基于德國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證理念的通信原理課程改革初探

李星沛　張雪蓮　劉金亭

摘要：德國(guó)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證具有面向解決實(shí)際工程能力培養(yǎng)的特點(diǎn)，課程改革必須服從專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的需要。文中筆者以本校的通信原理課程改革為例，從工學(xué)結(jié)合的“教”“學(xué)”“做”三方面進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：專(zhuān)業(yè)認(rèn)證；教改；通信原理

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）34-0134-02

一、引言

在經(jīng)濟(jì)全球化的情況下，為了適應(yīng)國(guó)際工程人才的流動(dòng)，各國(guó)積極建立一套針對(duì)工程人才培養(yǎng)的等價(jià)認(rèn)證體系。比如歐美國(guó)家簽署的《華盛頓協(xié)議》、德國(guó)的高等工程教育的認(rèn)證體系等。從2006年3月教育部發(fā)布《關(guān)于成立教育部工程教育認(rèn)證專(zhuān)家委員會(huì)的通知》以來(lái)，我國(guó)高等教育的各個(gè)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)證體系也在不斷地制定和頒布當(dāng)中。筆者所在的應(yīng)用型技術(shù)大學(xué)的通信專(zhuān)業(yè)正在進(jìn)行的是德國(guó)工程教育的專(zhuān)業(yè)認(rèn)證，所以本文圍繞該認(rèn)證體系進(jìn)行論述。通信原理是通信專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，該課程的目的是使學(xué)生掌握通信系統(tǒng)的基本概念、基本原理和基本分析方法，其內(nèi)容是講解各種編解碼技術(shù)、調(diào)制技術(shù)、基帶和頻帶傳輸技術(shù)、復(fù)用技術(shù)等，是學(xué)習(xí)通信專(zhuān)業(yè)其他專(zhuān)業(yè)課程的基礎(chǔ)。由于該課程涉及的理論多，概念比較抽象，教師教學(xué)方法不得當(dāng)，所以學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，教學(xué)效果不理想。在應(yīng)用型技術(shù)大學(xué)，通信原理課程教學(xué)改革如何實(shí)現(xiàn)德國(guó)工程教育認(rèn)證強(qiáng)調(diào)工程能力培養(yǎng)的目標(biāo)是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

二、德國(guó)工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)分析

德國(guó)工科專(zhuān)業(yè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)則是德國(guó)唯一對(duì)信息科學(xué)類(lèi)本科教育項(xiàng)目、碩士教育項(xiàng)目的認(rèn)證機(jī)構(gòu)。德國(guó)工科專(zhuān)業(yè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)由各大學(xué)、應(yīng)用科學(xué)大學(xué)、權(quán)威的科技協(xié)會(huì)、專(zhuān)業(yè)教育和進(jìn)修聯(lián)合會(huì)以及重要的工商業(yè)組織共同參與建立的非營(yíng)利機(jī)構(gòu)。德國(guó)工科專(zhuān)業(yè)的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)主要涉及開(kāi)設(shè)課程的理由、課程內(nèi)容的教學(xué)組織和要求，即該課程在專(zhuān)業(yè)的地位，課程內(nèi)容的起點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)是否符合專(zhuān)業(yè)的教學(xué)質(zhì)量；學(xué)校的師資和物質(zhì)經(jīng)費(fèi)保障、教學(xué)質(zhì)量保障措施以及與教學(xué)相關(guān)的合作項(xiàng)目等。德國(guó)工科專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的目標(biāo)就是培養(yǎng)解決實(shí)際工程問(wèn)題的工程師，要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，專(zhuān)業(yè)課程改革必須圍繞以下幾點(diǎn)進(jìn)行：第一是以職業(yè)為導(dǎo)向，培養(yǎng)行業(yè)的工程師，這是德國(guó)工程教育的初衷。第二是實(shí)行工學(xué)結(jié)合的一體化教學(xué)。合格的工程師必須除了具備專(zhuān)業(yè)知識(shí)外、還必須具有工程技能和經(jīng)驗(yàn)，各種實(shí)驗(yàn)和技能訓(xùn)練要圍繞工程技能來(lái)拓展和實(shí)施。第三是強(qiáng)調(diào)處理工程實(shí)際問(wèn)題的能力，突出實(shí)踐取向。具體體現(xiàn)在教學(xué)內(nèi)容上，要結(jié)合工程實(shí)例來(lái)進(jìn)行，教學(xué)內(nèi)容要引入工程實(shí)際問(wèn)題，真正把理論聯(lián)系實(shí)際落到實(shí)處；再有就是學(xué)生在校期間的見(jiàn)習(xí)要到企業(yè)去完成，將來(lái)的畢業(yè)（論文）設(shè)計(jì)要與工程實(shí)際問(wèn)題相關(guān)。

三、通信原理的教學(xué)現(xiàn)狀與德國(guó)的工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)之間的差距

目前，我校的通信原理課程的教學(xué)現(xiàn)狀與德國(guó)工程認(rèn)證的差距表現(xiàn)：德國(guó)工程教育認(rèn)證：教學(xué)形式多樣，包括理論、實(shí)踐教學(xué)、研討、答疑和自學(xué)，其中后面三項(xiàng)都包括在課時(shí)和學(xué)分當(dāng)中；以職業(yè)能力為導(dǎo)向，教學(xué)的目標(biāo)是使學(xué)生達(dá)到一定的專(zhuān)業(yè)工程能力要求，教學(xué)計(jì)劃要明確反映學(xué)生對(duì)解決實(shí)際工程能力的培養(yǎng)；工學(xué)結(jié)合一體化，基礎(chǔ)內(nèi)容教學(xué)結(jié)合工程實(shí)例，專(zhuān)業(yè)內(nèi)容教學(xué)引入工程實(shí)際問(wèn)題教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，聚焦學(xué)生能力的培養(yǎng)；質(zhì)量評(píng)估體系以理論為輔，實(shí)踐為主，通過(guò)學(xué)生解決實(shí)際的工程能力來(lái)體現(xiàn)。通信原理的教學(xué)現(xiàn)狀：教學(xué)計(jì)劃只體現(xiàn)了理論、實(shí)踐教學(xué)、答疑，沒(méi)有體現(xiàn)課程的研討和自學(xué)，課時(shí)和學(xué)分只包括了理論和實(shí)踐教學(xué)；以課程知識(shí)體系為導(dǎo)向，課程內(nèi)容的確定來(lái)源于課程的知識(shí)體系和所選用教材的知識(shí)點(diǎn)，沒(méi)有關(guān)注教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生實(shí)際工程能力培養(yǎng)之間的相關(guān)性；以理論教學(xué)為中心、以知識(shí)傳授為主、重教輕學(xué)，過(guò)于強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)，實(shí)踐教學(xué)側(cè)重于單一的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有涉及工程實(shí)際問(wèn)題的引入；以考試分?jǐn)?shù)為評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)習(xí)效果以期末考試成績(jī)?yōu)橹鬟M(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)內(nèi)容局限于對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握情況。

四、通信原理的教學(xué)改革探究

1.以工程職業(yè)為導(dǎo)向，以培養(yǎng)學(xué)生工程能力作為教學(xué)目標(biāo)。以德國(guó)工程教育認(rèn)證為依據(jù)，課程內(nèi)容的制定應(yīng)以職業(yè)能力為導(dǎo)向，面向社會(huì)行業(yè)需求確定通信工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)學(xué)生實(shí)際解決工程問(wèn)題的能力培養(yǎng)，在能力要求設(shè)定后，進(jìn)一步設(shè)計(jì)課程體系。具體來(lái)說(shuō)通信原理課程目標(biāo)包括：了解通信技術(shù)的基本概念、基本方法和基本原理；掌握通信技術(shù)的各種調(diào)制方式、復(fù)用方式和編碼方式的基本原理等，分析通信系統(tǒng)工程問(wèn)題，以提供有效結(jié)論；掌握通信的系統(tǒng)模型，能進(jìn)行初步的通信工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能夠?qū)μ囟ㄐ枨笸ㄐ跑浻布M(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。學(xué)習(xí)通信原理課程要達(dá)到的能力要求包括：工程知識(shí)和工程技能。前者掌握通信傳輸相關(guān)理論及技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)，并能夠運(yùn)用于復(fù)雜工程問(wèn)題的分析。后者能夠應(yīng)用通信基本原理，識(shí)別、表達(dá)和分析信息通信領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題；能通過(guò)文獻(xiàn)檢索與資料查詢(xún)獲取相關(guān)信息，分析通信系統(tǒng)工程問(wèn)題，以提供有效結(jié)論。能夠設(shè)計(jì)針對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題的解決方案，針對(duì)特定需求進(jìn)行通信軟硬件模塊或系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。

2.工學(xué)結(jié)合一體化的教學(xué)過(guò)程實(shí)施方案。改革傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程以教師為中心、以書(shū)本知識(shí)傳授為主、重教輕學(xué)的教學(xué)方式。根據(jù)德國(guó)工程教育認(rèn)證的教育理念，將“教”“學(xué)”“做”的過(guò)程引入通信原理課程的教學(xué)中。第一“教”的過(guò)程。重新制定通信原理的教學(xué)計(jì)劃，對(duì)現(xiàn)有的通信原理知識(shí)體系進(jìn)行重新梳理，實(shí)時(shí)更新教材的通信新技術(shù)內(nèi)容，突出通信工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用的案列分析。創(chuàng)新設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，使理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的空間融一體，將理論教學(xué)與實(shí)際工程問(wèn)題結(jié)合，處理好理論的系統(tǒng)性與工程的應(yīng)用性關(guān)系。關(guān)鍵一點(diǎn)就是，作為教師要不斷反思教學(xué)設(shè)計(jì)有無(wú)創(chuàng)新、反思教師教法的缺陷與不足，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，啟迪新的教學(xué)思維，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，積極培育學(xué)生的自學(xué)能力。第二“學(xué)”的過(guò)程。運(yùn)用學(xué)習(xí)通信技術(shù)的基本知識(shí)與基本原理對(duì)具體的工程問(wèn)題進(jìn)行分析，學(xué)生在教師指導(dǎo)下去分析問(wèn)題，教師引導(dǎo)學(xué)生的思路來(lái)完成這個(gè)過(guò)程；教師對(duì)學(xué)生運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)分析工程問(wèn)題得出的結(jié)論進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)，指出其正確性或其不足。第三“做”的過(guò)程。這一過(guò)程是德國(guó)專(zhuān)業(yè)認(rèn)證最重要的一環(huán)。我校現(xiàn)有通信原理的實(shí)踐教學(xué)都是基于單一驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)而設(shè)計(jì)的，學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力得不到培養(yǎng)和提升，為了改變這一局面必須要大刀闊斧地改革實(shí)踐環(huán)節(jié)。首先，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)的課時(shí)量，以保證完成學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)；其次，課程實(shí)踐增加綜合性設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)、學(xué)校要加大實(shí)訓(xùn)資源和設(shè)備的投入，努力拓寬校企合作的廣度和深度；再有就是要提高教師的實(shí)踐指導(dǎo)能力，聘請(qǐng)企業(yè)專(zhuān)家來(lái)學(xué)校擔(dān)任實(shí)踐指導(dǎo)教師。通信原理課程要完成“做”的過(guò)程，可以建立一個(gè)遠(yuǎn)程虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)既可以完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)也可以進(jìn)行通信系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)和鏈路仿真。數(shù)字通信系統(tǒng)的鏈路級(jí)仿真應(yīng)用舉例：通信的發(fā)送端包括：信源編碼、信道編碼、交織、封幀與調(diào)制；通信的接收端包括：接收檢測(cè)、同步糾正頻偏、解幀與解調(diào)、解交織、信道解碼、信源解碼；信源傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類(lèi)型可以選擇：文本、PN序列、圖片和音頻；信道編碼方式可以選擇：BCH碼、漢明碼、格雷碼和卷積碼等；調(diào)制方式可以選擇：BPSK、FSK、QPSK、4DQPSK、QAM等。完成以上這個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不但考查了學(xué)生對(duì)通信原理的基本知識(shí)和基本原理的掌握，同時(shí)也考查了學(xué)生運(yùn)用工程知識(shí)來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力，這樣完成下來(lái)，就能達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的要求。

3.質(zhì)量評(píng)估。傳統(tǒng)的以期末考試成績(jī)?yōu)橹鞯脑u(píng)價(jià)方式必須改革，降低期末考試成績(jī)中所占評(píng)估的權(quán)重，增加實(shí)踐環(huán)節(jié)的評(píng)估權(quán)重。另外，對(duì)已畢業(yè)從事本專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生進(jìn)行跟蹤調(diào)查，及時(shí)反饋該課程所培養(yǎng)的能力能否支撐行業(yè)的工程知識(shí)和工程技能的要求，不斷完善通信原理課程的教學(xué)和實(shí)踐，達(dá)到德國(guó)工程教育認(rèn)證中的要求。

五、結(jié)束語(yǔ)

工程教育認(rèn)證是國(guó)際化專(zhuān)業(yè)教育的趨勢(shì)，專(zhuān)業(yè)認(rèn)證需要建立與之適應(yīng)的課程體系來(lái)進(jìn)行支撐。通信原理作為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)必修課程，在學(xué)生的工程知識(shí)構(gòu)建和工程技能培養(yǎng)方面起著重要的作用。本文根據(jù)德國(guó)工程教育認(rèn)證以職業(yè)能力為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際解決工程問(wèn)題的能力的要求，對(duì)通信原理課程改革提出了一些自己的看法和建議。由于我校即將迎來(lái)德國(guó)工程教育認(rèn)證評(píng)估，通信原理的教學(xué)改革還在不斷完善當(dāng)中。

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