蔡超峰 耿鑫

摘 要：“信息识别技术”是我校电子信息工程专业的必修课。针对该课程实践性强的特点，我们遵照“CDIO工程教育”理念对课程教学的各个环节进行了精心的设计。在课堂教学方面精简教学内容，强化案例教学的作用，在实践教学方面针对各种识别技术的特点精心设计实验和课程设计的题目，将“做中学”的原则贯彻到课程教学的各个环节，注重锻炼和提高学生的工程实践能力和创新能力，从而激发学生的学习兴趣，使整个学习过程充满挑战性和实用性，取得了比较好的教学效果。

关键词：信息识别技术 教学改革与探索 CDIO工程教育 “做中学”

中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）08（c）-0163-02

Teaching Reform and Exploration of Information Recognition Technology Course

Cai Chaofeng Geng Xin

（College of Electronic Information Engineering College， Zhengzhou University of Light Industry，Zhengzhou Hehan，450001，China）

Abstract：Information Recognized Technology is a compulsory course of the specialty of electronics information engineering in the Zhengzhou University of Light Industry. Based on the characteristics of high practice of Information Recognized Technology course， all the links in the teaching process are well-designed according to the concept of CDIO engineering education. On the one hand， the teaching content is reduced and the role of case teaching is strengthened. On the other hand， the titles of experiment and curriculum design are well designed based on the characteristics of all information recognized technologies. The principle of “learning by doing” is carried out through all the links in the teaching process and then the students ability of engineering practice and innovation are improved. Moreover， the students interest in learning are aroused， which make it challenging and practical to study the course. Finally， better teaching effects are achieved.

Key words：Information recognized technology；Teaching reform and exploration；CDIO engineering education；“learning by doing”

隨着我国信息化建设进程的加快，信息识别技术已广泛应用于零售、物流、图书情报、医疗卫生、金融服务及个人身份验证等诸多领域，在我国国民经济发展中发挥着越来越重要的作用[1]。作为我校电子信息工程专业的必修课，“信息识别技术”阐述了信息识别技术的基本概念和基本原理，着重介绍了如何基于条码、磁卡、IC卡、射频标签、生物特征等构建实际的信息识别系统，是一门实践性非常强的学科。CDIO是Conceive（构思）、Design（设计）、Implement（实现）和Operate（运作）四个英文单词的缩写，为近年来国际工程教育改革领域的最新成果[2-3]。该文结合电子信息工程专业的特点以及CDIO工程教育理念的要求，首先仔细规划“信息识别技术”的课程体系，着重讲述信息识别技术的基本原理、基本概念和实际的应用案例，然后将理论知识与工程实践相结合，培养学生的工程实践能力，促进学生掌握相关的识别技术，实现课程教学目标。

1 课堂教学体系的设计

“信息识别技术”的教学目标是使学生理解并掌握各种识别技术的理论基础，熟悉信息识别过程中数据代码的编制、信息载体的表述与选择、数据采集、数据处理等环节，能够自己或者配合团队进行信息识别系统的设计与开发，从而掌握如何在生产生活中使用信息识别技术。我们遵照“CDIO工程教育”理念，对课程教学的各个环节进行精心设计，将“做中学”的原则贯彻到课程教学的各个环节，激发学生的学习兴趣，使整个学习过程充满挑战性和实用性[4]。针对电子信息工程专业学生的特点，我们将课程体系分为课堂教学体系、实践教学体系两大部分。

对课堂教学体系的设计，一方面我们要做“减法”。“信息识别技术”包括条码识别技术、磁卡及IC卡识别技术、射频识别技术、生物识别技术等识别技术，内容十分广泛。在学时非常有限的情况下，通过在技术成熟度、应用前景、市场规模等方面对上述各种识别技术进行比较，并结合电子信息工程专业课程设置的特点，我们选取射频识别技术作为本课程的重点内容，对于其他类型的识别技术则不做重点阐述。此外，对于电子信息工程专业三年级本科生来说，各种识别技术的理论基础他们已经在先修课程中学习过。例如，光的反射原理和磁滞现象分别是条码识别技术和磁卡识别技术的理论基础，这部分内容在“大学物理”中有过介绍；射频识别技术的相关理论基础学生也在“电路分析、电磁场与电磁波、电波与天线、信息论与编码、通信原理”等课程中学习过。因此，我们要求学生提前复习这些内容并在课前提问，从而帮助学生掌握各种识别技术的理论基础。

对课堂教学体系的设计，另一方面我们也要做“加法”。针对该课程实践性、应用性强的特点，我们在课堂上安排了大量的实际应用案例，对国内外信息识别技术的应用情况做了全面的介绍和细致的分析，力图使学生从技术、应用特别是系统集成的角度全面系统的了解各种信息识别技术[5]。例如，对于条码识别技术，我们以超市管理系统为例，向学生详细介绍如何在商品流通、客户管理、供应商管理、员工管理等环节使用条码，使学生深入了解在超市管理中条码识别技术是如何提高工作效率的。通过分析条码识别技术的优缺点，我们还向学生介绍了“未来超市”的概念，从而为将来射频识别技术的学习埋下伏笔。对于射频识别技术，我们精心选取了三个有代表性的应用案例。

（1）电子商品防窃系统（Electronic Article Surveillance，EAS）。

（2）电子不停车收费系统（Electronic Toll Collection System，ETC）。

（3）高校校园一卡通系统。

对这些射频识别系统的详尽介绍，将强化学生对射频识别技术的基本原理、应答器和阅读器的设计、相关国际标准、中间件与高层的作用等方面内容的理解。此外，对于磁卡与IC卡识别技术、生物特征识别技术、图像识别技术等，我们在课堂上也会介绍一些有代表性的应用案例。通过在课堂上介绍这些案例，能够使学生对信息识别技术有一个感性的认识，并增强他们的学习兴趣，从而有利于本课程的教学与学习。

2 实践教学体系的设计

“CDIO工程教育”理念要求以工程技术为主线、以工程项目为导向、以行业应用和人才培养为目标。基于“CDIO工程教育”理念的要求，我们将实践教学体系分为实验和课程设计两个环节。

实验在“信息识别技术”课程中具有非常重要的作用。针对各种识别技术的特点，并结合实验室的情况，我们设计了如下几个实验。

（1）指纹图像采集与处理实验。实验要求学生利用指纹采集仪采集指纹图像，然后基于Matlab实现指纹图像的预处理、特征提取和特征分类，掌握相关的图像处理算法，从而深入理解指纹识别技术的基本原理。

（2）ISO15693硬件基本实验。ISO15693是一系列针对近距离射频识别的国际标准，应用十分广泛，因此深入了解ISO15693标准对学生开发实际的射频识别系统具有重要意义。要求学生基于实验室的CVT-RFID-III教学实验系统，通过示波器观察编码信号、载波信号、调制信号及解调信号，从而掌握ISO15693标准规定的编码方式、调制及解调技术、功率放大技术及载波信号产生过程。

（3）ISO15693标签实验。要求学生基于CVT-RFID-III教学实验系统，实现对标签的识别、静默、选择、状态复位、数据读写等基本功能，熟悉和学习ISO15693标准中相关的协议和规范。

（4）射频识别系统应用实验。要求学生基于CVT-RFID-III教学实验系统、PC机和相关配套软件，设计一个模拟的图书馆管理系统，了解射频识别系统的工作原理和组织架构，为将来构建实际的射频识别系统奠定基础。

通过上述实验，可使学生更加深入的理解并掌握各种识别技术的理论基础，从而为课程设计的顺利展开奠定基础。

课程设计是锻炼和提高学生工程实践能力的重要手段。针对各种识别技术的特点，并结合电子信息工程专业学生所学课程，我们设计了以下几个课题。

（1）条码识读器的设计。

（2）基于指纹的考勤系统的设计。

（3）接触式IC卡识读器的设计。

（4）非接触式IC卡识读器的设计。

课程设计以课题小组的形式进行，每个课题小组包含4～5人，负责上述课题中的其中一个。首先要求学生查阅资料和文献，了解与课题相关的背景知识。然后根据设计要求，明确设计思路进而确定系统的总体设计方案，完成硬件电路的设计。接下来编写软件，对系统进行调试，实现预期功能。最后组织人员对学生的设计成果进行验收和评估，要求学生对课程设计的完成过程进行总结，并撰写课题设计报告书。

通过课程设计，锻炼和提高了学生的工程实践能力和创新能力，发挥了学生的主观能动性，真正做到了“做中学”，这也是“CDIO工程教育”理念的核心思想。此外，课程设计的顺利完成还离不开课题小组成员的紧密配合，这将大大提高学生的团队协作能力。

3 结语

遵照“CDIO工程教育”理念，我们对“信息识别技术”课程教学的各个环节进行了精心的设计。在课堂教学环节，一方面基于本课程与其它先学课程的关系精选教学内容；另一方面注重案例教学，培养学生的学习兴趣。在实践教学环节，通过实验与课程设计帮助学生深入理解并掌握信息识别技术的理论基础，并锻炼和提高了学生的工程实践能力和创新能力。总之，将“做中学”的原则贯彻到课程教学的各个环节，激發了学生的学习兴趣，使整个学习过程充满挑战性和实用性，取得了比较好的教学效果。

参考文献

[1] 郑链，吴晓兵，王克勇，等.信息识别技术[M].北京：机械工业出版社，2006.

[2] 查建中.工程教育改革战略“CDIO”与产学合作和国际化[J].中国大学教学，2008（5）：16-19.

[3] 李俚，周晓蓉.物流工程专业条码与自动识别技术CDIO实践教学探讨[J].物流工程与管理，2013（2）：135-137.

[4] 范兴昌，王丹丹.基于“教学做”一体化的《自动识别技术》课程教学改革研究与实施[J].现代企业教育，2014（18）：303-304.

[5] 张铎.自动识别技术应用案例分析[M].武汉：武汉大学出版社，2010.