通信工程专业实践教学体系探讨

摘要：随着新工业革命和新经济形态的变革，对于新工科专业对地方高校通信工程专业人才培养的要求，大部分高校工科专业的实践教学培养模式满足不了现代科技和经济发展的需求，通过分析传统实践教学体系及所面临的问题，构建了基于新工科理念的通信工程专业人才培养的实践教学体系，即从学科基本技能、专业技术能力、综合应用能力和创新创业能力4个层次进行实践能力培养，从教学目的、课程、内容和方法4个层次进行培养。通过明确定位实践教学体系的应用探索，确保学生基础实践能力、解决实际工程问题能力和创新能力的培养，使得学生更能适应现代社会的要求。

关键词：新工科；通信工程；实践教学体系

随着世界范围内新一轮科技变革和产业革命的加速进行，我国的工程教育逐步进行了一系列的工程教育人才培养的实践探索与改革。2005年我国部分高校借鉴国际工程教育改革理念(CDIO模式)，开始探索工程教育人才培养新模式[1]，2010年6月23日开始“卓越工程师教育培养计划”[2]，2010年10月，国务院颁布实施了《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》[3]，2012年，教育部发布了《普通高等学校本科专业目录新旧专业对照表》[4]。随着2016年6月2日我国正式成为国际基于新工科理念的通信工程专业实践教学体系构建与探索李爽,等本科工程学位互认协议《华盛顿协议》成员国，即工程教育专业认证(简称工程认证)，即是国际通行的工程教育质量保证制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认等重要基础，毕业于任一签约组织认证专业的毕业生，均应被其他签约组织视为已获得从事该专业邻域工程工作等学术资格。通信工程专业主要研究通信信号产生、信息传输、交换和处理，以及在计算机通信、光纤通信、无线通信、交换与通信网等方面的理论和工程应用问题。作为地方高校通信工程专业，开设以“加强社会服务功能建设，提高服务区域经济社会发展的能力”为指导思想，努力贯彻“以就业为导向，以产学结合为途径，以技能素质提高为主线，以学生发展为中心”的发展理念，以洛阳市大力发展信息产业为契机，围绕洛阳副中心城市建设，推动制造业高质量发展，打造支持5G应用示范城市和云服务创新基地建设，以突出专业特色为立足之本推进本专业的地域建设发展工作。目前，以互联网、新能源、新材料、人工智能、5G、大数据、云计算等为代表的新技术正迅速地渗入到我国的经济和社会生活的各个方面。为了应对新工业革命的迅猛发展，我国实施了国家创新驱动发展、中国制造2005、互联网+、一带一路等重大战略。由于工程教育与产业发展紧密联系、相互支撑，因此改革现有工科的工程教育模式，建立适应现阶段以及今后产业发展的新工科已成为教育部门的共识。2017年2月18日，由30所高校在复旦大学达成了“复旦共识”，指明了工科优势高校、综合性高校和地方高校等三类高校在新一轮科技革命和产业革命背景下“新工科”建设的主要任务[5]；4月8日，60余所高校在天津大学达成了“新工科”建设的“天大行动”，提出了在我国实行“新工科”建设和发展的总目标和各阶段的分目标[6]；6月9日，“新工科”建设的“北京指南”，明确了下一步“新工科”研究与实践的方向，形成了《新工科研究与实践项目指南》[7]。至此，达成共识的“新工科”建设为我国工程教育的改革指明了新方向。“新工科”就是针对新形势、新环境、新需求，培养新型的工科学生。它是对于工科学科建设的优化再造和内容升级，是对未来工科学生培养目标、方式及内容的改革[8-9]。“新工科”建设和发展要体现“新理念”、“新结构”、“新模式”、“新质量”、“新体系”，就是要培养主动适应新技术、新产业、新经济发展的卓越工程科技人才。根据新工科培养的分类，作为地方高校通信工程专业，其最重要的职责在于为区域经济发展和产业转型升级提供支撑，这就需要根据河南省的经济发展和人才需要，以及洛阳市副中心城市建设、郑洛新国家战略、洛阳云计算和互联网数据中心产业园的需要，在原电子信息工程、通信工程等专业的基础上建立适应新形势发展的通信工程新工科专业。要从原来的注重技术应用、科学研究向注重实践的工程应用和创新转变，与郑州错位发展，协调联动，打造引领全省发展“双引擎”发展需要。本文主要针对我省高校通信工程专业现状，探索适应现代经济和社会发展的通信工程新工科的实践教学体系构建方法。

1传统实践教学体系与存在问题

在传统的地方高校通信工程专业实践教学体系中，主要由基础技能实验、课程实验、企业实习和毕业设计等四类组成，主要用于培养学生的基本技能和应用能力。其中，基础技能实验主要包括综合实践平台，如专业见习、专业实习、社会实践、金工实训、数据通信实训、电子线路综合实训、程序设计、工程制图等实践课程，这是培养学生最基本的专业技能所必需的过程，也是通信信息类专业学生所必需掌握的最基本的知识。实验课程主要是针对每门通信类课程都设置一定量的实验，通过这些实验可以使得学生对课程的重要节点、重要知识加深理解和掌握，进而培养学生的实际动手能力。专业见习和实习主要是让学生深入到实习基地进行学习、观摩、实训等过程，培养学生将有关知识应用到实际工程任务中，培养学生分析问题和解决问题的能力。毕业设计主要采用毕业设计、设计成果展示等形式来进行，主要是培养学生的综合知识能力掌握和实际应用。通过这四类实践教学，可以使得学生在基本技能、基本知识的掌握，利用专业知识解决实际问题等方面都得到进一步的提高，称为通信工程领域的应用型人才。随着社会和经济的发展，传统的实践教学体系以不能满足新时期社会发展和经济新业态的要求。新工科的提出指明了人才培养的新要求，即高等院校工科人才培养应致力于培养未来新兴产业和新经济所需的工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型人才。新工科具有两个明显的特征，一是改变过去以就业为导向，培养适应当下社会需求的人才，转变为面向未来技术和经济形态，培养引领社会和经济发展的未来人才。二是改变过去知识面狭窄、知识交叉融合性差、重知识轻能力、重理论轻实践、重继承轻创新，不利于学生创新能力培养的不足，转变为培养文理相融、理工并重，具备更宽广的学科视野、强工程实践能力和创新能力的复合型人才。相比新工科的要求，传统通信工程专业实践教学体系存在如下主要问题：(1)知识面不宽，学科交叉性弱，不能适应社会和产业发展要求具备的综合素质。工程学科与基础学科结合不紧密，不能相互促进。工程思维与思政人文精神交融碰撞很少，创新性教育少。(2)课程实践教学多以验证性实验为主，综合性和设计性实验较少，不能很好地培养学生的综合知识应用能力。(3)少量的实际工程项目实践，不能使学生针对具体的工程实际问题开展研究，不利于培养学生分析问题和解决问题的能力和创新能力。(4)企业和实习基地的实训绝大多数效果不佳，学生基本都是参观、观摩、较少的动手实践。即使能够亲自动手进行实践，也大都是针对某一具体的工作，应用较少或单一的知识，不能对某一工程项目的全过程了解、实践和掌握。这种方法不能培养学生的实际工程能力、综合能力和创新能力。(5)毕业设计从选题、过程控制、答辩等环节都不尽理想。如在选题方面，许多的选题不够合理，没有针对解决实际问题，创新性很少。有的题目太大，学生无法进行详细的研究，只能给出泛泛的初步的方法；有的题目太小或太旧，只是针对某一具体知识的应用，不能体现学生对综合知识的掌握和应用，更不能体现学生的综合能力和创新能力。在一些高校，对毕业设计的过程疏于控制，考核答辩流于形式。所有这些导致了毕业设计达不到培养能力、提高素质的目的。

2新工科理念下的实践教学体系构建

为了适应新工科对通信工程专业实践教学的要求，培养适应现代社会和经济发展要求的复合型人才。根据河南省的经济发展和人才需要，以洛阳市大力发展信息产业为契机，以及郑洛新国家战略的需要，按照继承与创新、交叉与融合、协调与共享的思路对通信工程专业进行了改革，通过“教中做、做中学、学中用、用中研、研中创”的教学、应用、科研、创新等过程，建立了新的实践教学体系，形成了四纵四横的实践教学模式，以培养适应现代发展的复合型人才。实践教学体系如图1所示。新的实践教学体系分为4个层次(学科基本技能、专业技术能力、综合应用能力和创新创业能力)，每一层次又分为教学目的、教学课程、教学内容和教学方法4个层次。在第一层次中，主要开设金工实训、工程制图、通信网基础、主要仪器的使用等实践课程，采用基础化、规范化和宽广化的教学方法，着重培养学生最基础的学科技能，不仅使得学生能够掌握利用工程制图，对一般的金工设备能够进行实际操作和实用，而且对相关的主要电子仪器进行了解和使用，对电子工艺有一定的了解和掌握，更重要是对通信系统的认识和掌握，为进行专业技术能力培养打下坚实宽广的基础。在第二个层次中，对每一门专业课都开设一定量的课程实验，课程实验主要由验证性实验和部分设计性实验和综合性实验组成，其中的设计性实验和综合性实验主要针对主要部分知识群开展。采用可视化、信息化、虚实结合的教学方法，着重培养学生的专业实验能力。通过各种课程主要知识应用的实际训练，不仅能够使得学生对每门课的知识加深理解和掌握，更能加强学生实际动手能力的培养。在第三个层次中，主要开设课程设计、通信系统设计、毕业设计和专业见习/实习等课程，采用个性化、开放化、理工结合化等教学方法，着重培养学生对知识的综合和应用能力培养。课程设计将通信类的课程通过组合分为电子电路类、无线通信类、信号与信息类、控制类等四大实践教学群，对每个实践群组织教师利用知识的综合需求、教师的科研项目、企业发布的课题等，通过讨论、分析，选择几个具有典型实用意义，又能锻炼学生综合知识应用能力和实际工程能力题目让学生分组进行选择，同时也积极鼓励学生自主设定题目进行课程设计。在综合实践平台中，主要根据实际工程项目让学生进行锻炼和训练。毕业设计从选题、过程控制和评价上严格控制，真正起到培养学生综合利用所掌握的知识和技能去分析和解决实际问题的能力，为今后的工作奠定基础。在第四个层次中，主要开设通信信息类竞赛、数学建模、互联网+、大唐杯、挑战杯等竞赛单元，通过工程化、协同化和探索化的教学方法，着重培养学生的创新创业能力。积极鼓励学生参与各种科技竞赛，积极鼓励学生对有些科研问题进行质疑，提出新的见解和新的方法。让学生参与教师的科研项目中进行能力的锻炼，鼓励学生组团对科研项目中的分项目进行科学研究，充分尊重学生的自主性，课题研究方法、实验方案和技术路线等都由学生自主给出，教师对学生毕业设计中出现的问题要及时与学生讨论和引导，最终使得学生自行进行修改和优化，指导最终完成课题，从而培养学生的创新能力和实际工程能力，同时培养学生的自学能力、思维能力、实践观点和团队合作能力。

3结语

作为地方高等院校中的通信工程专业，根据新工科理念建立了新的实践教学体系。通过两年的探索与实践，我校通信工程专业学生参加了互联网+、大唐杯等各类学生科技竞赛，获奖40次，参与教师项目近100人，承担大学生创新项目6项，发表相关论文4篇。学生在综合知识应用能力、解决实际工程问题能力、创新能力等方面得到了较好的发展，不仅在研究生面试中受到了各高校指导教师的赞扬和青睐，而且在学生就业中得到了就业单位的好评，一次就业率达到80%。

作者：李爽 秦锋 刘毅科 单位：洛阳师范学院 洛阳师范学院物理与电子信息工程学院