教育,其中并没有专门的章节对社会责任感及其培养进行阐述。而其他四个部分则偏向于对大学生进行政治素养教育。总的来说,高校思想政治教育课程内容在大学生社会责任培养方面涉及较少,并且以政治教育为主,思想教育为辅,课程内容陈旧,对大学生社会责任感的培养相对薄弱,社会宣导力量不足。

2.教学方式传统、单一。

由于受到应试教育的影响,高校对学生的教育更加关注学生对专业技能的掌握以及学生未来的就业问题,对学生思想政治教育课程的整体要求偏低,高校的思想政治教育在各门学科中一直处于被忽视的状态。目前高校思想政治教育的教学方式比较单一,主要方式仍然是传统教学,内容陈旧、枯燥乏味,课堂上教师以传统授课方式为主,采用灌输式的教育方式,高校思政课堂经常出现教师“一言堂”现象,教师照本宣科、学生被动接受,或出现学生借此机会思维游离课堂之外等现象。“一言堂”的授课方式让学生放弃了学习的主动性,授课效果大打折扣。

3.教学过程重理论,轻实践。

由于高校思想政治课程长期处于被忽视的状态,高校在对学生进行思想政治教育过程中更是注重理论教学,忽视实践环节。大学生社会责任感不仅仅是一个大学生对社会责任感的认同和态度,更重要的是将这种认同体现到日常的学习、工作和生活中去,其日常的行为表现是高校进行思想政治教育的价值所在。现有教育的目标过于理想化,脱离了学生的生活实际,忽视了学生学习的主观能动性。社会实践是社会责任感得以体现的基础。社会实践是承担社会责任的归宿和和落脚点,社会责任感只有最终落实到行动上才能最终履行社会责任。社会实践对增强大学生的社会责任情感具有不可替代的作用

4.教学效果缺乏评估。

现阶段对大学生进行思想政治教育,只是通过期末考试来了解学生对于课程学习的掌握情况,应试色彩比较严重,教师灌输式的教育、学生期末突击性的记忆是现阶段高校思想政治教育的主要特点,但是对于教师教授课程的效果却没有专门的评价,对大学生学习思想政治课程之后社会责任感提升方面缺乏有效的评估。大学生社会责任感的提升是一个不易量化的评价,而其提升部分中有多少来自于高校思想政治教育课程的培养值得进行深入探究。对教学效果的评估有助于了解高校思政课程设计的合理性,为改进课程设计提供依据和参考。

四、高校思政课程设计对大学生社会责任感培养的建议

针对高校思政课程设计在大学生社会责任感培养方面的一些不足,现提出以下有针对性的建议。

1.完善课程设计,丰富教学内容。

对高校思想政治教育课程的授课内容要进行改革创新,要不断丰富教学内容,首先,高校在《思想道德修养与法律基础》这门课程中应该专门设置章节,对大学生社会责任感进行必要的培养,同时在其他四门课程中也应渗透相应的教学内容。其次,教学内容应紧跟当下热点,结合时事政治和现实生活中发生的典型事件,引起大学生对承担社会责任义务的关注,教学过程中引入案例教学、仿真演练、情景模拟等教学方法,激发学生独立思考、发散思维、承担社会责任的意识。最后,教学内容也要适应学生的主体性,充分发挥学生在思政课堂上的主动作用,教学内容要联系实际,尽量贴合大学生的关注点。

2.教学方式多元化。

针对教学过程中教师“一言堂”、学生被动学习的情况,教学方式应由灌输式向互动式转变、多种教学方式并用。在对大学生进行社会责任感方面教育的过程中,要结合学生的实际情况,转变教育方式,发挥多种方法的互补作用,整合所有的教育资源,充分调动学生参与教育的主动性,克服教学过程中灌输式教学的模式。鼓励学生进行课堂演讲、小组讨论、团队协作完成作业、PPT展示等,课堂上允许学生自由发表意见和看法,将被动接受变为主动参与,在互动过程中增强学生们的社会责任感。

3.实践课程的导入。

社会责任感不仅是人的主观认识,也是一个实践范畴,大学生对于社会责任的承担不应仅仅体现在感受的认同上,实际行动更重于其对社会责任感的主观认知。培养社会责任感的终极目的就是希望大学生在日常生活中承担社会责任和义务。原有的教育方式都是重理论、轻实践,高校思想政治课程应该引入实践环节,让学生在实践过程中,深刻理解社会责任感的含义。学校应根据学生的实际情况,开展各种有益于培养大学生社会责任感为主题的教育活动,例如组织学生参加各种公益活动、讲座、参观展览等。应让大学生在实践操作中感受个人、他人、社会的真实存在,感受自己与周围事物的联系,客观地了解自己,认识世界,自觉承担相应的社会责任,高校也可以通过开展多种多样的校园文化活动和社会实践活动,提升履行大学生社会责任的能力。

4.引入评估机制,重视各方反馈意见。

根据对高校思政课程设计的问题分析,笔者认为在高校思政课程教学过程中应该引入评估机制,同时重视各方的反馈意见。对高校思想政治课程设计的效果评估应该以学生社会责任感提高程度为主导思想,通过运用问卷调查,跟踪访谈等方式,了解高校思政课程的开设对大学生社会责任感提高的情况。同时,高校的思想政治教育课程不是一成不变的过程,应积极采纳各方的意见,结合现实社会发展变化,阶段性地对教学内容、教育方式进行相应的改进。采纳的意见可以来自国内外学术界的先进科研成果、教学专家的评价、学生课堂学习效果的反馈等。评估机制的引入,将有效了解高校思政课程设计的合理性情况。

五、结语

大学生社会责任感的培养是一个长期的过程,高校思想政治教育的课程设计在培养大学生社会责任感的过程中扮演着重要的角色。本文结合高校思政课程在培养大学生社会责任感过程中出现的一些问题,提出完善课程设计、丰富教学内容、教学方式多元化、实践课程的导入、引入评估机制、重视各方反馈意见等的建议。

作者:赵志勇 马文婷 单位:吉林师范大学马克思主义学院 吉林师范大学管理学院

面向智能科学的机器感知实验课程建设

摘要:介绍北京大学智能科学系面向智能科学的机器感知实验课程建设,提出实验课程应跟随技术发展,具有实用性和自主创新性等观点。

关键词:机器感知;智能科学;安卓;移动终端;嵌入式系统

0 引言

随着计算机信息化技术在各领域不断地深入应用,在当前的计算机教学中,实验课程是教学环节中一个至关重要的组成部分。其目的是让学生加深对理论知识的理解,培养学生的综合应用能力和创新能力。然而由于教材内容与实验设备更新缓慢,国内高校计算机实验教学并未跟上技术发展的步伐,普遍存在内容与技术发展脱节,实验内容应用机会少,验证性内容多而创新性内容少等诸多缺点,使得学生在理论课程中学习到的知识无法在实验课程中得到有效的复习和掌握,难以进一步进行创新性研究。

针对以上诸多问题,实验课程的改进方向应该是跟随技术发展,使实验课程具有一定的实用性和自主创新性,以此吸引学生对实验的兴趣,为其毕业后具有创新思维打下坚实基础。本文以北京大学信息科学技术学院智能科学系开设的面向智能科学的机器感知实验课程建设为例,阐述如何将实用和自主创新融入实验课程中。

2002年9月,在信息中心和国家重点实验室的基础上,北京大学智能科学系组建完成,并于次年并入北京大学最大的学院――信息科学技术学院,翻开了发展进程中崭新的一页。近几年,北京大学的智能科学系得到了较快的发展,已逐步确定了在培养学生的过程中,不仅要求学生具有坚实的数学、物理、计算机和信息处理的基础知识以及心理生理等认知和生命科学的多学科交叉知识,更要求学生系统地掌握智能科学技术的基础理论知识、基本技能和方法,同时侧重要求科学思维、科学实验和初步科学研究方面的训练,以使得学生在毕业时具备智能信息处理、智能行为交互和智能系统集成方面研究和开发的基本能力。在进行这些基础课程训练的同时,智能科学系以机器感知与机器智能两个方向的专业核心课程为架构,为学生开设不同方向的选修课程,以进一步提高学生对于智能科学的认识和进行科学研究的能力。在这种大方向下,为了使学生学习过的理论知识能够得到实际应用,培养学生的动手实践能力,北京大学智能科学系开设了本科生机器感知实验课(MachiIle PerceptionLaboratory)。该课程为信息类选修课,每年春季开课,共72学时,2学分。本课程一改其他实验课程的传统设计,将听觉和视觉的具体应用实例融入实验中,增强了实验的实用性;采用了当下较为流行的搭载安卓操作系统的移动终端作为实验设备,在要求学生掌握基本原理的同时,也培养了学生前沿开发的编程能力;同时实验课程的自主创新性较大,能够培养学生的自主学习能力和创新思维。

1 课程基本目标

基于最大限度帮助学生理论联系实际的目的,我们要求学生参加实验之前需要有一定的理论储备,要阅读一些有关信号处理、语音编码、图像处理等方面的书籍。然后通过本实验课程训练,使学生进一步掌握视觉、听觉信号处理的基本原理,初步具有基于嵌入式系统及安卓操作系统的信号处理算法设计和编程实现能力。

2 实验课设置

本课程共包括6个单元实验和1个综合实验。

2.1 单元实验

实验1:语音、图像信号采集与分析。通过本实验的学习,学生能掌握搭载安卓操作系统的移动终端实验平台的使用方法,并且了解在本课程实验环境中如何进行声音和图像的采集,为后面的实验打好基础。

实验2:语音压缩。通过本实验的学习,使学生掌握语音压缩编码的基本原理,能够实现基于A律和u律的语音编码算法。

实验3:三维虚拟声音。通过本实验的学习,使学生掌握虚拟声实现的基本原理,并能够基于头相关传递函数实现静止或运动三维虚拟声音的合成。

实验4:语音增强。通过本实验的学习,使学生掌握语音增强的基本原理,并能够基于自适应滤波器和零限波束形成实现一个语音增强系统。

实验5:图像压缩。通过本实验的学习,使学生掌握图像压缩编码的基本原理,实现并比较JPEG及JPEG21000两种压缩方法的效果。

实验6:图像增强处理。通过本实验的学习,使学生掌握图像增强的基本原理,并能够实现基于直方图、平滑滤波器、锐化滤波器、中值滤波器及频域滤波器的图像增强方法。

2.2 综合实验

综合实验主要是学生们根据自身兴趣,自主选择与视觉、听觉相关的智能感知实验进行创新实践,也可从老师提供的题库中选题,分组或独立完成实验。图1和图2分别是学生自主完成的一个关于图像边缘提取的视觉感知实验和一个关于声源定位的听觉感知实验。

在本课程的实验安排中,通过单元实验引导学生熟悉实验基本方法,掌握使用搭载安卓系统的移动终端实验平台的技能,学生能够了解不同实验需要用到的不同方法,发现实验中可能遇到的问题,融会贯通所学知识,逐渐具有独立分析和解决这些问题的能力,与此同时拥有了一定的新平台开发经验。通过单元实验的实例强化训练,学生可以逐步掌握语音和图像处理的基本方法。综合实验能引导学生开拓思路,对于具体问题可以联想所学知识逐步解决,进行创新型的视觉与听觉方面智能感知实验。由此,本实验课程既培养了学生机器感知的科学创新研究能力,又培养了学生在嵌入式系统平台上的编程实现能力。

3 授课情况

通过近6年的基础建设,本课程逐步完善,得到了学生们的认可,每年选修实验课的人数已从最初的5人达到现在的30余人,成绩优秀者可达选课人数的15%。为跟随技术发展脚步,本课程从最初采用MATLAB编程方式,近两年逐步改进采用Android编程。本课程提高了学生专业素养,有助于学生掌握数字信号处理、听觉智能感知和视觉智能感知的基本原理及其算法实现,熟悉Java、c等编程语言程序设计方法,了解最新的技术开发动向,并帮助学生在此基础上设计并实现相关算法,为学生今后进入机器感知及智能学习领域打下了较好的基础。

4 课程特色及参考教材

本实验课程特色有如下几点:①Android编程:本实验课程开展了基于移动终端的面向安卓系统的编程实现,把机器感知与目前的流行技术相结合,使学生接触到前沿开发技术,与时俱进。②嵌入式系统实现:本实验课程基于嵌入式系统实现机器感知实验,可以提高学生们的兴趣,并学以致用。③视觉感知实验:本实验课程包括了图像压缩、图像增强等方面的视觉感知实验。课程选取了一些常见的图像处理实例,激发学生的实验兴趣。④听觉感知实验:本实验课程开展了包括语音压缩、语音增强、三维声音等方面的听觉感知实验。课程选取了一些常见的音频处理实例,使同学们对所学信号处理的理论知识有了更深入、形象的认识,增强实验课程对学生的实用性。⑤综合实验:本课程的综合实验由学生自由选择视觉和听觉相关的实验内容,独立或组队完成实验内容,具有较大的自主性,可以培养学生对已有知识的综合性和创新性。⑥基于教学网建设课程:本实验课程基于北京大学教学网开展教学,充分利用了网上资源,有利于学生和教师的互动以及学生和学生之间的交流、互助。

本实验课程使用的教材有:①自编教材《机器感知实验》。②Sanjit K.Milra著,清华大学出版社出版的《数字信号处理――基于计算机的方法》。③胡广书著,清华大学出版社出版的《数字信号处理》。④王炳锡著,西安电子科技大学出版社出版的《语音编码》。⑤章毓晋著,清华大学出版社出版的《图像工程》。

5 结语

机器感知实验基于搭载了安卓操作系统的移动终端平台,开展了视觉和听觉方面的机器感知实验。本实验课程从2008年至今已经开展了6年,实践表明,既培养了学生机器感知的科学研究能力,又培养了学生在嵌入式系统平台上的编程实现能力,得到了学生的认可和喜爱。

通过几年机器感知实验课建设,笔者认为,实验课教学像其他理论课一样,需要与时俱进。第一要经常了解国内外先进的实验仪器、实验方法及教学方法,及时对课程进行改进;第二要经常了解国家、社会和学生的个人需求,制定更加切合社会需求的实验内容,使学生能够学有所获,学以致用;第三要加强实验课程学生的自主性,激发学生对实验课程的兴趣,同时也培养了学生的应用能力和创新能力。实验课程教学是学生掌握专业知识技能的一个非常重要的途径,搞好实验教学提高教学质量,对培养适应21世纪计算机技术发展所需要人才具有非常重要的现实意义。

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