新工科理念下移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索

陳萬通　馮青　王續(xù)喬

摘要：移動(dòng)通信是普通高校通信工程專業(yè)重要的專業(yè)必修課，移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的相對(duì)滯后是當(dāng)前該課程建設(shè)的主要矛盾。本文在“新工科”的背景下，研究了移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新模式，探討了實(shí)施開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)、合作學(xué)習(xí)以及新考評(píng)體系的具體途徑，并對(duì)實(shí)踐教學(xué)模式的改革措施進(jìn)行了相關(guān)闡述，以期為各類高校開展基于新工科的課程建設(shè)提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：新工科；核心能力；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；工程教育

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）28-0268-02

一、引言

當(dāng)前，我國正處在實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”、“網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國”、“一帶一路”、“中國制造2025”等一系列重大發(fā)展倡議的關(guān)鍵時(shí)期，新經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)程中的新技術(shù)、新業(yè)態(tài)對(duì)工程科技人才培養(yǎng)模式提出了更高的要求。在這一趨勢下，建設(shè)與發(fā)展“新工科”已然成為當(dāng)前社會(huì)產(chǎn)業(yè)升級(jí)與發(fā)展的必然要求，同時(shí)也是深化高校工程教育范式改革的一項(xiàng)創(chuàng)新舉措，更是未來全球創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的必經(jīng)之路。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是移動(dòng)通信課程的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的以各類“實(shí)驗(yàn)箱”為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式已經(jīng)無法匹配當(dāng)前的“新工科”建設(shè)。那么，如何對(duì)當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式實(shí)施改革，如何在改革中實(shí)踐“新工科”內(nèi)涵，如何以“新經(jīng)濟(jì)”為導(dǎo)向?qū)嵤┕こ棠芰ε囵B(yǎng)，成為當(dāng)前移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的核心問題。

二、傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的主要矛盾

1.實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段“滯后”于行業(yè)技術(shù)需求。傳統(tǒng)模式下，“移動(dòng)通信”課程采用實(shí)驗(yàn)箱式教學(xué)，其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)固定，涵蓋有限，靈活性差，并且實(shí)施兩三年便明顯“落后”于最新的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，無法做到“與時(shí)俱進(jìn)”。此外，在基于實(shí)驗(yàn)箱的教學(xué)中，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)手冊(cè)按部就班地進(jìn)行操作即可觀測到無線通信過程的基本指標(biāo)，但卻無法窺視其“內(nèi)部”工作機(jī)理而沒有從根本上掌握實(shí)驗(yàn)原理，學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力也得不到應(yīng)有的鍛煉，無法滿足“新工科”內(nèi)涵中對(duì)學(xué)生能夠“主動(dòng)適應(yīng)新技術(shù)”的能力培養(yǎng)。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容“脫離”于經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革措施

新工科著重要培養(yǎng)的是兩種能力，即工程創(chuàng)新能力和適應(yīng)變化能力，這兩種能力是學(xué)生適應(yīng)未來行業(yè)高速發(fā)展的基石。下面針對(duì)移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的新工科能力培養(yǎng)，以中國民航大學(xué)2014級(jí)通信工程專業(yè)“雙語試驗(yàn)班”本科生為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行了改革。

1.以產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)為導(dǎo)向，實(shí)施開放性自主擬題。與傳統(tǒng)“實(shí)驗(yàn)箱式”教學(xué)策略不同的是，開放性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生以當(dāng)前的移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)為導(dǎo)向，以移動(dòng)通信核心知識(shí)點(diǎn)為中心，實(shí)施開放式自主擬題，成果形式包括硬件、軟件、調(diào)研報(bào)告、視頻制作及學(xué)術(shù)論文等多種形式。即學(xué)生不單是項(xiàng)目的執(zhí)行者，更是項(xiàng)目的設(shè)計(jì)者。開放式自主擬題鼓勵(lì)以下幾點(diǎn)：（1）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)新穎、獨(dú)特，突顯創(chuàng)新性；（2）跨專業(yè)、跨學(xué)科；（3）與新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)聯(lián)系緊密；（4）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或研究成果具有潛在的巨大經(jīng)濟(jì)效益。學(xué)生可根據(jù)各自特長，3—5人自行分組，成果形式不限，完成期限為一個(gè)學(xué)期，指導(dǎo)教師為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)器材和試驗(yàn)場地。學(xué)生對(duì)于開放性自主擬題熱情較高，典型題目如“網(wǎng)聯(lián)無人機(jī)低空移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)接入終端設(shè)計(jì)”、“LTE物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在摩拜單車實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中的實(shí)施策略”、“蜂窩窄帶LTE IoT網(wǎng)絡(luò)部署方案與性能評(píng)估”、“基于4G和云計(jì)算的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)”。

2.以合作學(xué)習(xí)為渠道，協(xié)同培養(yǎng)“核心能力”。國際高等教育界倡導(dǎo)基于能力的教育，大學(xué)教育的重點(diǎn)必須由知識(shí)與技能傳授，逐漸轉(zhuǎn)向?qū)W生核心能力的培養(yǎng)與測評(píng)。對(duì)于“新工科”，核心能力包括培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)人效能、知識(shí)能力、學(xué)術(shù)能力、技術(shù)能力和社會(huì)能力等5類核心能力。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中側(cè)重于“知識(shí)能力”，涵蓋不足。5類核心能力協(xié)同培養(yǎng)的一個(gè)有效機(jī)制是合作學(xué)習(xí)，即有共同研究目標(biāo)和明確責(zé)任分工的互性學(xué)習(xí)，在達(dá)到小組目標(biāo)的過程中每個(gè)小組成員都提高了自己的認(rèn)知水平。由于未來的移動(dòng)通信技術(shù)是多元融合的復(fù)雜性系統(tǒng)工程，個(gè)人“知識(shí)能力”不再占據(jù)主導(dǎo)地位，團(tuán)隊(duì)成員的“社會(huì)能力”將是工程項(xiàng)目成敗的關(guān)鍵因素，因此“新工科”實(shí)驗(yàn)改革聚焦“合作學(xué)習(xí)”模式，該模式是協(xié)同培養(yǎng)“核心能力”，特別是“社會(huì)能力”的一個(gè)重要途徑。

3.構(gòu)建適應(yīng)“新工科”理念的考核評(píng)價(jià)機(jī)制。在實(shí)施新工科人才培養(yǎng)戰(zhàn)略中，傳統(tǒng)的考試評(píng)價(jià)體系已不適用，需要結(jié)合人才培養(yǎng)目標(biāo)與課程體系特點(diǎn)，研究成果導(dǎo)向、發(fā)展導(dǎo)向的課程評(píng)價(jià)方法，需要結(jié)合創(chuàng)新型、綜合化、全周期工程教育理念建立新的考核評(píng)價(jià)機(jī)制。對(duì)于移動(dòng)通信課程而言，新技術(shù)層出不窮、日新月異，因此評(píng)價(jià)機(jī)制不在關(guān)注學(xué)生掌握了多少知識(shí)和技術(shù)，而是關(guān)注了知識(shí)獲取方法和實(shí)踐能力，具體包含以下三個(gè)方面：（1）學(xué)生學(xué)習(xí)能力的綜合體現(xiàn)，即在實(shí)驗(yàn)過程中，有多少知識(shí)和技能是學(xué)生在實(shí)踐過程中自行學(xué)習(xí)得到的；（2）“宏思維”的體現(xiàn)，即課程之外的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科技、工程等多方面的重大問題的觀察、思考及領(lǐng)悟能力，從系統(tǒng)的角度，建立課程與其他學(xué)科關(guān)聯(lián)性的能力；（3）反思能力，學(xué)生對(duì)于數(shù)據(jù)、結(jié)論、信息來源、證據(jù)以及邏輯關(guān)系要有獨(dú)立思辨的能力，善于抓住問題中的矛盾。考核評(píng)價(jià)手段首次實(shí)現(xiàn)基于校園網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)，將學(xué)生作品上傳至Bb網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)，開通網(wǎng)上留言與星級(jí)評(píng)價(jià)。未來將逐步建立機(jī)制，實(shí)現(xiàn)“企業(yè)點(diǎn)評(píng)”和“互聯(lián)網(wǎng)點(diǎn)評(píng)”模式。

四、實(shí)踐教學(xué)模式改革

“新工科”建設(shè)中僅依靠實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是不夠的，必須構(gòu)建以課堂實(shí)踐教學(xué)為主線、以企業(yè)實(shí)踐為主導(dǎo)、有機(jī)連接學(xué)科競賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的實(shí)踐教學(xué)模式。在傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)中，在企業(yè)實(shí)踐方面的布局不夠深入，缺乏有效的校企合作方式。在“新工科”建設(shè)中，校企合作構(gòu)建工程教育共同體是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，目前，大量以“移動(dòng)通信”和“移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)”為核心的企業(yè)需要“高?！迸囵B(yǎng)出能夠迅速適應(yīng)行業(yè)發(fā)展需求的畢業(yè)生，即希望縮短畢業(yè)生在企業(yè)入職后的培訓(xùn)周期，這就迫使高校在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)加強(qiáng)與企業(yè)的“業(yè)務(wù)銜接”，一方面，高校要更多地使學(xué)生了解企業(yè)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，使學(xué)生建立課程所學(xué)知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用中的產(chǎn)品研發(fā)之間的關(guān)聯(lián)；另一方面，學(xué)校應(yīng)允許學(xué)生在企業(yè)完成“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目”、“學(xué)科競賽”乃至“畢業(yè)設(shè)計(jì)”，并在校企之間建立合作機(jī)制促進(jìn)其得以充分、有效地實(shí)施。

五、結(jié)語

以“移動(dòng)通信”行業(yè)發(fā)展和人才需求現(xiàn)狀為背景，基于“新工科”建設(shè)理念，對(duì)移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行改革，其優(yōu)勢在于：（1）人才培養(yǎng)迎合當(dāng)前產(chǎn)業(yè)升級(jí)需求；（2）學(xué)生核心能力得以協(xié)同培養(yǎng)，適應(yīng)未來工程需要；（3）提升“工程教育”的涵蓋廣度和深度，培養(yǎng)“跨界”型工程技術(shù)人才。

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