通信工程實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建

趙慶

摘要：以“湖北省普通高等學(xué)校戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃”項(xiàng)目為依托，以培養(yǎng)具有實(shí)踐能力和工程設(shè)計(jì)能力的應(yīng)用型人才為導(dǎo)向，在高校通信工程專業(yè)中引入CDIO工程教學(xué)理念，設(shè)計(jì)了基于CDIO工程教學(xué)理念的通信工程實(shí)踐教學(xué)課程體系，并在此課程體系下構(gòu)建了新的實(shí)踐教學(xué)體系，完善了實(shí)踐教學(xué)體系并提高學(xué)生CDIO工程實(shí)踐的能力，以期在實(shí)踐教學(xué)方面有所突破。

關(guān)鍵詞：CDIO；通信工程；實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號：G4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：16723198（2015）26021302

0引言

通信產(chǎn)業(yè)是國家重點(diǎn)扶植、最優(yōu)先資助的產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展給國家?guī)淼纳鐣б婧徒?jīng)濟(jì)效益是不可預(yù)估的，研究和發(fā)展的水平也是一個(gè)國家科技實(shí)力的重要象征和標(biāo)志，而通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得社會對通信、電子等專業(yè)的人才培養(yǎng)提出了更高的要求，尤其是通信工程這樣的工程專業(yè)，不僅需要扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和多學(xué)科綜合知識，更要有較強(qiáng)實(shí)踐技能和創(chuàng)新意識，而實(shí)踐教學(xué)的創(chuàng)新和與時(shí)俱進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建則是實(shí)施創(chuàng)新型、應(yīng)用型教育的重要環(huán)節(jié)。

雖然通信工程專業(yè)在人才培養(yǎng)模式上不斷的改革和發(fā)展，但大學(xué)生在創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面仍存在很多問題，如教學(xué)考核中往往重理論輕實(shí)踐，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，往往只是機(jī)械的操作，不能提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力以及推理能力，實(shí)驗(yàn)設(shè)備老化，課程體系僵化，專業(yè)設(shè)置的口徑窄，教學(xué)手段單一，創(chuàng)新環(huán)境缺乏等等，都會導(dǎo)致學(xué)生對專業(yè)的學(xué)習(xí)缺乏興趣；同時(shí)現(xiàn)代大學(xué)生個(gè)性較強(qiáng)，與人溝通的能力差，缺乏團(tuán)隊(duì)工作經(jīng)驗(yàn)，社會適應(yīng)能力也較差，這些都難以提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力與綜合素質(zhì)，因而對通信工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行大膽改革和探索是勢在必行的。

而CDIO工程教學(xué)理念是當(dāng)前高等教育改革的趨勢，是近年來提出的一種工程教育的新模式，是近年來國際工程教育改革的最新成果，將其引入到通信工程人才培養(yǎng)中，能很好的解決目前通信工程教學(xué)中所出現(xiàn)的問題。

1CDIO工程教學(xué)理念

1.1什么是CDIO

所謂CDIO指的是構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，激勵(lì)學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程，從而培養(yǎng)學(xué)生的工程基礎(chǔ)知識、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力。CDIO工程教學(xué)理念的先進(jìn)性在于它以能力培養(yǎng)為目標(biāo)、以學(xué)生為中心，既能保證大多數(shù)學(xué)生系統(tǒng)的獲得實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識，同時(shí)也有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識來解決工程中遇到的實(shí)際問題，既滿足被服務(wù)者要求，又促進(jìn)學(xué)生知識、技能的提高，并能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，從而激發(fā)學(xué)生的求知欲望和探究興趣。

1.2CDIO與實(shí)踐教學(xué)體系要素間的關(guān)系

實(shí)踐教學(xué)體系包含實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)思想、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)方法以及效果評價(jià)機(jī)制等要素。而CDIO工程教學(xué)理念貫穿于通信工程實(shí)踐教學(xué)體系的各個(gè)環(huán)節(jié)與要素中，它以構(gòu)思環(huán)節(jié)形成實(shí)踐的教學(xué)體系的總體指導(dǎo)思想，指導(dǎo)思想是實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建的理論依據(jù)；以設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)改革實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)內(nèi)容涵蓋實(shí)踐課程的設(shè)置和實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)定；以實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行環(huán)節(jié)創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)方法，教學(xué)方法是指實(shí)踐過程的執(zhí)行方式；以CDIO理念與美國卡內(nèi)基·梅隆大學(xué)提出的能力成熟度模型CMM相結(jié)合所構(gòu)建的CDIO-CMM模型為指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐效果評估機(jī)制，同時(shí)將評估結(jié)果作為實(shí)踐教學(xué)體系修正和完善的依據(jù)，效果評價(jià)機(jī)制說明以怎樣的方法來評估實(shí)踐效果。

2基于CDIO工程教育理念的通信工程實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建

2.1通信工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)課程體系的構(gòu)建

CDIO工程教學(xué)理念是以項(xiàng)目開發(fā)為主導(dǎo)線展開教學(xué)，教學(xué)過程中由教師發(fā)起并維持，實(shí)施過程中，學(xué)生作為主體，在教師指導(dǎo)下展開。CDIO注重的是學(xué)生綜合能力的提高，實(shí)現(xiàn)學(xué)校與企業(yè)之間的無縫連接，故而，實(shí)踐教學(xué)的課程設(shè)置應(yīng)結(jié)合通行行業(yè)發(fā)展，結(jié)合企業(yè)實(shí)際工程項(xiàng)目，以人才培養(yǎng)目標(biāo)為主線對實(shí)踐課程進(jìn)行全面而系統(tǒng)的設(shè)置，突出課程之間的相互聯(lián)系。我院通信工程專業(yè)在2012年獲批“湖北省普通高等學(xué)校戰(zhàn)略性新興（支柱）產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃”項(xiàng)目，在該項(xiàng)目的支持下，制定了我院通信工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案。該人才培養(yǎng)方案注重實(shí)踐教學(xué)，為更好的配合該項(xiàng)目的實(shí)施，提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力，結(jié)合CDIO工程教學(xué)理念，把相互關(guān)聯(lián)的系列課程按照CDIO標(biāo)準(zhǔn)分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以及工程實(shí)踐設(shè)計(jì)，并以實(shí)際工程項(xiàng)目為指導(dǎo)進(jìn)行整體規(guī)劃，構(gòu)建基于CDIO工程教學(xué)理念的通信工程實(shí)踐課程體系。該課程體系將學(xué)科知識與企業(yè)實(shí)際融合，培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐的能力，以期讓學(xué)生充分理解CDIO工程教學(xué)理念中產(chǎn)品周期“構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)施-操作”的設(shè)計(jì)過程。具體實(shí)踐課程體系構(gòu)成如圖1所示。

圖1基于CDIO工程教學(xué)理念的通信工程實(shí)踐課程體系圖1所示的實(shí)踐教學(xué)課程體系中，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，電路、電子線路（模擬電子技術(shù)與數(shù)字電子技術(shù)），單片機(jī)技術(shù)、EDA技術(shù)等課程使學(xué)生建立了關(guān)于通信工程專業(yè)中所具備的基礎(chǔ)知識，并通過相應(yīng)的專題課程設(shè)計(jì)將所學(xué)知識得到鞏固和深化；專業(yè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，信號與系統(tǒng)、通信原理、光纖通信等課程建立起了對通信的基本概念和通信網(wǎng)的認(rèn)識，電子實(shí)習(xí)、專業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)、移動(dòng)通信等課程的模擬實(shí)訓(xùn)拓展更加深了通信工程專業(yè)的領(lǐng)域認(rèn)知；工程實(shí)踐設(shè)計(jì)中，則是重點(diǎn)體現(xiàn)學(xué)生的專業(yè)水平和對工程能力的掌控，是對已有的課程實(shí)驗(yàn)和基于CDIO工程教學(xué)理念的實(shí)踐項(xiàng)目的互補(bǔ)，是在理論知識的依托下，根據(jù)課程教學(xué)的特色和學(xué)習(xí)目標(biāo)，設(shè)定一些小規(guī)模的項(xiàng)目來加深學(xué)生對課程的理解與應(yīng)用，從而提高實(shí)踐創(chuàng)新的能力與綜合能力。

2.2通信工程專業(yè)實(shí)踐內(nèi)容體系的構(gòu)建

將CDIO融入實(shí)踐教學(xué)之中，形成“夯實(shí)基礎(chǔ)、注重綜合、強(qiáng)化實(shí)踐、努力創(chuàng)新”的工程實(shí)踐教學(xué)新模式，構(gòu)建“一個(gè)目標(biāo)、兩個(gè)實(shí)踐主體、三個(gè)實(shí)踐過程、四個(gè)實(shí)踐層次、多種教學(xué)模式”的實(shí)踐教學(xué)新體系。

2.2.1一個(gè)目標(biāo)

實(shí)踐教學(xué)體系中的一個(gè)目標(biāo)指的是CDIO工程教育目標(biāo)，通過調(diào)整通信專業(yè)實(shí)踐課程體系，充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)方法，注重產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，建立、完善校內(nèi)綜合實(shí)訓(xùn)基地和校外實(shí)習(xí)基地，培養(yǎng)基礎(chǔ)理論教學(xué)與專業(yè)技能訓(xùn)練相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)新理念，構(gòu)建工程化實(shí)踐教學(xué)體系，全面體現(xiàn)工程化開發(fā)能力和職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)并重的思路，從而形成一個(gè)融基礎(chǔ)理論、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、工程實(shí)踐為一體的CDIO工程教育目標(biāo)。

2.2.2兩個(gè)實(shí)踐主體

實(shí)踐教學(xué)體系中的兩個(gè)實(shí)踐主體指的是教師和學(xué)生。堅(jiān)持教書和學(xué)生兩個(gè)主體并重，以學(xué)生為中心，引導(dǎo)學(xué)生積極思考、不斷探索、努力創(chuàng)新。教師要特別強(qiáng)調(diào)相關(guān)知識和能力在實(shí)踐中的相互聯(lián)系，教學(xué)中應(yīng)安排豐富多彩的設(shè)計(jì)性、綜合性、實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)，提供更多的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會，讓學(xué)生親自動(dòng)手，強(qiáng)調(diào)發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力培養(yǎng)。

2.2.3三個(gè)實(shí)踐過程

實(shí)踐教學(xué)體系中的三個(gè)實(shí)踐過程指的是基礎(chǔ)實(shí)踐、專業(yè)實(shí)踐以及綜合實(shí)踐。在基礎(chǔ)實(shí)踐過程中，既要根據(jù)CDIO工程教學(xué)理念設(shè)置相關(guān)以培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)為主的引導(dǎo)性課程，又要對傳統(tǒng)專業(yè)基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行工程化改造例如對信號與系統(tǒng)、高頻電子線路、通信原理等課程進(jìn)行改造，增加其實(shí)踐環(huán)節(jié)，充實(shí)工程教學(xué)內(nèi)容。在專業(yè)實(shí)踐過程中，根據(jù)實(shí)踐教學(xué)的需求，按照從基礎(chǔ)、應(yīng)用、技術(shù)、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)的順序來設(shè)置通信工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系，突出通行工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)過程中的層次性，由淺入深，有基礎(chǔ)到工程實(shí)踐，層層滲入。在綜合實(shí)踐過程中，注重培養(yǎng)學(xué)生工程化的實(shí)踐技能，該過程建立在基礎(chǔ)實(shí)踐過程和專業(yè)實(shí)踐過程之上，要求緊密結(jié)合校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，校企合作，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目化，從而培養(yǎng)學(xué)生CDIO工程化的開發(fā)和應(yīng)用能力。

2.2.4四個(gè)實(shí)踐層次

實(shí)踐教學(xué)體系中的四個(gè)實(shí)踐層次指的是基礎(chǔ)技能培養(yǎng)層，綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)層、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)層和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)層。其中基礎(chǔ)技能培養(yǎng)層主要通過通信工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程與實(shí)驗(yàn)，電子實(shí)習(xí)以及基本的編程語言和各類計(jì)算機(jī)軟件的實(shí)踐來完成，該層次注重培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)技能和個(gè)人能力；綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)層通過單科課程設(shè)計(jì)、專業(yè)課程設(shè)計(jì)、專業(yè)認(rèn)知實(shí)習(xí)等實(shí)訓(xùn)平臺來完成，該層次注重培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)的能力；創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)層主要通過學(xué)生參加電子設(shè)計(jì)大賽、挑戰(zhàn)杯、申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新大賽、課外興趣小組等方式來完成，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力；工程實(shí)踐能力培養(yǎng)層主要通過畢業(yè)設(shè)計(jì)、課程置換、頂崗實(shí)習(xí)、專業(yè)綜合實(shí)踐等方式，與企業(yè)合作，參與企業(yè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與開發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生工程開發(fā)的能力。

2.2.5運(yùn)用多種教學(xué)模式

實(shí)踐教學(xué)的展開與學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，要求學(xué)生有良好的專業(yè)基礎(chǔ)，所以教師在專業(yè)課程的講授中，要開展多樣化的教學(xué)方式，包括問題式、啟發(fā)式、探究

基金項(xiàng)目：本文為湖北省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2014年度立項(xiàng)研究課題的階段性成果之一，課題編號：2014B544。

作者簡介：秦宗鋒（1979-），男，碩士，武漢科技大學(xué)城市學(xué)院實(shí)驗(yàn)教師，實(shí)驗(yàn)師。式等各種各樣的教學(xué)模式，來打開學(xué)生的視野。將自主創(chuàng)新和工程實(shí)踐教學(xué)模式相結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生課下組建項(xiàng)目小組，教師根據(jù)項(xiàng)目小組中各個(gè)學(xué)生的專長和愛好分配并承擔(dān)相應(yīng)的模塊，這樣的教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，以項(xiàng)目為對象，以產(chǎn)品為目標(biāo)，即培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力，又能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力和職業(yè)素質(zhì)，在這樣多元化的教學(xué)模式下，最終形成以CDIO工程教育為目標(biāo)、以教師與學(xué)生為主體、以基礎(chǔ)實(shí)踐、專業(yè)實(shí)踐以及綜合實(shí)踐為過程、以基礎(chǔ)技能培養(yǎng)層，綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)層、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)層和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)層為層次，多元化的實(shí)踐教學(xué)體系，如圖2所示。

圖2基于CDIO工程教學(xué)理念的通信工程實(shí)踐教學(xué)體系3結(jié)論

將CDIO工程教學(xué)理念融入通信工程的實(shí)踐教學(xué)中，構(gòu)建了這樣一個(gè)“一個(gè)目標(biāo)、兩個(gè)實(shí)踐主體、三個(gè)實(shí)踐過程、四個(gè)實(shí)踐層次、多種教學(xué)模式”的實(shí)踐教學(xué)新體系。該體系能夠使學(xué)生在CDIO這樣一個(gè)大的教學(xué)模式中，自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐，更好的掌握本專業(yè)的基礎(chǔ)技能和專業(yè)技能，同時(shí)還能提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐的能力。學(xué)生在項(xiàng)目開發(fā)的過程中，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通能力以及職業(yè)素養(yǎng)，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)校與企業(yè)的“無縫”連接，更好的為企業(yè)輸送應(yīng)用型、創(chuàng)新型以及復(fù)合型人才，最終實(shí)現(xiàn)CDIO工程教學(xué)的理念。

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