面向新工科的通信工程專業(yè)實(shí)踐體系建設(shè)及探索

楊寶華 周瓊 陳諱瓊 劉波 許正榮 方剛

摘要：目前，實(shí)踐能力的培養(yǎng)是當(dāng)前本科教育的薄弱環(huán)節(jié)，是高校工科培養(yǎng)體系的重要組成部分。針對(duì)我校通信工程專業(yè)的實(shí)踐能力培養(yǎng)的現(xiàn)狀，面向新工科的專業(yè)建設(shè)，立足多角度、多元化和多平臺(tái)，以交叉融合為建設(shè)理念，以創(chuàng)新強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域應(yīng)用，優(yōu)化實(shí)踐內(nèi)容以滿足通信行業(yè)需求，拓寬實(shí)踐方式以加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)。通過(guò)構(gòu)建綜合實(shí)踐體系，深化產(chǎn)教融合以加強(qiáng)校企合作，發(fā)揮科研協(xié)同以推進(jìn)教學(xué)實(shí)踐，加強(qiáng)學(xué)科引導(dǎo)以拓寬專業(yè)視野，旨在提升通信工程專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：產(chǎn)教融合;科研協(xié)同;實(shí)踐體系

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）33-0110-03

隨著《教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》發(fā)布，立足朝陽(yáng)行業(yè)，培養(yǎng)創(chuàng)新人才，是時(shí)代發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步對(duì)高等教育提出的新要求。當(dāng)今，實(shí)踐能力的培養(yǎng)是當(dāng)前本科教育的薄弱環(huán)節(jié)，為提升工科發(fā)展水平，現(xiàn)結(jié)合我?，F(xiàn)狀，啟動(dòng)“新工科研究與實(shí)踐”項(xiàng)目。立足多平臺(tái)、多元化和多角度強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)，以交叉融合為理念，以能力提升為導(dǎo)向，通過(guò)深化產(chǎn)教融合和科研協(xié)同培養(yǎng)實(shí)踐能力。目前，大學(xué)生的實(shí)踐能力是很多用人單位考察和關(guān)注的重點(diǎn)，由于通信工程專業(yè)具有實(shí)踐性強(qiáng)、動(dòng)手能力要求高的特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)前國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，我校通信工程人才培養(yǎng)必須結(jié)合專業(yè)實(shí)際，從轉(zhuǎn)變思想觀念、改革培養(yǎng)模式、構(gòu)建實(shí)踐體系等環(huán)節(jié)人手，切實(shí)提高實(shí)踐能力，滿足社會(huì)以及通信行業(yè)對(duì)人才的需求。

1通信工程專業(yè)實(shí)踐培養(yǎng)現(xiàn)狀

通信工程專業(yè)主要以通信原理、通信網(wǎng)技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、電磁場(chǎng)與電磁波等課程為核心，以通信系統(tǒng)應(yīng)用為方向，所培養(yǎng)的學(xué)生具有較扎實(shí)的工程實(shí)踐和一定的創(chuàng)新能力，其體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.1立足多角度.融合交叉知識(shí)

要求學(xué)生具備社會(huì)科學(xué)和自然科學(xué)方面的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握通信專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)及計(jì)算機(jī)相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，形成多角度的思維交融和知識(shí)貫通，引領(lǐng)學(xué)生構(gòu)建跨學(xué)科思維體系。加強(qiáng)專業(yè)必修課和專業(yè)基礎(chǔ)課程的知識(shí)培養(yǎng)，構(gòu)建“課程思政”育人體系，將“全員育人、全程育人、全方位育人”的思想政治教育工作貫穿在培養(yǎng)體系中，增設(shè)《現(xiàn)代通信網(wǎng)》和《通信原理》作為專業(yè)課程思政示范課，不僅在理論教學(xué)中育教育人，在實(shí)踐過(guò)程中與通信行業(yè)發(fā)展緊密結(jié)合，構(gòu)建通信工程專業(yè)“課程思政”的育人體系。同時(shí)開設(shè)了《人工智能技術(shù)》選修課程，不僅開設(shè)人工智能的理論基礎(chǔ)部分，而且和現(xiàn)實(shí)應(yīng)用結(jié)合，重點(diǎn)分析深度學(xué)習(xí)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，以案例為導(dǎo)向分析車牌識(shí)別、高鐵站的人臉檢票系統(tǒng)和、農(nóng)業(yè)病蟲害的深度學(xué)習(xí)模型等，旨在掌握人工智能的基本理論、方法和技術(shù);提出解決現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用中“智能”方案，提高智能化的實(shí)踐能力，增強(qiáng)學(xué)生的邏輯思維與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑸榻窈笤诮徊骖I(lǐng)域開拓高水平的智能通信應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1.2立足多元化，驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域應(yīng)用

培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)和反思能力、實(shí)踐和應(yīng)用能力、溝通和認(rèn)知能力，使學(xué)生成為在通信應(yīng)用領(lǐng)域的主力軍。隨著5G通信、衛(wèi)星遙感、電子對(duì)抗等領(lǐng)域快速發(fā)展，民用雷達(dá)被廣泛應(yīng)用于多元化領(lǐng)域，并且呈迅猛增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。我們新的培養(yǎng)方案中增加了《雷達(dá)原理》選修課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生在掃地機(jī)器人、汽車自動(dòng)駕駛、無(wú)人駕駛和無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域中實(shí)際應(yīng)用的實(shí)踐能力，并奠定理論基礎(chǔ)，相應(yīng)地增加了“協(xié)同創(chuàng)新實(shí)踐”課程，以當(dāng)前的領(lǐng)域應(yīng)用為導(dǎo)向，掌握無(wú)人駕駛、農(nóng)用化機(jī)器人和無(wú)人機(jī)集群飛行等的通信協(xié)同方式和安全信息共享模式，從通信網(wǎng)組建到路徑優(yōu)化，鍛煉了學(xué)生們的團(tuán)隊(duì)合作和解決領(lǐng)域問題的能力。

1.3立足多平臺(tái)，提高創(chuàng)新能力

一方面，積極利用學(xué)?！皠?chuàng)客空間”平臺(tái)，形成以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的實(shí)踐教學(xué)，可以合理利用學(xué)生的課余時(shí)間，有效提高學(xué)生的實(shí)踐能力與動(dòng)手能力。另一方面，組織學(xué)生參加全國(guó)移動(dòng)通信技術(shù)大賽、全國(guó)軟件設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽等專業(yè)技能比賽，參加大學(xué)生數(shù)學(xué)建模比賽、“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生系列科技學(xué)術(shù)競(jìng)賽、“大唐杯”全國(guó)大學(xué)生移動(dòng)通信應(yīng)用技能大賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新大賽及大學(xué)生電子商務(wù)“創(chuàng)新、創(chuàng)意及創(chuàng)業(yè)”挑戰(zhàn)賽的交叉應(yīng)用類比賽，旨在通過(guò)各種平臺(tái)鍛煉個(gè)人能力和培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作的精神，展現(xiàn)良好的專業(yè)素質(zhì)，提高綜合實(shí)踐能力。

2通信工程專業(yè)實(shí)踐體系建設(shè)

實(shí)踐能力培養(yǎng)是工科學(xué)生培養(yǎng)的重要方向之一，其過(guò)程受到多方面因素影響。近年來(lái)，通過(guò)探索新工科下的培養(yǎng)模式取得一定的成效，但是，在企業(yè)接納學(xué)生實(shí)踐的體量有限的條件下，我校還應(yīng)加強(qiáng)校內(nèi)實(shí)踐課程體系的建設(shè)。

2.1修訂實(shí)踐方案，提高實(shí)踐能力

在具體實(shí)踐教學(xué)中引入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念，重視實(shí)踐課程的設(shè)置，增加創(chuàng)新實(shí)踐和學(xué)科競(jìng)賽綜合實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與，勇于實(shí)踐，加強(qiáng)實(shí)踐課程過(guò)程，著力培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)獲取能力、問題分析能力、獨(dú)立實(shí)踐能力。根據(jù)不同年級(jí)學(xué)生的專業(yè)課程開設(shè)情況，根據(jù)社會(huì)和企業(yè)用人的需求，修訂了課內(nèi)課外一體化的實(shí)踐培養(yǎng)方案，不僅包括電子線路綜合實(shí)踐、硬件綜合實(shí)踐和軟件綜合實(shí)踐，還根據(jù)通信技術(shù)由4G到5G的更新?lián)Q代，增加通信技術(shù)綜合實(shí)踐和通信網(wǎng)綜合實(shí)踐。通過(guò)定時(shí)開放實(shí)驗(yàn)室、建立在線答疑與程序練習(xí)平臺(tái)、強(qiáng)調(diào)考核的過(guò)程性等方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的了解。

2.2優(yōu)化實(shí)踐內(nèi)容，滿足行業(yè)需求

通信工程專業(yè)實(shí)踐課程包括程控交換實(shí)踐電子線路綜合課程實(shí)踐、通信電路綜合實(shí)踐、單片機(jī)綜合實(shí)踐、通信網(wǎng)綜合實(shí)踐等，一般都設(shè)置在第5-7學(xué)期，通信網(wǎng)綜合實(shí)踐內(nèi)容，要求學(xué)生對(duì)于目前社會(huì)上的通信方式進(jìn)行考察，提出某個(gè)具體通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo);結(jié)合專業(yè)知識(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行功能模塊分解;首先通過(guò)仿真結(jié)果設(shè)計(jì)模塊電路;其次通過(guò)實(shí)驗(yàn)、測(cè)試、分析，改進(jìn)模塊設(shè)計(jì);最后通過(guò)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、測(cè)試、驗(yàn)證，完善系統(tǒng)綜合實(shí)踐。電子線路綜合實(shí)踐包括模擬電子線路設(shè)計(jì)和數(shù)字電子線路設(shè)計(jì)，旨在培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體思想，熟練掌握電子線路的整體設(shè)計(jì)過(guò)程，包括電路設(shè)計(jì)、硬件制作和調(diào)試等步驟，通過(guò)實(shí)踐課程鍛煉解決較復(fù)雜實(shí)際問題的能力。系統(tǒng)開發(fā)綜合實(shí)踐要求學(xué)生在熟悉傳統(tǒng)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，熟練掌握現(xiàn)代電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，較好地運(yùn)用“自上而下”的層次設(shè)計(jì)思想，運(yùn)用綜合開發(fā)工具設(shè)計(jì)項(xiàng)目，熟悉VerilogHDL，積累CPLD/FPGA的編程與設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，提高解決綜合問題的能力。

2.3拓寬實(shí)踐方式.加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)

實(shí)踐體系的建設(shè)不僅有校內(nèi)教師的參與，更需要企業(yè)的廣泛參與。通過(guò)校內(nèi)校外相結(jié)合的實(shí)踐方式，安排學(xué)生到通信相關(guān)企業(yè)和邀請(qǐng)通信工程師校內(nèi)培訓(xùn)。2018年我校通信工程專業(yè)的實(shí)踐課程實(shí)行校企產(chǎn)學(xué)合作試點(diǎn)，聯(lián)合企業(yè)為2014級(jí)通信工程專業(yè)學(xué)生進(jìn)行移動(dòng)通信技術(shù)的實(shí)踐培訓(xùn)，企業(yè)工程師針對(duì)當(dāng)前的通信技術(shù)，結(jié)合LTE系統(tǒng)仿真軟件，循序漸進(jìn)地培訓(xùn)了LTE基站的設(shè)備、基站的構(gòu)建過(guò)程和基站的配置腳本等，使學(xué)生洞悉LTE產(chǎn)業(yè)及業(yè)務(wù)發(fā)展方向，儲(chǔ)備理論知識(shí)，提升崗位技能，培養(yǎng)獨(dú)立自主學(xué)習(xí)、探索研究的習(xí)慣，提高自身專業(yè)素質(zhì)。同時(shí)聯(lián)合通信企業(yè)進(jìn)行4G全網(wǎng)融合實(shí)踐，提高對(duì)通信技術(shù)的理解，解決全網(wǎng)融合中的問題，并模擬5G通信網(wǎng)仿真實(shí)踐，使學(xué)生掌握通信工程項(xiàng)目的全流程，從方案設(shè)計(jì)到項(xiàng)目實(shí)施，從而實(shí)現(xiàn)基站布局、靈活組網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。

3通信工程專業(yè)實(shí)踐能力提升

為適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)新時(shí)代發(fā)展，僅僅通過(guò)校內(nèi)實(shí)踐體系的建設(shè)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，通過(guò)走出去請(qǐng)進(jìn)來(lái)相結(jié)合的方式不斷完善實(shí)踐體系，拓寬學(xué)生視野，提升實(shí)踐能力。

3.1深化產(chǎn)教融合，加大校企合作

產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)是地方本科院校發(fā)展的必由之路，以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和科研能力為先的原則，開展校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)基地與校外實(shí)踐教學(xué)基地協(xié)調(diào)，我們專業(yè)不僅建設(shè)全網(wǎng)融合仿真實(shí)驗(yàn)室，而且與大唐電信集團(tuán)上海大唐邦彥信息技術(shù)有限公司建立產(chǎn)學(xué)合作，在2018年第二批教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目的支持下建立通信工程實(shí)踐基地，利用大唐在通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)，開展移動(dòng)通信和移動(dòng)物聯(lián)，實(shí)現(xiàn)校企合作，共享教學(xué)資源，搭建實(shí)習(xí)就業(yè)平臺(tái)，構(gòu)建融合通信專業(yè)教育與實(shí)踐教育于一體、學(xué)校培養(yǎng)與學(xué)生自我發(fā)展機(jī)制于一體、融合校內(nèi)模擬與校外實(shí)踐于一體的“雙創(chuàng)型”人才培養(yǎng)實(shí)踐基地。聘請(qǐng)企業(yè)工程師作為導(dǎo)師，加強(qiáng)以畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)論文為核心內(nèi)容的科研訓(xùn)練。

3.2發(fā)揮科研協(xié)同，推進(jìn)教學(xué)實(shí)踐

以專業(yè)評(píng)估為抓手，以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為目標(biāo)，以提高實(shí)踐能力為重點(diǎn)，從產(chǎn)學(xué)研凝練學(xué)科特色，借助安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)的國(guó)家農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新與集成示范基地，通過(guò)與其他學(xué)科的融合，彌補(bǔ)課堂實(shí)踐的局限性，協(xié)同開展行業(yè)共性技術(shù)的開發(fā)。將我校茶學(xué)、園藝、農(nóng)學(xué)及資源環(huán)境等優(yōu)勢(shì)學(xué)科融人通信專業(yè)的實(shí)踐課程體系中，形成寓教于研的培養(yǎng)模式。學(xué)生通過(guò)參與教師的科研項(xiàng)目，申請(qǐng)國(guó)家級(jí)、省級(jí)和校級(jí)大創(chuàng)項(xiàng)目，以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，以專業(yè)技能為抓手，將通信專業(yè)實(shí)踐融于科研實(shí)踐中。以主持的安徽省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目為例，2014級(jí)通信工程專業(yè)學(xué)生吳秋彤的“基于高光譜圖像和機(jī)器視覺技術(shù)的小麥品質(zhì)檢測(cè)模型”項(xiàng)目，2015級(jí)通信工程專業(yè)學(xué)生楊東東的“大數(shù)據(jù)背景下基于小波變換小麥品質(zhì)估算模型研究”，2016級(jí)通信工程學(xué)生張超的“基于模式識(shí)別的玉米品種快速鑒定方法”，他們將通信專業(yè)實(shí)踐課程融人項(xiàng)目中，解決了智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的工程問題，同時(shí)申請(qǐng)并獲批了多項(xiàng)軟件著作權(quán)。還有其他學(xué)生參加老師們的項(xiàng)目也解決了很多領(lǐng)域問題，例如，通過(guò)智慧農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)解決方案，解決了農(nóng)業(yè)灌溉上的超遠(yuǎn)距離通信問題、田間傳感器布局及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題;通過(guò)設(shè)計(jì)基于無(wú)線通信技術(shù)的智能監(jiān)控系統(tǒng)，解決農(nóng)業(yè)設(shè)施中短距離的監(jiān)控問題;通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)基于機(jī)器視覺的跨區(qū)域農(nóng)業(yè)病害信息的通信;通過(guò)綜合系統(tǒng)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)墑情實(shí)時(shí)獲取和預(yù)警監(jiān)測(cè)信息實(shí)時(shí)推送。通過(guò)參加這些國(guó)家級(jí)、省級(jí)重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目及各種科學(xué)研究項(xiàng)目，不僅激發(fā)學(xué)生積極性和創(chuàng)造性，挖掘?qū)W生的開發(fā)能力與科研潛能，也為提高現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技水平，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略打下良好的基礎(chǔ)。

3.3加強(qiáng)學(xué)科引導(dǎo)，拓寬專業(yè)視野

在高等教育高度國(guó)際化及通信領(lǐng)域快速發(fā)展的形勢(shì)下，開設(shè)多種形式的講座報(bào)告，推進(jìn)校企合作的學(xué)術(shù)交流，進(jìn)行了積極的探索和實(shí)踐，使學(xué)生熟悉通信領(lǐng)域的熱點(diǎn)及最新的科研成果，拓寬專業(yè)視野和思路。我們不僅邀請(qǐng)華為全球培訓(xùn)中心的金牌講師講授通信領(lǐng)域的前沿，而且邀請(qǐng)大唐電信的工程師傳授企業(yè)的通信技術(shù)需求。同時(shí)在2018年3月我們分別邀請(qǐng)了國(guó)家電網(wǎng)安徽省電力公司信息通信分公司、安徽省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司和深圳訊方有限公司安徽分公司的專家分別做了電力系統(tǒng)通信及發(fā)展、電信通信行業(yè)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)、如何成為社會(huì)急需的通信人才三個(gè)方面的報(bào)告，專家們聚焦國(guó)家戰(zhàn)略和未來(lái)產(chǎn)業(yè)需求，結(jié)合自己的從業(yè)經(jīng)歷，圍繞互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代的電力通信行業(yè)發(fā)展、電信規(guī)劃行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，不僅從咨詢、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)等方面介紹通信網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，而且分析了電力通信和電信通信的應(yīng)用場(chǎng)景、通信行業(yè)需求與分析、通信專業(yè)學(xué)生如何學(xué)習(xí)，對(duì)同學(xué)們的專業(yè)認(rèn)知、行業(yè)認(rèn)知、職業(yè)認(rèn)知起到重要的導(dǎo)向作用。

4結(jié)論

實(shí)踐體系的建設(shè)強(qiáng)調(diào)以實(shí)踐能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，又恰逢教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知，通信工程專業(yè)實(shí)踐培養(yǎng)方案的修訂既要順應(yīng)新形勢(shì)下的教育規(guī)劃，又要符合社會(huì)對(duì)人才的要求，同時(shí)，實(shí)踐課程體系的建設(shè)也離不開通信企業(yè)和行業(yè)領(lǐng)域?qū)＜业膮⑴c，構(gòu)建合理的實(shí)踐培養(yǎng)體系結(jié)構(gòu)，優(yōu)化實(shí)踐內(nèi)容，拓寬實(shí)踐方式，通過(guò)探索實(shí)踐改革來(lái)不斷提高通信工程專業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。