通信工程教育教学研究

摘要：

通过开展通信工程专业的CDIO工程教育改革探索，从变化的形势中捕捉和把握我校通信专业建设和发展机遇，发展完善具有军兵种专业特色的育人培养模式。解决因专业总学时压缩与满足部队需求而增加专业实践环节间的矛盾，培养出专业功底扎实、个人技能过硬，且具有较强团队合作能力和工程应用能力的通信工程人才，为其他工科类专业教育改革提供指导。

关键词：

通信工程；CDIO；教育模式；专业教学；应用研究

由于通信技术的快速发展，传统的通信工程人才培养课程体系中普遍存在重理论、轻实践，重内容、轻方法，重课程体系的连贯性、轻课程实验设置的灵活性，课程实验多数为了验证理论教学内容，缺少考察和提升学员综合能力的综合性、设计性和创新性实验。加之实验教学管理和质量保障体系缺乏，也使得很多实践教学活动流于形式，偏离了实践教学设置的目的。这些问题的存在严重地制约和影响了通信工程专业人才培养的质量，如何紧跟时展步伐，适应信息化时代对通信工程专业人才培养的新需求，将最新理论成果、技术方法引入到课堂教学中，如何以现代信息科学的视角理解和整合经典的通信理论课程内容，如何提炼具有军兵种专业特色的核心知识体系，并融入和贯彻到课程教学之中，如何真正做到教学相长，都是我们在专业教学中必须要面对的突出问题。

一、CDIO教育理念及特点

CDIO工程教育模式是构思、设计、实施、运作（conceive、design、implement、operate）四个单词的缩写，是由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究机构经过四年的探索研究得到的创新研究成果[1]。“C”是指依据用户要求，综合技术服务、企业战略规划等因素，不断更新概念、技术和商业计划；“D”是指对设计方案进行论证、优化和创新；“I”是指任务实现，要把方案设计转化为科技成果；“O”是指成果展示、验证和评估。CDIO工程教育模式是“做中学”（learningbydoing）和“基于项目教育和学习”理论的抽象概括，是以项目研发至运作的整个生命周期为实施背景，以工程操作实践为平台，使学员以主动的、积极的、可操作的、课程之间相互衔接的方式学习，充分体现了“以学员为中心、以实践锻炼为主体”的教学新理念。CDIO工程教学模式的培养大纲是以构思、设计、实现、运行为主线，综合了专业知识、个人技能、团队合作及人际沟通等方面，是在整个企业与社会环境下进行实践运行的过程。这种理念及特点对高校改革通信工程专业人才培养模式，解决理论知识学习与实践能力培养之间的矛盾，提高学员就业率具有很好的启示与借鉴价值。

二、通信工程专业采用CDIO教育理念的可行性分析

在分析我校通信工程专业课程教学发展现状及特点的基础上，结合CDIO工程教育理念，通过采用课堂教学、实验教学、校企合作及赴部队参加实践锻炼等多种形式保证人才培养计划的落实，实现学校与部队“零距离”，解决理论知识学习与实践能力培养之间的矛盾，提高学员第一岗位任职能力，形成具有军兵种专业特色的教育人才培养模式。

1.通信工程专业采用CDIO教育模式与现行培养目标的一致性。人才培养方案是学员培养的指挥棒，我们在认真分析和深入理解CDIO工程教育理念的基础上，依据课程教学实施大纲与军队院校对学员能力培养目标要求，结合军兵种通信专业自身特点和大学已具备的实际培养条件，对人才培养方案进行优化和修订，制定出具备深厚的专业技术知识、精湛的实践能力和全面的人文素质的培养目标。通过对CDIO标准体系的分析，发现其教育目标是[2]：让工程师可以带领课题团队，成功地进行工程系统的概念、设计、执行和运作，旨在创造一个新的整合性教育；在技术基础上为学员提供尽可能多的业务知识，培养和教育工程师发展成为新产品、新系统的创造和执行过程中的开发者和领导者，为研究者们灌输对自己工作重要性和策略价值的认知。我校通信工程专业人才培养的目标是着眼培养部队骨干军官，紧贴部队对人才的需求、学员对成才的需求，坚持指技融合人才培养特色。优化专业能力培养体系，以军事通信工程为主线，以扎实的电子技术、信息技术知识为支撑，围绕信号与调制、传输与交换、组网与系统构建通信工程专业技术基础。关注学员综合能力素质培养，强调课堂教学与实践教学、共性要求与个性特长相结合，构建全方位综合育人体系，由以知识传授为主向培养综合能力为本转变，注重学员认知能力、分析能力、实践能力、思维能力及创新能力培养，着力造就理想信念坚定、军政能力优良、科学文化厚实、专业技术精深、身心素质过硬、能够适应现代信息化战争需要的部队通信兵高素质人才。从两者目标分析中可以发现，在以人为本、面向企业（部队）服务、创新精神等培养目标上，我校通信工程专业人才培养目标和体系完全可以向CDIO的标准靠拢，也就是说在通信工程专业中采用CDIO教育模式与我校现行的通信工程专业人才培养目标是一致的。

2.采用CDIO教育模式具有实践可操作性。在CDIO的教育理念中，各层次人员素质的培养是融入于总的人才培养框架之内，是以项目开发为牵引，以团队合作为抓手进行多层次、全方位、综合地培养和发展，这种方式有别于传统的按单门课程的要求进行简单的整合[3]。CDIO的教学大纲明确要求学员必须具备深厚的专业知识技能、全面的系统项目工程开发能力、适应团队合作攻关以及系统开发环境的能力，这与培养我校通信工程专业人才培养的目标是相一致的。该新模式中部分教学大纲的编制直接与部队实际工作要求、保障任务等对人才素质的要求相对应。因此，在通信工程专业人才培养中采用CDIO工程教育模式的实践将会极大地促进人才培养质量取得显著的提升，可操作性极强。近年来，我校通过“三走”模式（走上去、走出去、走下去）实现了对最新通信装备技术前沿发展现状的掌握、同类院校专业建设情况的了解、部队用人单位对目标培养的期望；通过邀请同行领域的专家教授及用人单位共同对本专业建设进行了评价考核。在认真听取专业教师以及校外合作单位意见的基础上，优化和调整了原有通信专业人才培养方案中的部分内容，理顺了通识教育课程与专业技术课程、理论教学与实践教学之间的内在关系。

3.基于CDIO的育人培养目标突出了三种能力。基于CDIO育人培养目标重点突出了三种能力的培养[4]：（1）全面系统地掌握电子信息及通信技术领域内的基本理论、基本知识的能力；（2）培养学员初步具备方案设计、应用调试、通信系统组网的能力；（3）锻炼学员适应团队协作与顺畅地进行人际沟通的能力。

三、改革实践教学体系，融入CDIO工程教育理念

通过引入CDIO理念，改革和完善已有实践教学体系。新的培养体系遵循从简单到复杂的事物认知规律及工程型专业人才培养的特殊规律，从知识结构的建立、实践能力的培养、工程教育理念的树立等方面出发，突破传统的实验教学常常依附于理论教学的狭隘观念，对实验课程的内容设置进行了全面整合与重建，重点突出综合性、创新性实验的开设。在保持部分实验教学与理论教学有机结合的基础上，根据学员在不同学习阶段知识面的掌握程度和通信类专业知识模块，有针对性地对实验教学体系和内容进行了分模块、分层次、分类别的改革调整，构建了融合实验技能训练与科学研究能力培养相结合的新型实验教学体系，即基础型实验—综合型实验—创新型实验。每个实验类型均从点和面两个方面进行内容设置，改革和调整部分实验内容，增加了设计型实验和综合创新型实验的比重，突出学员实践动手能力、分析问题能力、解决问题能力和提升创新能力的培养。

1.强调教学过程实施，激发学员创新精神。在教学实施过程中，教员不再是进行知识的简单传授，而是将学员置于主体地位，启发引导学员发现问题、探究问题以及解决问题，使他们真正地做到“做中学”；充分发挥学员的主观能动性和对知识探究的求知欲，使学员带着强烈的兴趣参与到知识的学习中来。新的教学方法强调教学过程实施，注重激发学员的创新精神，可以极大地改变学员的厌学情绪；指导学员对所学知识进行加工梳理、对所发现的问题会进行分析和归纳总结；教育和引导学员带着问题学，激发学员强烈的求知欲，鼓励学员充分利用网络教学资源进行答疑解惑，建立和完善自身的知识结构体系。

2.注重课程设计规范，突出综合能力培养。在教学内容中突出实践环节的设置，注重课程设计的规范性，强化学员动手能力，突出学员综合能力培养。通过开放实验室，使学员能够有充足的时间集中精力去完成基于工程项目的课程设计。通过改革考核方式，注重考核实践过程，采取师生共同评价的方法的综合评价体系实现对学员能力的综合测评。以CDIO教育理念为导向，基于部队、科研院所工程项目的课程设计流程[5]如图1所示。

3.建立课程体系结构，提高课堂教学质量。通过专业评价，根据CDIO教育理念，修订和完善了人才培养方案。依据新的教学理念和模式对部分课程的教学内容进行了优化重组，建立并完善了课程体系结构，在注重理论知识讲解的同时加强工程实践能力的培养，强调关注教学过程实施，力求提升课堂教学质量。通过增强对学员知识的理论性、实践性、工程性和科学性教学，着力培养军地共需的通信工程人才。以CDIO教育理念为导向，积极探索将理论与实践相融合的通信工程专业课程体系，以《移动通信原理》为例。在深入进行理论授课的同时，有效利用现有实验资源，构建了基于三平台的移动通信基本实验体系，即原理级验证实验平台、仿真级创新实验平台、工程级设计实验平台，内容涉及原理验证、关键技术仿真和通信工程系统实训等环节，分步骤、分层次地强化了学员的工程意识、工程素养和工程技能，取得了很好的教学效果。

4.发挥校企合作优势，树立职业导向服务。我校积极利用国内同行企业一流技术和服务，与华为和中兴两家国内顶级ICT公司建立合作机制，开展校企合作模式先后建成了4G移动通信实验室、综合通信实验室、物联网实验室等，改善了军队院校专业实训及实训教学环境，定期开展新技术、新服务交流，使教员和学员能够第一时间了解和掌握国内外通信技术发展的最新技术，提升了专业技术人才职业技能素质。校企合作极大地提高了学员岗位任职能力，为运营商及部队储备和提供合格的零距离上岗通信人才奠定了基础，为我校更深远的实践改革奠定了基础。

四、借鉴CDIO教育理念，创新通信工程专业课程教学模式

依据CDIO教育理念，以学员综合能力培养为目标，以适应部队需求为导向，以“应用系统、功能模块、基本单元”为主线，创新我校通信工程专业课程教学新模式。研究在课程主线架构上如何总体把握课堂教学设计，包括教学内容安排的考虑、组织形式的设计、讲授方法的融合、学员参与模式的改革以及教学效果的评估，结合校企合作精心设置体现CDIO工程教育理念的实训项目，让学员更加主动地、带着问题来学习，为学员提供自主选择的空间。在所建模型中，教学实践活动本身是一个自我改进和自我完善的过程，需要用人单位（即部队）的直接参与，需要根据部队的通信保障需求不断地更新人才培养的专业知识，调整课程体系结构，修订人才培养的目标。它是一个面向企业、部队和学校的系统工程，需要由企业（通信设备的供应单位）、部队（用人单位）与学校（人才培养的基地）共同商讨，参与并辅助制定教学计划、规划教学内容与课程体系，校企共建专业实验室及产学研基地，并由部队根据专业人才标准量化体系对人才综合能力进行评价分析，提出合理的有针对性的人才培养目标，学校则根据部队提供的评价结果及现代通信产业发展的新需求、新变化及时补充完善课程体系，修订和优化课程教学内容，改进教学方法，使之更能适应部队发展需求，培养出具有现代军事通信素养的复合型专业人才[6]。

五、结束语

在分析我校通信工程专业课程教学发展现状及特点的基础上，结合CDIO工程教育理念，通过采用课堂教学、实验教学、校企合作及赴部队参加实践锻炼等多种形式保证人才培养计划的落实，实现学校与部队“零距离”，解决了理论知识学习与实践能力培养之间的矛盾，提高了学员第一岗位任职能力，形成具有军兵种专业特色的教育人才培养模式。

作者：徐东辉 周辉 杨百龙 康凯 单位：火箭军工程大学403教研室 火箭军工程大学信息工程系

参考文献：

[1]王晨光，赵冬娥，桂志国，李海真.CDIO工程教育模式在通信工程专业中的应用探索[J].中国电力教育，2013，（28）.

[2]韦江华，周坚和.基于CDIO教育理念的高校通信工程人才培养实践教学改革[J].中国电力教育，2012，（20）.

[3]毛力，王慧琴，赵光华，王雅慧，等.通信工程专业实践教学改革[J].中国冶金教育，2014，（1）.

[4]张玉波，王秀芳，毕洪波.基于CDIO的通信专业教育改革和实践[J].实验室研究与探索，2011，30（3）.

[5]李竹林.基于CDIO教育理念的高校计算机专业课程教学改革探讨[J].教育与职业，2012，（20）.

[6]张粤.基于CDIO的通信工程专业教学改革和实践[J].中国电力教育，2013，（20）