面向新工科的通信工程專業實踐體系建設及探索

楊寶華 周瓊 陳諱瓊 劉波 許正榮 方剛

摘要：目前，實踐能力的培養是當前本科教育的薄弱環節，是高校工科培養體系的重要組成部分。針對我校通信工程專業的實踐能力培養的現狀，面向新工科的專業建設，立足多角度、多元化和多平臺，以交叉融合為建設理念，以創新強化實踐環節，以項目驅動領域應用，優化實踐內容以滿足通信行業需求，拓寬實踐方式以加強產業關聯。通過構建綜合實踐體系，深化產教融合以加強校企合作，發揮科研協同以推進教學實踐，加強學科引導以拓寬專業視野，旨在提升通信工程專業人才培養的質量。

關鍵詞：產教融合;科研協同;實踐體系

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）33-0110-03

隨著《教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知》發布，立足朝陽行業，培養創新人才，是時代發展和社會進步對高等教育提出的新要求。當今，實踐能力的培養是當前本科教育的薄弱環節，為提升工科發展水平，現結合我?，F狀，啟動“新工科研究與實踐”項目。立足多平臺、多元化和多角度強化實踐環節，以交叉融合為理念，以能力提升為導向，通過深化產教融合和科研協同培養實踐能力。目前，大學生的實踐能力是很多用人單位考察和關注的重點，由于通信工程專業具有實踐性強、動手能力要求高的特點，結合當前國家發展戰略，我校通信工程人才培養必須結合專業實際，從轉變思想觀念、改革培養模式、構建實踐體系等環節人手，切實提高實踐能力，滿足社會以及通信行業對人才的需求。

1通信工程專業實踐培養現狀

通信工程專業主要以通信原理、通信網技術、信號與系統、數字信號處理、電磁場與電磁波等課程為核心，以通信系統應用為方向，所培養的學生具有較扎實的工程實踐和一定的創新能力，其體現在以下幾個方面。

1.1立足多角度.融合交叉知識

要求學生具備社會科學和自然科學方面的基礎知識，掌握通信專業基礎知識及計算機相關學科的知識，形成多角度的思維交融和知識貫通，引領學生構建跨學科思維體系。加強專業必修課和專業基礎課程的知識培養，構建“課程思政”育人體系，將“全員育人、全程育人、全方位育人”的思想政治教育工作貫穿在培養體系中，增設《現代通信網》和《通信原理》作為專業課程思政示范課，不僅在理論教學中育教育人，在實踐過程中與通信行業發展緊密結合，構建通信工程專業“課程思政”的育人體系。同時開設了《人工智能技術》選修課程，不僅開設人工智能的理論基礎部分，而且和現實應用結合，重點分析深度學習在現實生活中的應用，以案例為導向分析車牌識別、高鐵站的人臉檢票系統和、農業病蟲害的深度學習模型等，旨在掌握人工智能的基本理論、方法和技術;提出解決現實生活中應用中“智能”方案，提高智能化的實踐能力，增強學生的邏輯思維與實驗能力，為今后在交叉領域開拓高水平的智能通信應用奠定基礎。

1.2立足多元化，驅動領域應用

培養學生學習和反思能力、實踐和應用能力、溝通和認知能力，使學生成為在通信應用領域的主力軍。隨著5G通信、衛星遙感、電子對抗等領域快速發展，民用雷達被廣泛應用于多元化領域，并且呈迅猛增長的態勢。我們新的培養方案中增加了《雷達原理》選修課程，旨在培養學生在掃地機器人、汽車自動駕駛、無人駕駛和無人機等領域中實際應用的實踐能力，并奠定理論基礎，相應地增加了“協同創新實踐”課程，以當前的領域應用為導向，掌握無人駕駛、農用化機器人和無人機集群飛行等的通信協同方式和安全信息共享模式，從通信網組建到路徑優化，鍛煉了學生們的團隊合作和解決領域問題的能力。

1.3立足多平臺，提高創新能力

一方面，積極利用學校“創客空間”平臺，形成以教師為主導、學生為主體的實踐教學，可以合理利用學生的課余時間，有效提高學生的實踐能力與動手能力。另一方面，組織學生參加全國移動通信技術大賽、全國軟件設計大賽、全國電子設計大賽等專業技能比賽，參加大學生數學建模比賽、“挑戰杯”全國大學生系列科技學術競賽、“大唐杯”全國大學生移動通信應用技能大賽、“互聯網+”大學生創新創業大賽、物聯網應用創新大賽及大學生電子商務“創新、創意及創業”挑戰賽的交叉應用類比賽，旨在通過各種平臺鍛煉個人能力和培養團隊合作的精神，展現良好的專業素質，提高綜合實踐能力。

2通信工程專業實踐體系建設

實踐能力培養是工科學生培養的重要方向之一，其過程受到多方面因素影響。近年來，通過探索新工科下的培養模式取得一定的成效，但是，在企業接納學生實踐的體量有限的條件下，我校還應加強校內實踐課程體系的建設。

2.1修訂實踐方案，提高實踐能力

在具體實踐教學中引入創新創業教育理念，重視實踐課程的設置，增加創新實踐和學科競賽綜合實踐，引導學生主動參與，勇于實踐，加強實踐課程過程，著力培養學生的知識獲取能力、問題分析能力、獨立實踐能力。根據不同年級學生的專業課程開設情況，根據社會和企業用人的需求，修訂了課內課外一體化的實踐培養方案，不僅包括電子線路綜合實踐、硬件綜合實踐和軟件綜合實踐，還根據通信技術由4G到5G的更新換代，增加通信技術綜合實踐和通信網綜合實踐。通過定時開放實驗室、建立在線答疑與程序練習平臺、強調考核的過程性等方法，實現對學生學習過程的了解。

2.2優化實踐內容，滿足行業需求

通信工程專業實踐課程包括程控交換實踐電子線路綜合課程實踐、通信電路綜合實踐、單片機綜合實踐、通信網綜合實踐等，一般都設置在第5-7學期，通信網綜合實踐內容，要求學生對于目前社會上的通信方式進行考察，提出某個具體通信系統的設計目標;結合專業知識，對設計目標系統進行功能模塊分解;首先通過仿真結果設計模塊電路;其次通過實驗、測試、分析，改進模塊設計;最后通過系統聯調、測試、驗證，完善系統綜合實踐。電子線路綜合實踐包括模擬電子線路設計和數字電子線路設計，旨在培養學生系統設計的整體思想，熟練掌握電子線路的整體設計過程，包括電路設計、硬件制作和調試等步驟，通過實踐課程鍛煉解決較復雜實際問題的能力。系統開發綜合實踐要求學生在熟悉傳統電子系統設計方法的基礎上，熟練掌握現代電子系統的設計和實現，較好地運用“自上而下”的層次設計思想，運用綜合開發工具設計項目，熟悉VerilogHDL，積累CPLD/FPGA的編程與設計經驗，提高解決綜合問題的能力。

2.3拓寬實踐方式.加強產業關聯

實踐體系的建設不僅有校內教師的參與，更需要企業的廣泛參與。通過校內校外相結合的實踐方式，安排學生到通信相關企業和邀請通信工程師校內培訓。2018年我校通信工程專業的實踐課程實行校企產學合作試點，聯合企業為2014級通信工程專業學生進行移動通信技術的實踐培訓，企業工程師針對當前的通信技術，結合LTE系統仿真軟件，循序漸進地培訓了LTE基站的設備、基站的構建過程和基站的配置腳本等，使學生洞悉LTE產業及業務發展方向，儲備理論知識，提升崗位技能，培養獨立自主學習、探索研究的習慣，提高自身專業素質。同時聯合通信企業進行4G全網融合實踐，提高對通信技術的理解，解決全網融合中的問題，并模擬5G通信網仿真實踐，使學生掌握通信工程項目的全流程，從方案設計到項目實施，從而實現基站布局、靈活組網和網絡優化。

3通信工程專業實踐能力提升

為適應新經濟新時代發展，僅僅通過校內實踐體系的建設還遠遠不夠，通過走出去請進來相結合的方式不斷完善實踐體系，拓寬學生視野，提升實踐能力。

3.1深化產教融合，加大校企合作

產學研相結合的實踐教學基地建設是地方本科院校發展的必由之路，以培養學生的實踐能力和科研能力為先的原則，開展校內實踐教學基地與校外實踐教學基地協調，我們專業不僅建設全網融合仿真實驗室，而且與大唐電信集團上海大唐邦彥信息技術有限公司建立產學合作，在2018年第二批教育部產學合作協同育人項目的支持下建立通信工程實踐基地，利用大唐在通信技術與物聯網技術方面的優勢，開展移動通信和移動物聯，實現校企合作，共享教學資源，搭建實習就業平臺，構建融合通信專業教育與實踐教育于一體、學校培養與學生自我發展機制于一體、融合校內模擬與校外實踐于一體的“雙創型”人才培養實踐基地。聘請企業工程師作為導師，加強以畢業實習和畢業論文為核心內容的科研訓練。

3.2發揮科研協同，推進教學實踐

以專業評估為抓手，以培養創新人才為目標，以提高實踐能力為重點，從產學研凝練學科特色，借助安徽農業大學的國家農業科技創新與集成示范基地，通過與其他學科的融合，彌補課堂實踐的局限性，協同開展行業共性技術的開發。將我校茶學、園藝、農學及資源環境等優勢學科融人通信專業的實踐課程體系中，形成寓教于研的培養模式。學生通過參與教師的科研項目，申請國家級、省級和校級大創項目，以項目為驅動，以專業技能為抓手，將通信專業實踐融于科研實踐中。以主持的安徽省大學生創新創業訓練計劃項目為例，2014級通信工程專業學生吳秋彤的“基于高光譜圖像和機器視覺技術的小麥品質檢測模型”項目，2015級通信工程專業學生楊東東的“大數據背景下基于小波變換小麥品質估算模型研究”，2016級通信工程學生張超的“基于模式識別的玉米品種快速鑒定方法”，他們將通信專業實踐課程融人項目中，解決了智慧農業領域的工程問題，同時申請并獲批了多項軟件著作權。還有其他學生參加老師們的項目也解決了很多領域問題，例如，通過智慧農業灌溉技術解決方案，解決了農業灌溉上的超遠距離通信問題、田間傳感器布局及網絡優化問題;通過設計基于無線通信技術的智能監控系統，解決農業設施中短距離的監控問題;通過通信網絡系統的設計，實現基于機器視覺的跨區域農業病害信息的通信;通過綜合系統開發，實現農業墑情實時獲取和預警監測信息實時推送。通過參加這些國家級、省級重點研發計劃項目及各種科學研究項目，不僅激發學生積極性和創造性，挖掘學生的開發能力與科研潛能，也為提高現代農業科技水平，實現鄉村振興戰略打下良好的基礎。

3.3加強學科引導，拓寬專業視野

在高等教育高度國際化及通信領域快速發展的形勢下，開設多種形式的講座報告，推進校企合作的學術交流，進行了積極的探索和實踐，使學生熟悉通信領域的熱點及最新的科研成果，拓寬專業視野和思路。我們不僅邀請華為全球培訓中心的金牌講師講授通信領域的前沿，而且邀請大唐電信的工程師傳授企業的通信技術需求。同時在2018年3月我們分別邀請了國家電網安徽省電力公司信息通信分公司、安徽省電信規劃設計有限責任公司和深圳訊方有限公司安徽分公司的專家分別做了電力系統通信及發展、電信通信行業的機遇與挑戰、如何成為社會急需的通信人才三個方面的報告，專家們聚焦國家戰略和未來產業需求，結合自己的從業經歷，圍繞互聯網+時代的電力通信行業發展、電信規劃行業面臨的挑戰，不僅從咨詢、規劃、設計、建設等方面介紹通信網的關鍵技術，而且分析了電力通信和電信通信的應用場景、通信行業需求與分析、通信專業學生如何學習，對同學們的專業認知、行業認知、職業認知起到重要的導向作用。

4結論

實踐體系的建設強調以實踐能力培養為導向，又恰逢教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知，通信工程專業實踐培養方案的修訂既要順應新形勢下的教育規劃，又要符合社會對人才的要求，同時，實踐課程體系的建設也離不開通信企業和行業領域專家的參與，構建合理的實踐培養體系結構，優化實踐內容，拓寬實踐方式，通過探索實踐改革來不斷提高通信工程專業人才培養的質量。