新工科建設背景下通信工程專業本科畢業設計改革探討

徐鼎 李群

基金項目：教育部產學合作協同育人項目“基于云教學平臺openlab的AI教學案例開發與研究”（202101223008）

第一作者簡介：徐鼎（1983-），男，漢族，浙江嘉興人，博士，副教授，碩士研究生導師。研究方向為通信工程。

*通信作者：李群（1984-），女，漢族，山東臨沂人，博士，副教授，碩士研究生導師。研究方向為人工智能。

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.06.030

摘? 要：新工科建設背景下，作為通信工程專業本科教育課程體系的重要組成部分和人才培養的重要環節，通信工程專業本科畢業設計面臨著諸多問題而亟需改革。圍繞新工科建設背景，通過分析通信工程專業本科畢業設計面臨的選題難以適應高素質通信人才培養需求、時間短及投入不足、教學資源嚴重短缺和考核評價體系不健全等諸多問題，探求其可能改革方向，從選題優化、過程管控改革、教學資源投入和考核評價體系等方面探討改革對策，對提升新工科建設背景下通信工程專業本科畢業設計質量具有重要參考價值。

關鍵詞：新工科；通信工程；本科畢業設計；過程管控；考核評價

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）06-0127-05

Abstract： Under the background of the new engineering construction， as an important component of the undergraduate education curriculum system and a crucial link in the talent cultivation， the undergraduate graduation design of the communication engineering major faces many problems and urgently needs reformation. Focusing on the background of the new engineering construction， this paper analyzes the problems faced by the undergraduate graduation design of the communication engineering major， such as the difficulty in subject selection in order to adapt to the needs of high-quality communication talent cultivation， short time and insufficient investment， severe shortage of teaching resources， and incomplete assessment and evaluation system， and explores possible reformation directions. From the aspects of subject selection optimization， process control reformation， teaching resource investment， and assessment and evaluation system， this paper explores corresponding reformation strategies， which have important reference value for improving the quality of undergraduate graduation design of the communication engineering major in the context of the new engineering construction.

Keywords： new engineering; communication engineering; graduation design; process control; assessment and evaluation

為應對新一輪科技與產業變革，支撐“中國制造2025”等一系列國家重大戰略部署，教育部于2017年啟動了新工科建設，旨在利用人工智能、大數據、區塊鏈等新興智能科學與技術用于傳統工科專業的升級改造[1]。新工科建設的提出是在我國深化改革開放的大環境下，經濟、社會和科技發展對工科教育改革和發展提出的新挑戰和新需求，是對新時代創新型工程科技人才需求的必然體現。為推進新工科建設，做好高素質復合型新工科人才的培養，作為重要的工科專業之一，通信工程專業的本科教育應緊跟信息與通信技術的快速發展，以工程化為特色，涵蓋物聯網、工業互聯網、分布式通信網絡等更為廣泛的知識，重視培養學生在工程應用中提煉理論和技術問題并通過基礎理論和關鍵技術研究提出解決方案的能力[2]。

本科畢業設計是大學本科教育課程體系的重要組成部分，也是最后的一個環節，是通信工程專業學生在前期信號與系統、通信原理、通信網等專業課程學習的基礎上，綜合運用所學的通信專業基礎理論和關鍵技術分析解決實際通信工程問題的最重要、最具綜合性的實踐性教學環節，是提高通信工程專業學生的專業素養、工作能力、創新能力和創新意識的重要手段，也是評價大學教學質量的重要指標之一[3]。通過本科畢業設計的選題、文獻調研、可行性分析、技術路線設計和論文撰寫等過程，學生可以將本科期間學到的專業知識轉化為實際問題解決能力，進而培養學生的科學思維，提升知識綜合應用能力和獨立思考能力[4]。通過本科畢業設計，鍛煉了學生專業方面的實踐動手能力，為學生畢業后的工作或進一步深造奠定了基礎[5]。鑒于本科畢業設計的重要作用，教育部于2021年開始對本科畢業設計論文進行抽檢，致力于提高本科畢業設計質量。

南京郵電大學的通信工程專業是國家一流專業建設點、國家特色專業、教育部卓越工程師計劃專業，通過了全國工程教育專業認證。多年來，南京郵電大學堅持通信與信息技術發展方向，以培養通信專業應用型創新技術人才作為培養目標。在新工科建設背景下，本文結合作者多年在南京郵電大學的通信工程專業本科畢業設計教學實踐和目前通信工程專業的實際情況，分析了通信工程專業本科畢業設計存在的問題，探討了一系列可行的改革對策，旨在促進本科畢業設計在培養通信工程專業大學生的創新思維和實踐動手能力方面的作用，切實為大學生日后工作和進一步深造奠定基礎。

一? 通信工程專業本科畢業設計存在問題

通信工程專業的本科畢業設計是本科生基于所學的通信基礎理論，加深理論理解，培養通信方面的工程問題解決技能的重要教學實踐環節。隨著5G通信技術的大力發展及6G通信技術預研的快速推進，對通信工程專業人才的創新工程化能力提出了更高的要求[6]。但是，現有通信工程專業本科畢業設計很難滿足快速發展的行業需求，如圖1所示，存在以下幾個主要問題。

圖1? 通信工程專業本科畢業設計存在的主要問題

（一）? 畢業設計選題難以適應高素質通信人才培養需求

通信技術的快速發展要求通信工程專業本科畢業設計緊密聯系最新通信技術，確保學生的畢業設計能夠跟上通信技術發展的步伐，培養學生日后工作中解決實際通信工程問題的能力[7]。但是，現有通信工程專業本科畢業設計選題很難滿足未來人才培養需求。首先，由于畢業設計時間短，為了使得學生能夠按時完成畢業設計工作，導致指導教師選題時，出于慣性思維往往僅對往年的選題稍作改動，或選擇比較成熟和容易的課題。這樣就直接導致畢業設計中涉及的通信技術陳舊，無法跟上通信技術的快速發展。其次，對于學生而言，有限的畢業設計時間使得學生不能對畢業設計的課題做深入的思考，對課題的背景和動機理解不充分，失去對課題的興趣和主觀能動性，從而只是盲目的借鑒往年的他人經驗、套用往年的解決方案、按部就班地進行畢業設計和論文撰寫，導致畢業設計并不是獨立完成的。這樣做的結果就是畢業設計被學生當作了一項普通的任務，而達不到訓練學生的創新思維和解決實際通信工程問題的目的。并且，現有畢業設計選題通常并不會充分考慮學生的特點和興趣愛好，導致了畢業設計達不到學生的心里預期從而發生中途換畢業設計課題的現象。再次，由于通信工程專業是偏向應用性的專業，需要畢業設計選題盡量貼近實際的工程應用問題[8]。但是，現有高校中具備通信工程實踐經驗的指導教師數量不多，使得畢業設計的選題內容和實際工程實踐脫鉤。最后，實際的通信工程問題都是系統性的，需要多人協作去解決，而大部分的畢業設計選題都是一人一題，且各個課題間是相互獨立的，這導致學生間缺乏協同創新能力的鍛煉，學生的工程實踐協作能力沒有得到很好的提升。因此，本科畢業設計選題難以適應高素質通信人才培養需求是其面臨的一個重要問題。

（二）? 畢業設計時間短，學生和導師投入不足

優秀的通信工程專業本科畢業設計需要花費大量的時間去深入調研，從選題到技術路線設計，從理論推導到工程設計，再到最后的畢業論文撰寫，無不需要經歷多次修改調整[9]。但實際上，本科畢業設計一般安排在大四上學期末、12月底考研結束后開始，在大四下學期的6月初結束，僅僅只有短短的半年時間，且中間還有1個月左右的寒假時間。在這期間，學生面臨著就業或考研的壓力，需要花費大量的時間和精力去找工作或準備考研復試和面試，留給學生做本科畢業設計的時間非常有限。這導致學生在本科畢業設計上的時間和精力投入不足，很難在如此短的時間內高質量地完成畢業設計選題、技術路線設計和論文撰寫等工作，畢業設計的效果和質量難以保證。而且，學校為了保證學生的就業率和升學率等指標，對本科生的畢業設計的質量要求就會降低，導致學生在畢業設計的時間投入進一步減少。與此同時，通信工程專業本科畢業設計的指導教師一般為青年教師，其在通信工程領域的實踐經驗累積不足，且面臨著較大的教學和科研任務壓力，導致其在本科畢業設計方面投入精力不足。如果指導教師為資深教師的，其還需兼顧研究生的指導任務，往往把本科畢業設計的指導任務交給其研究生代為負責，這使得本科畢業設計的效果大打折扣。因此，本科畢業設計周期短、學生和導師雙方的時間投入不足是其面臨的另一個重要問題。

（三）? 畢業設計專項經費支持不足，教學資源嚴重短缺

作為工程應用型的通信工程專業，其畢業設計需要基于通信硬件設備，如信號矢量發生器、寬帶頻譜儀、信號分析儀和嵌入式板卡等進行關鍵算法和通信機制的大量實驗研究，對實驗室的軟硬件條件要求較高，需要分配一定的專項經費保證本科畢業設計的順利進行[10]。但是，學校資助本科畢業設計的專項經費較少，一般一個本科生為幾百元，且通信硬件設備的數量很少，難以滿足大量本科畢業生進行畢業設計實驗研究的實際需求。此外，由于本科生的大規模擴招，導致現有教學資源嚴重不足的現象比較普遍，指導教師數量和學生數量的比例下滑嚴重，出現一位指導教師需要同時指導十幾位學生的畢業設計工作的現象，指導教師處于超負荷的工作狀態，使得指導學生畢業設計方面精力不足。并且，學校對于教師指導本科畢業設計的激勵措施不夠，往往是教師費勁心思指導十幾位學生的畢業設計都不能滿足學校對于教師工作量的考核，導致教師指導畢業設計的積極性不高。因此，本科畢業設計專項經費支持不足、教學資源嚴重短缺是其面臨的又一個重要問題。

（四）? 畢業設計考核評價體系不健全

畢業設計的過程主要包括了選題、開題、技術方案設計與實施、中期檢查、英文翻譯、論文撰寫和論文答辯等環節[11]。畢業設計過程中除了論文答辯環節外，指導教師都參與其中。但從整體來看，論文答辯環節占據了畢業設計最終考核成績的大部分，使得學生存在論文答辯時努力一把，而平時懶散的現象。比如，南京郵電大學的本科畢業設計成績的構成比例為指導教師評價成績占30%，評閱教師的評閱成績占20%，答辯小組評定的答辯成績占50%。但是，本科畢業設計論文答辯時間較短，一般為15 min左右，答辯組的老師并沒有時間和答辯學生進行深入的討論和交流，也就不能對學生的畢業設計進行較為全面的評價。除了指導教師的評價成績是對學生畢業設計全過程的考核外，評閱教師的評閱成績和答辯小組的答辯成績都是對學生畢業設計結果的考核。這就使得那些畢業設計平時不努力但口才出眾的學生往往容易得好的成績，而平時努力但口才較差的學生成績偏低，從而使得畢業設計的成績不能很好地反映學生真實的水平。與此同時，畢業設計的成績打分往往主觀性較強，指導教師能夠保證其所帶學生之間評價成績的相對公平，但是不同指導教師所帶的學生之間的公平性卻不能保證，即可能會出現質量差的畢業設計得分較高的現象。同樣的，評閱成績一般是由同一教研室的指導教師之間互相擔任，也會出現上述所提的現象。此外，畢業設計答辯組的老師也主要由同一教研室的教師擔任，給答辯成績時往往也會參考指導教師的意見，主觀性較強。因此，本科畢業設計考核評價體系的不健全是其面臨的一個重要問題。

二? 通信工程專業本科畢業設計改革對策

本科畢業論文設計是本科教育的最后一環，也是最重要的一環，是對學生利用大學期間所學理論知識解決實際問題能力的最重要的實踐性考查方式。針對目前通信工程專業本科畢業設計存在的主要問題，作者結合新工科建設、通信技術快速發展的新形勢，如圖2所示，提出以下四點改革對策。

圖2? 通信工程專業本科畢業設計改革對策

（一）? 畢業設計選題優化

一個好的畢業設計選題是畢業設計高質量完成的前提。針對畢業設計選題難以適應高素質通信人才培養需求的問題，建議進行畢業設計選題優化，具體包括如下幾個改革對策。

1? 優化學生和導師雙選環節

目前雖然很多高校實行了學生和導師雙選制，為學生和指導教師提供了一定的自主權。但是，一般雙選的平臺上并沒有提供學生和教師的基本信息，無法使學生和教師相互了解，無法發揮雙選制的優勢。為此，建議在學生和導師雙選制的平臺上增加學生信息（如本科期間各課程成績、獲獎等）和教師信息（如履歷、教學及科研情況等）。此外，目前的雙選平臺上，都是教師先發布課題，學生再申請課題，最后教師選擇學生。這樣做并不能很好地發揮學生的特長，學生的選題參與度不高，不能很好地調動學生的積極性。為此，建議增加學生根據自己的興趣發布想研究的課題，進而讓教師來選擇學生的課題。通過這種方式可以最大程度地調動學生的主觀能動性。

2? 校企聯合培養

企業比高校更貼近工程實踐，可以讓企業參與到畢業設計選題中來，實現校企聯合指導畢業設計。高校應通過多種方式推進和通信界企業信息共享，如定期開展討論會的方式，了解通信工程方面的最新發展趨勢。同時，高校應鼓勵校企聯合培養通信工程專業學生，增加學生在企業中的實踐課程，提升學生的工程實踐能力，并選拔合適的學生畢業后直接進入企業工作。此外，也可以鼓勵教師把其產業化的科研成果轉化為畢業設計課題，特別是基于實際通信工程問題、工程項目和典型案例的畢業設計選題。通過畢業設計和企業需求相結合，使得畢業設計選題更貼近通信行業需求，能夠更好地培養行業急需人才。

3? 鼓勵團隊協作

一般學生畢業設計課題之間是獨立的，忽略了學生之間團隊協作意識的培養。此外，新工科背景下，通信工程專業同計算機專業、人工智能專業之間存在學科交叉，往往需要多學科背景才能保證實際工程項目的順利開展。為此，高校應鼓勵團隊協作的畢業設計，特別是跨學科的團隊協作，即將一個大工程項目分解為若干個畢業設計課題，課題之間有機聯系，每個學生承擔一個分解的課題，學生之間需協同合作才能完成整個項目。通過允許學生的畢業設計在本學院或跨學院的自由組隊，學生們可以根據各自的專業背景、知識結構和興趣等進行項目分工。通過這種方式可以促進學生的團隊協作意識和溝通交流能力培養，并在團隊協作中得到充分地鍛煉。

（二）? 畢業設計過程管控改革

針對畢業設計時間短，學生和導師投入不足的問題，建議進行畢業設計過程管控改革，具體包括如下幾個改革對策。

1? 畢業設計時間靈活化

本科畢業設計一般安排在大四的下學期開展，這導致了本科畢業設計和學生工作與考研相沖突，使得學生在畢業設計上的投入減少，降低了畢業設計的質量。所以，建議拉長畢業設計的周期。如果從大一或大二開始，由于學生還沒有任何的通信工程專業基礎知識，對專業領域認知不足，此時盲目開展畢業設計準備工作將收效甚微。因此，作者建議學生可自愿申請從大三開始本科畢業設計。通信工程專業學生一般從大三開始將學習通信相關專業課程，如通信原理等，此時將會對通信工程專業有更好的認知，可以進一步了解專業特點，有目的地進行課程實驗，并逐步選擇合適自己的研究方向進行畢業設計，并有充足的一年時間去進行文獻的調研和學習、方案的設計和實驗、報告的整理等工作，能夠更好地提升畢業設計的質量，而導師可以為學生提供方向性指導，并結合自身的科研課題，確定畢業設計題目，解決學生畢業設計過程中碰到的技術難題、資源短缺問題等。到了大四的上學期則可以把主要精力投入到考研或實習中去，大四的下學期則主要對畢業設計的資料進行整理匯總、撰寫論文和畢設答辯。同時，學生也可以選擇原來的畢業設計時間，即從大四上學期末開始畢業設計。學生可根據自身的情況，靈活地選擇畢業設計開始的時間，進而保證畢業設計高質量地完成。

2? 產學研合作

針對指導教師投入不足的問題，可以進行產學研合作培養的探索，即通過共建校企聯合實驗室、產業孵化中心、合作攻克工程技術難題和聯合申報科研項目等多種形式，引入社會力量加強教師指導投入。通過產學研的多方合作，可以構建由高校教師和企業技術人員組成的畢業設計指導團隊，共同為學生的畢業設計課題進行指導，共同解決實際的工程實踐問題。此外，引入企業加強畢業設計指導力度，還可以提升教師的工程技術和創新能力，使得教師能夠將解決工程實踐問題中獲取的經驗和知識引入到實際教學工作中，使得教學能夠更加貼近實際。

3? 畢業設計管理信息化

畢業設計中的過程管理目前大部分還是依賴紙質材料，降低了畢業設計的效率。如果可以將畢業設計管理進行信息化，建立畢業設計管理系統，可以實現畢業設計全過程的電子化，提升畢業設計管理效率。畢業設計選題、中期檢查、報告提交和審核等均可在管理系統中進行?？梢詫W生、指導教師、管理人員設置不同的系統操作權限，并可對畢業設計過程中的各個環節設置相關操作流程和時間節點，無論是學生還是教師或管理人員均可實時查看各個流程狀態，指導教師可實時抽查畢業設計內容，監督畢業設計進度，進而可推動畢業設計按時高質量完成。畢業設計管理信息化系統的建立可減少紙質材料的收集整理時間，提高了畢業設計的效率。

（三）? 增大畢業設計教學資源投入

針對畢業設計專項經費支持不足，教學資源嚴重短缺的問題，建議從多方面增大畢業設計教學資源投入，具體包括如下幾個改革對策。

1? 指導教師激勵制度改革

目前高校對教師多以課時為代表的教學指標和以論文、專利、項目等為代表的科研指標為標準進行考核。本科生的畢業設計指導工作作為實驗類指標，是教師考核的邊緣化指標，并不是核心考核指標。因此，提升本科畢業設計質量的途徑之一應將本科畢業設計數量和質量作為教師考核的核心指標之一，從而引導教師重視本科畢業設計，推動本科畢業設計質量的長足進步。

2? 學生激勵制度改革

目前畢業設計只是學生完成畢業的任務之一，畢業設計的完成與否很大程度上對其工作和考研幫助不太大。為了調動學生的畢業設計積極性，可以適當鼓勵學生在畢業設計前，提前進入指導教師的實驗室學習，積極開展實驗室研究生和本科生之間的傳幫帶，并充分發揮實驗室指導教師的指導作用，促進學生和導師之間的深入交流合作，并可對畢業設計成果優秀的學生給予適當的獎勵。通過上述改革，學生不僅學到了更多有用的知識，有助于后續的工作和考研，還能從畢業設計中獲取獎勵，激發其畢業設計的積極性。

3? 畢業設計指導共享化

一個學生由一個指導教師進行畢業設計指導的方式導致了指導教師的緊缺，可以通過指導共享化和開放化的方式，克服指導教師資源不足的問題。指導共享化和開放化指導畢業設計無論是指導時間還是指導形式上具有共享和開放特點。首先，可以構建畢業設計指導平臺，學生和指導教師可以在平臺上突破時間和空間的限制進行交流討論。其次，可以由多位畢業設計指導教師組成畢業設計指導小組，將學生和指導教師緊耦合的方式轉變為松耦合的方式，即學生可以在其指導教師進行主要指導的基礎上，也可由指導小組進行輔助指導，從而保證學生在畢業設計時期可以隨時得到充分指導。通過該模式，可以有效改善由于擴招帶來的師生比嚴重下降的問題。

（四）? 健全畢業設計考核評價體系

針對畢業設計考核評價體系不健全的問題，建議健全畢業設計考核評價體系，具體包括如下幾個改革對策。

1? 考核方式過程化

現有的畢業設計考核主要是面向結果的考核，不能體現學生在畢業設計過程中的表現。所以，可以通過增加畢業設計過程加分項的方式將考核方式過程化。比如可以將畢業設計過程中的申請專利和發表論文情況作為畢業設計的一個重要加分項。如果是團隊畢業設計，還可以引入團隊成員間的互評成績，學生的成績也可分為團隊成績和個人成績兩部分，從而改變傳統的考核方式。此外，還可以邀請企業技術人員參與畢業設計的全過程，從工程實踐的角度評價學生的畢業設計過程和成果，從而使得評價向工程實踐性傾斜。

2? 在畢業設計考核中增加學科競賽成績

通信工程專業是工程實踐類專業，需培養學生解決實際工程問題的能力。為了更好地評價學生的工程問題解決能力，可以將學科競賽成績作為畢業設計成績的重要參考之一，增加其權重。在做畢業設計的同時，可以通過參加學科競賽進一步培養學生的實踐能力，提升畢業設計的質量。學生可以以畢業設計內容為出發點，以技術路線設計為基礎參加相關的學科競賽。通過參加競賽，學生會對畢業設計有更清晰和更整體的認識，促使學生更加主動地進行文獻調研和技術鉆研，學生的理論和技術知識可以得到更好提升，學生各方面的能力也能得到鍛煉。

3? 完善畢業設計監督機制

為了更好地評價本科畢業設計，應建立和完善相應的畢業設計監督機制?？梢越W校、學院、系所多層級的監督體系，并對畢業設計全過程的各環節進行監督，從制度上加強畢業設計的過程監控，保證畢業設計的順利進行。針對指導教師的監督，可通過建立指導教師和學生的每周指導交流機制，并記錄指導內容，監督其指導記錄情況，進而保證指導教師嚴格履行指導的義務?？芍贫▽W生對指導教師的評價機制，把學生的畢業設計評價作為指導教師年度考核的依據之一。同時，還應建立對學生的監督和引導機制。可通過召開畢業設計動員大會等形式講解畢業設計的各項規章制度，要求學生定期和指導教師進行交流討論并匯報進展，并可開展學生之間的互評，以便相互監督。

三? 結束語

新工科建設背景下通信工程專業畢業設計面臨諸多問題，作為通信工程專業人才培養的重要環節，其改革已刻不容緩。在分析通信工程專業畢業設計存在問題的基礎上，通過畢業設計選題優化、過程管控改革、教學資源投入和考核評價體系等方面探討了其可能的改革對策，對新工科建設背景下通信工程專業畢業質量提升具有重要意義。

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