面向通信工程“自主可控”產業升級的產教深度融合教學改革實踐

劉爭紅 周陬 李婷婷

摘?要：本文以桂林電子科技大學信息與通信學院通信工程專業為例，介紹了我校在實施產教融合協同育人過程中面臨的問題、采取的措施以及取得的成效。產教融合協同育人是高校應用型人才培養的重要手段，通過分析通信工程自主可控產業升級的需求，結合產教深度融合的理念，提出了滿足產業實際需求的教學改革方案。通過師資建設、產業合作以及國產化開發平臺與工具的學習和應用，有助于培養更多具有家國情懷和高水平實踐創新能力的工程師，對人才培養質量的提高將起到積極的推動作用。

關鍵詞：產教融合；自主可控；產業升級；通信工程

根據教育部深入推進新工科建設的要求，新時代工程教育需要培養具有創新精神和實踐能力的工程人才，尤其需適應經濟社會發展的需要［1］。隨著“中國制造2035”計劃的深入推進［2］，通信工程產業作為數字經濟產業發展的核心基礎產業正在經歷產業升級的新浪潮。為適應這一變革，提高我國通信產業的自主可控能力，我們需要培養具備創新能力和實踐經驗的高素質人才。

我校通信工程專業結合產教融合教學改革的要求，把當今企業所需求的新型國產化芯片和實驗平臺融合進專業教學中，采用校企合作共同開發的模塊化課程內容，開展國產化平臺實踐特色小組教學，實現課堂教學內容與企業接軌，有利于有效地培養學生掌握與國家“自主可控”產業升級戰略需求相匹配的專業技能，對通信工程專業人才培養和教學質量的提高起積極的促進作用。

在師資建設方面，為更好地適應產業界開展“獨立自主”產業升級，我們亟待提升一線教師應用新型國產化芯片和實驗平臺開展基礎工程設計和專業工程設計的能力。面向通信工程“自主可控”產業升級需求，本項目指導教師團隊研究分析我校自身優勢，明確服務定位和發展方向，積極探索多樣化的協同育人路徑，大力推進產教深度融合方式的實踐教學改革［4］。通信工程專業希望借助企業力量建設高水平的理論與實踐相融合的教學師資團隊，提高青年教師解決復雜工程問題的能力，從源頭上強化人才培養的目標導向。

一、在人才需求調研基礎上了解產業對課程體系的構建要求

調研過程中我們發現在無線通信和移動通信、物聯網、數字芯片設計產業的FPGA設計應用平臺和工具方面，Xilinx公司Spartan、Virtex、Zynq系列產品及ISE、Vivado等工具是業界主流使用的開發工具之一。而長期以來，因固定資產使用周期較長、地方教育經費投入不足、國外廠家捐贈與合作等歷史原因，高校通常所使用的開發環境與現代通信工程產業界主流使用的產品平臺與開發工具，在操作界面及使用習慣上有一定的差異。從而導致學生畢業工作后從事無線通信設備、基站、專網通信等新產品開發時，還需要經過較長時間的訓練和磨合才能真正上手，實現學生向專業工程師的轉變。

為化解類似專業培養方式與產業需求不匹配的問題，高校應集聚優質工程教育資源，積極探索校企合作模式。深圳市紫光同創電子有限公司在國產化數字集成電路設計方面有深厚積累，已設計完成多個系列的國產化FPGA開發平臺產品。該產品可應用于專業工程師入門訓練，目前其重點需求在于加強應用推廣、擴大用戶體驗范圍、引導用戶積極試用與反饋等，因此與電子信息類高校或相關專業具有很好的互補性和協同潛力。因此桂林電子科技大學信息與通信學院通信工程系教師團隊與深圳市紫光同創電子有限公司嘗試開展多主體協同育人的合作模式，推廣國產FPGA平臺應用，讓學生盡早接觸國產主流開發平臺，在理論學習中結合實踐操作，逐步提升學生應用自主可控的技術平臺解決復雜工程問題的能力，引導廣大青年學子積極投身于信息通信領域“自主可控”產業升級的國家戰略任務中去。為更好地配合產業界開展“獨立自主”產業升級，我們急需提升一線教師應用新型國產化芯片和實驗平臺的專業設計的能力，并積極探索產教深度融合方式的實踐教學改革。

二、協同育人方案策劃與實施

合作方案的擬訂決定了協同育人的實施效果。項目主導教師團隊從OBE理念［5］出發，科學合理規劃了協同育人項目的實施步驟，設計了教師先學→育人嘗試→經驗總結→回爐精煉→迭代實訓的全周期實訓計劃，與企業支撐團隊形成有效協同。

項目實施之初，主導教師團隊首先深入學習企業所提供的國產FPGA芯片資料，熟悉芯片功能與性能，學習國產FPGA開發實驗平臺的電路原理和配套EDA軟件工具的操作使用，上手熟悉功能仿真、綜合優化、靜態仿真、布局布線、時序分析及時序仿真、板級仿真以及芯片編程與調試等開發各步驟，并嘗試開展通信工程基礎模組的開發調測，基本掌握國產FPGA開發實驗平臺的性能特性。

在自主學習的基礎上，教師團隊組織策劃利用國產FPGA開發實驗平臺開展2023屆本科畢業設計的課題擬定。與企業團隊深度合作，結合教師科教協同課題和學生畢業設計課題，指導2名2023屆本科生基于國產FPGA開發實驗平臺進行通信工程模塊級和系統級設計與應用，在完成畢業設計教學任務的同時，開展了國產化FPGA平臺工程實訓的初步嘗試。

隨后教師團隊利用暑假前往協同育人企業指定的培訓支撐機構，參加國產FPGA開發平臺應用的理論學習與實操培訓，并與企業支持團隊深入交流，共同總結學生在利用國產FPGA實驗平臺開展工程實踐過程中遇到的問題和疑難點，初步形成面向通信工程“自主可控”產業升級人才培養需求的實踐教學案例。

最后，利用本校“小學期”集中開展實訓教學活動安排的契機，項目主導教師團隊針對通信工程專業本科三、四年級優秀學生群體和擬錄取研究生群體，招募組建10人左右規模的“基于國產化FPGA開發平臺的通信工程系統項目訓練營”，嘗試進行無線通信基礎理論與FPGA應用開發實操訓練相結合的教學改革試驗，在專業工程設計、畢業設計等實操訓練教學活動的框架內，引導學生利用國產FPGA實驗平臺開展基礎工程實踐探索，解決通信工程專業復雜工程實踐問題，提升學生的學習興趣和實踐技能。

三、將“國情教育”融入理論與實踐教學

項目主導教師團隊在實施過程中嘗試將“國情教育”融入教學及師生探討過程中，具體采用措施包括：

（一）教學引導

若學生在幾年的大學學習階段已先入為主地適應非國產化開發平臺邏輯框架及操作界面，那么在后續的工作階段中再更改使用國產化開發平臺，則需要在思想上、操作習慣上、接受時間上花費大量時間精力，重新熟悉上手，不利于國產化平臺的推廣。教師應在學生學習實踐階段，充分引導學生了解當下國情，了解真實的產業需求，開展科教協同實操訓練，讓學生從內心認同國家的戰略發展，并積極參與到“自主可控”產業升級的發展中去。

（二）思政案例設計

教師團隊應充分調研，選取產業界廣泛應用的、主流的國產化開發平臺。根據教學目標和主題，設計配適的、有教育意義的案例，幫助學生更好地理解科技與人文的關系，培養學生的社會責任感。教師團隊可在授課過程中，通過案例分析、小組討論、互動問答等方式，引導學生探討我國現階段國情，如工業化發展、積極參與國家產業升級等。同時，結合國產化開發平臺的使用，讓學生了解科技發展與國家富強的關系，激發他們的愛國熱情和責任感。

（三）學生思考理解程度的反饋收集

在教學過程中，指導教師及時評估學生主動學習的積極性，收集學生的反饋意見。根據評估結果和反饋意見，積極調整教學策略和方法，確保國家戰略需求能夠更好地融入課堂。并結合課程內容創新教學方式，將國情教育與課程內容緊密結合，通過創新教學方式如反轉課堂、雨課堂、線上線下混合式教學等，提高學生的學習興趣和參與度。同時，利用國產化開發平臺的產業背景優勢，為學生提供更具實踐性和互動性的學習體驗。在完成一個案例后，主導教師會引導學生思考，如何在現有資源下有效利用平臺的特點及優勢，循序漸進地解決所面臨的復雜工程問題，而不是通過做題或考試完成教學效果評估。

（四）培養學生主動的終身學習能力

工程應用的實踐性可以強化學生對所學知識的應用能力。通過完成實訓項目案例的過程，指導教師能幫助學生進一步消除學習階段的迷茫，提升學生基于目標導向的工程思維能力。此外，主導教師還會引導學生關注開發工具和開發平臺的更新換代，關注產業界最新動態，關注社會和產業界對工程人才實踐技能的具體要求，培養學生的終生學習能力，增強學習主動性。

四、產教融合協同育人改革實踐取得的初步成效

（一）特色亮點

借助企業力量開展青年教師的工程開發實踐培訓，建設高水平的理論與實踐融合教學師資團隊，提高青年教師解決復雜工程問題的能力，從源頭上強化人才培養的目標導向。

充分發揮學校和專業在產教融合協同育人方面的優勢，面向我國通信工程“自主可控”產業升級的人才需求，在工程實踐教學中引入“國情教育”課程思政元素，直接對接產業真實需求，開展科教協同實操訓練，引導青年學子積極投身于產業“自主可控”轉型升級，投身于“中國制造2035”國家戰略任務。

以校企合作方式，將產教融合教學改革實踐、理論與實踐融合教學改革實踐、創新創業教育實踐有機融入通信工程專業的課程體系中，促進產教融合實踐活動、創新創業實踐活動與專業教學有效銜接。

（二）主要成果

借助企業力量對5位青年教師進行國產化FPGA開發的實操培訓，構建了一支面向通信工程“自主可控”產業升級戰略需求和人才需求的產教融合實踐指導教師團隊。

校企協同設計適應于我國信息通信領域“自主可控”產業升級國家戰略需求的專業人才培養目標和培養方案，持續改進與完善我校通信工程專業理論與實踐教學體系。同時結合協同育人項目的建設背景、建設目標和建設內容，將“國情教育”思政元素引入專業課堂教學，項目團隊兩名教師參加全國高等學校電子信息類專業青年教師授課競賽和學校“課程思政”示范課講課比賽均獲得三等獎。

在專業工程設計和畢業設計等實踐課程中引導學生利用國產FPGA實驗平臺解決通信工程專業的復雜工程實踐問題，指導2名本科畢業生基于紫光同創國產化FPGA開發平臺完成模塊級和系統級設計的畢設任務，其中1名本科畢業生基于國產化FPGA開發平臺設計實現的“聲學測距系統”獲得校級優秀畢業設計（論文）一等獎。

五、產教深度融合的持續改進與探索

學生在學習及使用開發平臺的過程中，通過了解實際項目中的工作流程、方法及工具，能夠更好地理解相關理論基礎。項目主導教師團隊在實施產教融合的實訓過程中初步達成了預期目標，在后續的產教融合實踐過程中，將進一步開展協同育人的持續改進與探索，如：

（一）進一步加強企業需求與學生學習目標之間的關聯度

企業現階段需要對國產化開發平臺進行大范圍的推廣應用。企業與高校合作，可在教學領域開展客戶培養和習慣引導。教師可以引導學生進入操作使用者角色，站在用戶的角度去進行使用體驗。教師配合企業提供使用意見反饋渠道，設計調查問卷，進一步改進使用體驗。參與學生可以采用小組合作方式，共同探討使用體驗，提出改進建議，多方分工合作，共同解決問題，進一步擴大使用人群。在教學階段的應用推廣，還可以盡早讓未來的工程師們習慣適應國產化平臺的操作邏輯及使用界面。同時學生可以作為用戶不斷進行測試及反饋，開發平臺能夠不斷收集用戶意見，加以迭代優化。

（二）引導學生從工程問題需求導向的角度思考問題

指導教師可以為學生提供指導和支持，幫助學生了解用戶體驗和測試的基本知識和方法。同時，教師可以引導學生從哪些角度去思考平臺使用的相關問題，如何分析和解決問題。并根據所學理論知識水平與進度計劃，安排與規劃合適的實踐項目，讓學生全程參與設計、開發、測試、改進和工程驗收等環節，讓學生全面了解工程開發全流程。后期教師還可以組織學生開展反饋和評價，幫助他們養成系統思維和工程思維的良好習慣。

以指導教師團隊為核心，進一步強化推進企業、學校、學生三方合作的共贏模式，將對培養產業生態、加強學生與企業之間的聯系起到良好的紐帶作用。

結語

隨著當下國產化應用的不斷發展，我國需要越來越多了解國情、適應時代發展的應用型工程人才，以便充分發揮“工程師紅利”，進一步促進產業升級，這就需要工科高校能有效推進實施產教融合人才培養模式。我們通過對通信工程自主可控產業升級的需求進行分析，結合產教深度融合的教學理念，提出直面產業真實需求的教學改革方案。通過實施專項師資建設和教學改革實踐，取得了一定的成果，為通信工程產業的“自主可控”產業升級提供人才支持。通過實施貼合社會需求、匹配產業現狀的理論與實訓融合課程改革，與產業界的合作推廣國產化開發平臺與工具的學習與應用，有助于培養更多具有家國情懷和高水平實踐創新能力的工程師，同時幫助國產化產業鏈盡早開展用戶引導和市場培育，實現院校與企業的合作互補、協同育人。

參考文獻：

［1］金東寒.深化拓展新工科建設，培養新時代卓越工程師［J］.中國高等教育，2022（12）：1214.

［2］中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要［J］.中國水利，2021（6）：138.

［3］王滋海.“雙師型”高校教師能力提升策略［J］.山西財經大學學報，2023，45（201）：8890.

［4］周騰.中國工程院院士倪光南：通信產業自主創新自主可控尤為重要［N］.通信產業報?中央級，20200928.

［5］劉香萍，周紅梅編.基于OBE理念的專業與課程建設［M］.北京：北京理工大學出版社，2022.

基金項目：教育部產學合作協同育人2022年第二批立項項目“面向通信工程‘自主可控產業升級的產教深度融合教學改革實踐與師資建設”（22097123242204）

作者簡介：劉爭紅（1979—?），男，漢族，湖北紅安人，碩士研究生，高級實驗師，研究方向：無線傳感器網絡、語音信號處理；周陬（1983—?），男，漢族，湖北松滋人，博士研究生，研究員/副教授，研究方向：無人機集群輻射源定位、空天地網絡；李婷婷（1986—?），女，漢族，河南新鄉人，碩士研究生，工程師，研究方向：射頻電路、集成電路、電熱分析。