“卓越计划”模式下通信工程实践教学体系探索

摘要：以“卓越计划”为指导，在对本科实践教学现状分析的基础上，结合通信工程专业特点，通过创新工程技术人才培养理念，从实践教学体系的科学构建、实践教学方法改革、校内外实习基地建设、课程设计与毕业设计的优化、学生课外实践活动等方面对“卓越计划”模式下的实践教学体系进行了分析和探索。

关键词：卓越计划；实践教学体系；通信工程；工程实践；创新能力

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）11-0181-02

当前我国在高等工程教育人才培养数量上居世界前列，但教育创新、培养质量等指标仍与世界发达国家存在差距。对于高等工程教育质量，业界的共同反映是毕业生工程实践能力较弱，岗位适应慢，缺乏团队合作与创新精神。[1]

针对高等工程教育培养现状，2010年6月国家启动了“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”），提出了高等工程教育的改革方向：[2]一是行业企业深度参与培养过程；二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才；三是强化培养学生的工程能力和创新能力。从国家发展策略上可以看出，重视高等工程教育，提高工程人才培养质量是我国高等教育的重要工作，而其中的核心就是工程实践，应当将培养学生的工程实践能力贯穿于整个本科阶段。

中北大学通信工程专业于2012年2月获批成为第二批卓越工程师教育培养计划高校学科专业（教高厅函[2012]7号），作为中北大学重点建设的优势学科专业，在学科建设和本科教育方面积累了丰富的教学经验，形成了自己的人才培养特色。但不可否认，在工程教育方面还有所欠缺，特别是在实践教学方面还存在一些不足，限制了学生创新思维与实践动手能力的培养。因此，将以此次“卓越工程师教育培养计划”实施为契机，以实践教学改革为工作核心，对适应“卓越计划”要求下的实践教学体系进行研究探索，改革和创新通信工程人才教育理念，培养一批工程技术应用能力强、能够快速适应社会需求的高等工程技术人才。

一、高等本科院校实践教学现状分析

目前我国高等本科院校通信工程专业普遍存在“培养目标不太明确，重理论轻实践”等问题。具体体现在以下几个方面：[3-5]第一，相对于“卓越计划”的培养目标，工程教育偏离工程实践，实验课程设置与工程实际脱节，教学过程重视理论知识学习，却忽视了对学生实践动手能力的培养，致使学生分析、解决实际工程问题的能力较差，创新意识薄弱。第二，实践教学大纲陈旧，验证型实验内容较多，设计型实验与多学科知识综合性实验相对较少，各类实习环节相对固定，留给学生的动手与思考空间有限，无法有效调动学生的积极性，难以适应卓越工程师对工程创新人才培养的要求。同时，由于对实验教学的重要性认识不足，学生存在不动脑思考、仅是按实验步骤机械进行、抄袭实验报告等现象，实验效果不理想。第三，由于高等学校与企业之间没有国家层面的学生实习制度的规范与保障，也没有相关的鼓励政策，使得生产实习、毕业实习等重要实践环节流于形式。第四，毕业设计环节效果较差。由于指导教师缺少工程经历以及学习设计场所和投入经费的不足，选题受到诸多限制，并且大多与工程实际联系不够紧密。同时，由于复习考研、各类资格考试、找工作等原因，很多学生无法投入足够精力完成毕业论文，论文质量较差。

因此，如何解决上述问题，将对学生工程实践能力的培养造成巨大影响。本文将以中北大学通信工程专业为对象，研究探索适合于通信工程“卓越工程师”人才培养的专业实验教学体系。

二、“卓越计划”模式下通信工程实验教学体系的探索

1.建立适应“卓越计划”要求的实验教学体系

实验教学体系的构建要为学生创新意识、工程能力的培养提供保障。根据“卓越计划”工程应用型人才的培养要求，结合专业实际，将实践能力培养划分为三个层次：基本技能层、综合应用能力层、工程实践与创新能力层。

（1）基本技能层。该阶段主要是培养学生扎实的专业基础知识以及学生对各种电子仪器与性能参数的测量方法和实验技能。主要包括以下两个方面：一是大学物理、工程制图、电路分析、数模电子技术、程序设计语言C++、MATLAB基础、单片机原理与应用、专有集成电路设计、嵌入式系统设计等通识教育与专业基础课程实验；二是认知实习、专业发展科普讲座、电子工艺实习等。

（2）综合应用能力层。主要为专业实验、课程设计与专业综合实验，目的是强化学生的系统思维方法和提高学生的综合设计应用能力。主要包括以下四个方面：一是信号与系统、通信原理、电磁场与微波、高频电子线路、计算机通信网、现代交换技术、光纤通信、移动通信等；二是电子线路与系统设计、软件设计实践、通信系统仿真及大型实验、VHDL项目设计、嵌入式系统项目设计等；三是专业综合实践周；四是计算机通信网技术工程实训、程控、传输通信综合技术工程实训。

（3）工程实践与创新能力层。主要培养学生的创新思维、工程实践能力、团队协作意识等。主要包括以下两个方面：一是课外科技创新活动（大学生电子设计竞赛、“挑战杯”课外科技作品竞赛、物联网创新应用设计大赛等）；二是“3+1”培养模式的实施（包括顶岗实习、产品研发项目训练等）。

按照上述三个层次，实践教学由简单到复杂，能力培养由弱到强的方式实施，同时围绕工程教育理念，进一步突出“卓越工程师”人才培养特色。融传授知识、培养能力和提高素质为一体；融人文精神、工程素养和创新能力培养为一体；融教学、科研和生产实践为一体。

2.更新实验课程内容，改革实践教学方法，培养学生的工程实践能力和创新精神

在实验课程内容上，融入工程教育理念，以培养学生的工程实践能力与创新意识为核心，结合现有实验教学平台，更新实验教学内容与训练重点，增加综合性、设计性、创新性实践动手环节；同时，加大实验室的开放力度，使学生结合自己兴趣自主选题实验，全面优化提升学生的实践动手能力。

在实践教学方法上，改变传统的“知识灌输型”教学模式，引入先进的教学手段（如多媒体教学、动画设计等），增加互动环节，提高授课的感染力；同时，采取必修实验与选修实验相结合的操作模式，减少必修实验，增加选作实验的综合性与工程性，并逐步向创新型的实验教学模式转变；此外，积极吸引学生参与教师的科研项目，在科研项目中提炼转化实验内容，增加实验的应用性与学生参与的积极性。总之，要以工程教育理念为主线，以学生兴趣为动力，通过多种实践教学手段，充分发挥学生的主观能动性，全面提高学生的工程实践能力与创新能力。

3.整合校内实践资源，加强校企合作，逐步完善校内外实习基地建设

在校内实习基地建设上，通过整合校内实践资源，充分发挥校内现有实践实训场所的作用，可以实现优质资源共享，促进专业的建设和发展。中北大学通信工程专业的校内实习基地建设以部级电工电子实验教学示范中心、工程训练中心为支撑，不断完善工程实践训练内容，加大工程训练与企业的结合力度，逐步形成了多层次、分阶段、模块化的工程训练模式，实现了将工程训练贯穿于整个培养过程中。同时，校内实习基地由专职教师负责管理，实施全天12小时开放管理模式，学生可以根据自己的兴趣和时间网上预约实习，以此提高学生主动实习锻炼的积极性，为培养学生的实践动手能力提供了保障。

在校外实习基地建设上，多方拓展渠道与企业建立合作关系，形成了一批产学实践基地，并与企业技术专家共同组建了产学合作教育领导小组，吸引了产业资深技术人员全面参与实践教学人才培养模式改革工作。采取的措施包括以下几个方面：一是设立新生校内本科生“导师制”，从入学开始就对学生开展学业规划和指导，根据学生的兴趣与专业培养目标合理制定实习训练计划，指导学生开展工程科研训练；二是为每位学生配备校内与校外导师，对学生全程跟踪与学业规划，形成“双导师”制，依托实习基地现有条件开展毕业实习和毕业设计等工作；三是充分利用校友、科研合作单位等多种资源，积极走出去与知名通信企业进行合作洽谈；四是组织学生定期进行实践总结，开展技术交流，逐步培养学生的工程实践能力。

此外，在应对“生产实习时间过短，企业不愿接纳，学生实习流于形式”等问题上，也进行了深入研究，认为通过一系列行之有效的措施可以改善上述情况。首先，教育部已经联合多个有关部门研究制订了实习安全与保险政策、联合培养企业的财税政策等，提高了企业参与“卓越计划”的积极性。[6]在国家政策不断完善下，校方层面应该出台关于“卓越计划”下的校企合作相关激励与保障政策，包括成立专门的“卓越计划”领导工作小组，制订校内教师参与卓越计划的职称评定与绩效考核激励政策，并积极聘请经验丰富的工程师作为校外指导教师，提供教学、实践、科研场所和设备以及可能的参与实践的机会，安排好学生在企业的学习生活、实践场所，并提供充足的安全和劳动保护等。[7，8]其次，学生在实习之前应做好准备工作，根据实习计划认真查阅相关资料，打下扎实的理论基础，以保证实习效果。最后，为解决企业无法接纳大量学生现场实习的实际情况，可以采用集中学习、分散跟岗的模式。“集中学习”主要是指集中培训与实习相关的理论知识和生产流程、操作注意事项等共性内容。“分散跟岗”主要是指将实习学生分成多个小组，每组配备1～2名企业技术人员，这样可以保证实习质量。

4.优化课程设计、毕业设计等综合实践环节，提高培养质量

课程设计、毕业设计要融入CDIO（构思―设计―实施―运行）工程教育理念，[9]让学生经历产品研发的全过程，从产品需求分析、方案论证到系统设计实现、运行测试等的全程参与可以使学生理论联系实践，掌握工程思维与研发手段，培养学生的综合知识应用能力和解决工程实际问题的能力。在时间安排与组织管理上，可以通过在学期初布置设计任务、在学期中定期检查与指导、在期末验收互评的方式进行，给学生充足的时间认真审核设计方案与不断完善系统功能，使学生深入体会整个设计过程，建立自信心，不断发挥他们的潜能。同时，鼓励学生自拟题目，通过多人共同参与的方式，锻炼学生的创新思维与团队协作能力。此外，将以实施“卓越计划”为契机，遴选教师到企业工程锻炼，形成一支“双师型”的指导队伍，与企业导师联合培养学生。在选题方面，要选取学生在企业中参与完成的工程项目作为选题内容，让学生能够真正结合实际工程问题完成课程设计、毕业设计。[10]

5.积极开展学生课外创新实践，培养学生的实践创新能力

以提高学生的实践创新能力和培养学生的综合素质为目标，积极开展学生课外创新实践活动，尽最大努力为广大学生提供科技创新平台。具体措施主要包括以下几个方面：一是投入专项资金，成立学生电子通信技术实践创新基地，配备相关仪器设备，由学生自主管理，为学生开展实践创新活动提供了良好的场所。同时，建立学生课外科技成果陈列室，营造浓郁的实践创新氛围。二是借助学校相关政策对学生立项项目进行资助，设立学生科研基金，支持学生设计研发；配备一支指导经验丰富、乐于奉献的指导教师队伍参与学生课外科技活动的指导工作。三是建立完整的学生科技创新组织管理办法，并制订《课外能力学分制度》、《科技标兵评选办法》等制度和相关奖励政策，定期举办电脑节、电子设计竞赛等活动，并组织学生参加国内外举办的包括“挑战杯”、全国大学生电子设计竞赛等在内的各类科技竞赛等。四是通过校企合作与教师科研项目开展大学生科技创新活动，吸引学生参与教师科研与校企合作项目，并在经费上予以保障，充分调动学生的积极性。五是鼓励学生成立各种学生社团，如“科技创新协会”、“电子技术爱好者协会”、“Android软件开发协会”等大学生创新组织，由教师及高年级会员定期培训与技术交流，发挥学生的传帮带作用，更好地培养学生的团队精神、创新精神，提高学生的综合素质。

三、结束语

基于“卓越计划”的通信工程专业实验教学体系的科学构建，有利于培养学生的工程素质与实践能力，激发学生的创新意识，进而提高通信工程技术型人才的培养质量。

本文对“卓越计划”背景下的实验教学体系科学构建、实践教学方法改革、实习基地建设等方面的内容进行了积极探索实践，相关方法措施在其他专业实施卓越计划的过程中具有很好的指引作用和借鉴价值。总之，“卓越计划”的有效实施是一个长期的过程，只有全体专业教师积极探索与思考，不断实施教学改革与创新教育思路，才能全面完成“卓越计划”提出的人才培养要求，提高我国工程技术人才的培养质量。

参考文献：

[1]赵晓闻，林健.工程人才培养模式的国际比较研究[J].高等工程教育研究，2011，（2）：33-41.

[2]林健.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案研究[J].清华大学教育研究，2011，32（2）：47-55.

[3]苗露.卓越工程师培养中的实践教学体系研究[J].价值工程，2011，（5）：252-254.

[4]李莉.教学型大学卓越工程师培养中毕业设计（论文）若干问题[J].现代教育管理，2011，（12）：109-111.

[5]卢均治，刘美.卓越工程师教育培养计划下的实践教学改革探索[J].实验实践教学，2011，26（6）：60-61.

[6]林健.谈实施“卓越工程师培养计划”引发的若干变革[J].中国高等教育，2010，（17）：32.

[7]朱秀民.“卓越工程师教育培养计划”模式下校企教学共管机制的构建[J].现代教育管理，2013，（6）：72-74.

[8]邱学青，王眉.树立“三位一体”实践教育观 培养高素质拔尖创新人才[J].现代教育管理，2012，（4）：92-95.

[9]姜大志，孙浩军.基于CDIO的主动式项目驱动学习方法研究[J].高等工程教育研究，2012，（4）：160.

[10]王苏凤.卓越工程师背景下本科毕业设计教学设计方法的探索[J].中国电力教育，2011，（17）：123.