“卓越計(jì)劃”模式下通信工程實(shí)踐教學(xué)體系探索

趙冬娥?李海真?王晨光?王明泉?桂志國

摘要：以“卓越計(jì)劃”為指導(dǎo)，在對本科實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合通信工程專業(yè)特點(diǎn)，通過創(chuàng)新工程技術(shù)人才培養(yǎng)理念，從實(shí)踐教學(xué)體系的科學(xué)構(gòu)建、實(shí)踐教學(xué)方法改革、校內(nèi)外實(shí)習(xí)基地建設(shè)、課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)的優(yōu)化、學(xué)生課外實(shí)踐活動(dòng)等方面對“卓越計(jì)劃”模式下的實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行了分析和探索。

關(guān)鍵詞：卓越計(jì)劃；實(shí)踐教學(xué)體系；通信工程；工程實(shí)踐；創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）11-0181-02

當(dāng)前我國在高等工程教育人才培養(yǎng)數(shù)量上居世界前列，但教育創(chuàng)新、培養(yǎng)質(zhì)量等指標(biāo)仍與世界發(fā)達(dá)國家存在差距。對于高等工程教育質(zhì)量，業(yè)界的共同反映是畢業(yè)生工程實(shí)踐能力較弱，崗位適應(yīng)慢，缺乏團(tuán)隊(duì)合作與創(chuàng)新精神。[1]

針對高等工程教育培養(yǎng)現(xiàn)狀，2010年6月國家啟動(dòng)了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（以下簡稱“卓越計(jì)劃”），提出了高等工程教育的改革方向：[2]一是行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程；二是學(xué)校按通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程人才；三是強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。從國家發(fā)展策略上可以看出，重視高等工程教育，提高工程人才培養(yǎng)質(zhì)量是我國高等教育的重要工作，而其中的核心就是工程實(shí)踐，應(yīng)當(dāng)將培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力貫穿于整個(gè)本科階段。

中北大學(xué)通信工程專業(yè)于2012年2月獲批成為第二批卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃高校學(xué)科專業(yè)（教高廳函[2012]7號(hào)），作為中北大學(xué)重點(diǎn)建設(shè)的優(yōu)勢學(xué)科專業(yè)，在學(xué)科建設(shè)和本科教育方面積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，形成了自己的人才培養(yǎng)特色。但不可否認(rèn)，在工程教育方面還有所欠缺，特別是在實(shí)踐教學(xué)方面還存在一些不足，限制了學(xué)生創(chuàng)新思維與實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)。因此，將以此次“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”實(shí)施為契機(jī)，以實(shí)踐教學(xué)改革為工作核心，對適應(yīng)“卓越計(jì)劃”要求下的實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行研究探索，改革和創(chuàng)新通信工程人才教育理念，培養(yǎng)一批工程技術(shù)應(yīng)用能力強(qiáng)、能夠快速適應(yīng)社會(huì)需求的高等工程技術(shù)人才。

一、高等本科院校實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀分析

目前我國高等本科院校通信工程專業(yè)普遍存在“培養(yǎng)目標(biāo)不太明確，重理論輕實(shí)踐”等問題。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：[3-5]第一，相對于“卓越計(jì)劃”的培養(yǎng)目標(biāo)，工程教育偏離工程實(shí)踐，實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置與工程實(shí)際脫節(jié)，教學(xué)過程重視理論知識(shí)學(xué)習(xí)，卻忽視了對學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，致使學(xué)生分析、解決實(shí)際工程問題的能力較差，創(chuàng)新意識(shí)薄弱。第二，實(shí)踐教學(xué)大綱陳舊，驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)與多學(xué)科知識(shí)綜合性實(shí)驗(yàn)相對較少，各類實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)相對固定，留給學(xué)生的動(dòng)手與思考空間有限，無法有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，難以適應(yīng)卓越工程師對工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求。同時(shí)，由于對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性認(rèn)識(shí)不足，學(xué)生存在不動(dòng)腦思考、僅是按實(shí)驗(yàn)步驟機(jī)械進(jìn)行、抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告等現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)效果不理想。第三，由于高等學(xué)校與企業(yè)之間沒有國家層面的學(xué)生實(shí)習(xí)制度的規(guī)范與保障，也沒有相關(guān)的鼓勵(lì)政策，使得生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等重要實(shí)踐環(huán)節(jié)流于形式。第四，畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)效果較差。由于指導(dǎo)教師缺少工程經(jīng)歷以及學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)場所和投入經(jīng)費(fèi)的不足，選題受到諸多限制，并且大多與工程實(shí)際聯(lián)系不夠緊密。同時(shí)，由于復(fù)習(xí)考研、各類資格考試、找工作等原因，很多學(xué)生無法投入足夠精力完成畢業(yè)論文，論文質(zhì)量較差。

因此，如何解決上述問題，將對學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)造成巨大影響。本文將以中北大學(xué)通信工程專業(yè)為對象，研究探索適合于通信工程“卓越工程師”人才培養(yǎng)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

二、“卓越計(jì)劃”模式下通信工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的探索

1.建立適應(yīng)“卓越計(jì)劃”要求的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建要為學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、工程能力的培養(yǎng)提供保障。根據(jù)“卓越計(jì)劃”工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求，結(jié)合專業(yè)實(shí)際，將實(shí)踐能力培養(yǎng)劃分為三個(gè)層次：基本技能層、綜合應(yīng)用能力層、工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力層。

（1）基本技能層。該階段主要是培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)以及學(xué)生對各種電子儀器與性能參數(shù)的測量方法和實(shí)驗(yàn)技能。主要包括以下兩個(gè)方面：一是大學(xué)物理、工程制圖、電路分析、數(shù)模電子技術(shù)、程序設(shè)計(jì)語言C++、MATLAB基礎(chǔ)、單片機(jī)原理與應(yīng)用、專有集成電路設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)等通識(shí)教育與專業(yè)基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)；二是認(rèn)知實(shí)習(xí)、專業(yè)發(fā)展科普講座、電子工藝實(shí)習(xí)等。

（2）綜合應(yīng)用能力層。主要為專業(yè)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)與專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)，目的是強(qiáng)化學(xué)生的系統(tǒng)思維方法和提高學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)應(yīng)用能力。主要包括以下四個(gè)方面：一是信號(hào)與系統(tǒng)、通信原理、電磁場與微波、高頻電子線路、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)、現(xiàn)代交換技術(shù)、光纖通信、移動(dòng)通信等；二是電子線路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)實(shí)踐、通信系統(tǒng)仿真及大型實(shí)驗(yàn)、VHDL項(xiàng)目設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)等；三是專業(yè)綜合實(shí)踐周；四是計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)技術(shù)工程實(shí)訓(xùn)、程控、傳輸通信綜合技術(shù)工程實(shí)訓(xùn)。

（3）工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力層。主要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、工程實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)等。主要包括以下兩個(gè)方面：一是課外科技創(chuàng)新活動(dòng)（大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽、“挑戰(zhàn)杯”課外科技作品競賽、物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用設(shè)計(jì)大賽等）；二是“3+1”培養(yǎng)模式的實(shí)施（包括頂崗實(shí)習(xí)、產(chǎn)品研發(fā)項(xiàng)目訓(xùn)練等）。

按照上述三個(gè)層次，實(shí)踐教學(xué)由簡單到復(fù)雜，能力培養(yǎng)由弱到強(qiáng)的方式實(shí)施，同時(shí)圍繞工程教育理念，進(jìn)一步突出“卓越工程師”人才培養(yǎng)特色。融傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力和提高素質(zhì)為一體；融人文精神、工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為一體；融教學(xué)、科研和生產(chǎn)實(shí)踐為一體。

2.更新實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，改革實(shí)踐教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神

在實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容上，融入工程教育理念，以培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新意識(shí)為核心，結(jié)合現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與訓(xùn)練重點(diǎn)，增加綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)踐動(dòng)手環(huán)節(jié)；同時(shí)，加大實(shí)驗(yàn)室的開放力度，使學(xué)生結(jié)合自己興趣自主選題實(shí)驗(yàn)，全面優(yōu)化提升學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。

在實(shí)踐教學(xué)方法上，改變傳統(tǒng)的“知識(shí)灌輸型”教學(xué)模式，引入先進(jìn)的教學(xué)手段（如多媒體教學(xué)、動(dòng)畫設(shè)計(jì)等），增加互動(dòng)環(huán)節(jié)，提高授課的感染力；同時(shí)，采取必修實(shí)驗(yàn)與選修實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的操作模式，減少必修實(shí)驗(yàn)，增加選作實(shí)驗(yàn)的綜合性與工程性，并逐步向創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式轉(zhuǎn)變；此外，積極吸引學(xué)生參與教師的科研項(xiàng)目，在科研項(xiàng)目中提煉轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用性與學(xué)生參與的積極性。總之，要以工程教育理念為主線，以學(xué)生興趣為動(dòng)力，通過多種實(shí)踐教學(xué)手段，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，全面提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力。

3.整合校內(nèi)實(shí)踐資源，加強(qiáng)校企合作，逐步完善校內(nèi)外實(shí)習(xí)基地建設(shè)

在校內(nèi)實(shí)習(xí)基地建設(shè)上，通過整合校內(nèi)實(shí)踐資源，充分發(fā)揮校內(nèi)現(xiàn)有實(shí)踐實(shí)訓(xùn)場所的作用，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享，促進(jìn)專業(yè)的建設(shè)和發(fā)展。中北大學(xué)通信工程專業(yè)的校內(nèi)實(shí)習(xí)基地建設(shè)以國家級(jí)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心、工程訓(xùn)練中心為支撐，不斷完善工程實(shí)踐訓(xùn)練內(nèi)容，加大工程訓(xùn)練與企業(yè)的結(jié)合力度，逐步形成了多層次、分階段、模塊化的工程訓(xùn)練模式，實(shí)現(xiàn)了將工程訓(xùn)練貫穿于整個(gè)培養(yǎng)過程中。同時(shí)，校內(nèi)實(shí)習(xí)基地由專職教師負(fù)責(zé)管理，實(shí)施全天12小時(shí)開放管理模式，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣和時(shí)間網(wǎng)上預(yù)約實(shí)習(xí)，以此提高學(xué)生主動(dòng)實(shí)習(xí)鍛煉的積極性，為培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力提供了保障。

在校外實(shí)習(xí)基地建設(shè)上，多方拓展渠道與企業(yè)建立合作關(guān)系，形成了一批產(chǎn)學(xué)實(shí)踐基地，并與企業(yè)技術(shù)專家共同組建了產(chǎn)學(xué)合作教育領(lǐng)導(dǎo)小組，吸引了產(chǎn)業(yè)資深技術(shù)人員全面參與實(shí)踐教學(xué)人才培養(yǎng)模式改革工作。采取的措施包括以下幾個(gè)方面：一是設(shè)立新生校內(nèi)本科生“導(dǎo)師制”，從入學(xué)開始就對學(xué)生開展學(xué)業(yè)規(guī)劃和指導(dǎo)，根據(jù)學(xué)生的興趣與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)合理制定實(shí)習(xí)訓(xùn)練計(jì)劃，指導(dǎo)學(xué)生開展工程科研訓(xùn)練；二是為每位學(xué)生配備校內(nèi)與校外導(dǎo)師，對學(xué)生全程跟蹤與學(xué)業(yè)規(guī)劃，形成“雙導(dǎo)師”制，依托實(shí)習(xí)基地現(xiàn)有條件開展畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等工作；三是充分利用校友、科研合作單位等多種資源，積極走出去與知名通信企業(yè)進(jìn)行合作洽談；四是組織學(xué)生定期進(jìn)行實(shí)踐總結(jié)，開展技術(shù)交流，逐步培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

此外，在應(yīng)對“生產(chǎn)實(shí)習(xí)時(shí)間過短，企業(yè)不愿接納，學(xué)生實(shí)習(xí)流于形式”等問題上，也進(jìn)行了深入研究，認(rèn)為通過一系列行之有效的措施可以改善上述情況。首先，教育部已經(jīng)聯(lián)合多個(gè)有關(guān)部門研究制訂了實(shí)習(xí)安全與保險(xiǎn)政策、聯(lián)合培養(yǎng)企業(yè)的財(cái)稅政策等，提高了企業(yè)參與“卓越計(jì)劃”的積極性。[6]在國家政策不斷完善下，校方層面應(yīng)該出臺(tái)關(guān)于“卓越計(jì)劃”下的校企合作相關(guān)激勵(lì)與保障政策，包括成立專門的“卓越計(jì)劃”領(lǐng)導(dǎo)工作小組，制訂校內(nèi)教師參與卓越計(jì)劃的職稱評(píng)定與績效考核激勵(lì)政策，并積極聘請經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師作為校外指導(dǎo)教師，提供教學(xué)、實(shí)踐、科研場所和設(shè)備以及可能的參與實(shí)踐的機(jī)會(huì)，安排好學(xué)生在企業(yè)的學(xué)習(xí)生活、實(shí)踐場所，并提供充足的安全和勞動(dòng)保護(hù)等。[7，8]其次，學(xué)生在實(shí)習(xí)之前應(yīng)做好準(zhǔn)備工作，根據(jù)實(shí)習(xí)計(jì)劃認(rèn)真查閱相關(guān)資料，打下扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，以保證實(shí)習(xí)效果。最后，為解決企業(yè)無法接納大量學(xué)生現(xiàn)場實(shí)習(xí)的實(shí)際情況，可以采用集中學(xué)習(xí)、分散跟崗的模式。“集中學(xué)習(xí)”主要是指集中培訓(xùn)與實(shí)習(xí)相關(guān)的理論知識(shí)和生產(chǎn)流程、操作注意事項(xiàng)等共性內(nèi)容。“分散跟崗”主要是指將實(shí)習(xí)學(xué)生分成多個(gè)小組，每組配備1～2名企業(yè)技術(shù)人員，這樣可以保證實(shí)習(xí)質(zhì)量。

4.優(yōu)化課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高培養(yǎng)質(zhì)量

課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)要融入CDIO（構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)施—運(yùn)行）工程教育理念，[9]讓學(xué)生經(jīng)歷產(chǎn)品研發(fā)的全過程，從產(chǎn)品需求分析、方案論證到系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行測試等的全程參與可以使學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐，掌握工程思維與研發(fā)手段，培養(yǎng)學(xué)生的綜合知識(shí)應(yīng)用能力和解決工程實(shí)際問題的能力。在時(shí)間安排與組織管理上，可以通過在學(xué)期初布置設(shè)計(jì)任務(wù)、在學(xué)期中定期檢查與指導(dǎo)、在期末驗(yàn)收互評(píng)的方式進(jìn)行，給學(xué)生充足的時(shí)間認(rèn)真審核設(shè)計(jì)方案與不斷完善系統(tǒng)功能，使學(xué)生深入體會(huì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程，建立自信心，不斷發(fā)揮他們的潛能。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生自擬題目，通過多人共同參與的方式，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。此外，將以實(shí)施“卓越計(jì)劃”為契機(jī)，遴選教師到企業(yè)工程鍛煉，形成一支“雙師型”的指導(dǎo)隊(duì)伍，與企業(yè)導(dǎo)師聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生。在選題方面，要選取學(xué)生在企業(yè)中參與完成的工程項(xiàng)目作為選題內(nèi)容，讓學(xué)生能夠真正結(jié)合實(shí)際工程問題完成課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)。[10]

5.積極開展學(xué)生課外創(chuàng)新實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力

以提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)為目標(biāo)，積極開展學(xué)生課外創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，盡最大努力為廣大學(xué)生提供科技創(chuàng)新平臺(tái)。具體措施主要包括以下幾個(gè)方面：一是投入專項(xiàng)資金，成立學(xué)生電子通信技術(shù)實(shí)踐創(chuàng)新基地，配備相關(guān)儀器設(shè)備，由學(xué)生自主管理，為學(xué)生開展實(shí)踐創(chuàng)新活動(dòng)提供了良好的場所。同時(shí)，建立學(xué)生課外科技成果陳列室，營造濃郁的實(shí)踐創(chuàng)新氛圍。二是借助學(xué)校相關(guān)政策對學(xué)生立項(xiàng)項(xiàng)目進(jìn)行資助，設(shè)立學(xué)生科研基金，支持學(xué)生設(shè)計(jì)研發(fā)；配備一支指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)豐富、樂于奉獻(xiàn)的指導(dǎo)教師隊(duì)伍參與學(xué)生課外科技活動(dòng)的指導(dǎo)工作。三是建立完整的學(xué)生科技創(chuàng)新組織管理辦法，并制訂《課外能力學(xué)分制度》、《科技標(biāo)兵評(píng)選辦法》等制度和相關(guān)獎(jiǎng)勵(lì)政策，定期舉辦電腦節(jié)、電子設(shè)計(jì)競賽等活動(dòng)，并組織學(xué)生參加國內(nèi)外舉辦的包括“挑戰(zhàn)杯”、全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽等在內(nèi)的各類科技競賽等。四是通過校企合作與教師科研項(xiàng)目開展大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)，吸引學(xué)生參與教師科研與校企合作項(xiàng)目，并在經(jīng)費(fèi)上予以保障，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。五是鼓勵(lì)學(xué)生成立各種學(xué)生社團(tuán)，如“科技創(chuàng)新協(xié)會(huì)”、“電子技術(shù)愛好者協(xié)會(huì)”、“Android軟件開發(fā)協(xié)會(huì)”等大學(xué)生創(chuàng)新組織，由教師及高年級(jí)會(huì)員定期培訓(xùn)與技術(shù)交流，發(fā)揮學(xué)生的傳幫帶作用，更好地培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神、創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

三、結(jié)束語

基于“卓越計(jì)劃”的通信工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的科學(xué)構(gòu)建，有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)與實(shí)踐能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，進(jìn)而提高通信工程技術(shù)型人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

本文對“卓越計(jì)劃”背景下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系科學(xué)構(gòu)建、實(shí)踐教學(xué)方法改革、實(shí)習(xí)基地建設(shè)等方面的內(nèi)容進(jìn)行了積極探索實(shí)踐，相關(guān)方法措施在其他專業(yè)實(shí)施卓越計(jì)劃的過程中具有很好的指引作用和借鑒價(jià)值。總之，“卓越計(jì)劃”的有效實(shí)施是一個(gè)長期的過程，只有全體專業(yè)教師積極探索與思考，不斷實(shí)施教學(xué)改革與創(chuàng)新教育思路，才能全面完成“卓越計(jì)劃”提出的人才培養(yǎng)要求，提高我國工程技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

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（責(zé)任編輯：孫晴）