基于雙驅(qū)動模式的教學(xué)改革研究與探索

許鴻奎 宮淑蘭 郝麗麗 莊華偉 馬路娟

摘? 要：文章探討了地方型本科院校通信工程專業(yè)的教學(xué)改革思路，提出了基于雙驅(qū)動模式的課程改革方法，闡述了雙驅(qū)動模式課程改革的工作原理及同步協(xié)調(diào)機制，并應(yīng)用于《移動通信網(wǎng)的設(shè)計與優(yōu)化》的課程設(shè)置、課程建設(shè)、課程教學(xué)等多個方面，收到了簡潔、易行和見效快的效果。文章同時指出了使用雙驅(qū)動模式進行教學(xué)改革需要注意的事項。

關(guān)鍵詞：雙驅(qū)動模式;課程改革;工程教育認(rèn)證;通信工程

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）30-0123-03

Abstract： This article discusses the ideas of teaching reform of communication engineering major in local universities. It proposes a curriculum reform method based on the dual drive model and expounds working principles and synchronization coordination mechanism of curriculum reform in dual drive mode， which applied to the curriculum design， curriculum construction， curriculum teaching and other aspects of "Design and Optimization of Mobile Communication Networks". It received concise， easy and quick results. The article also points out what needs attention when using the dual-drive model for teaching reform.

Keywords： dual drive mode; curriculum reform; engineering education certification; communication engineering

一、雙驅(qū)動模式教學(xué)改革的背景

自從我國于2016年5月成為《華盛頓協(xié)議》正式成員國以來，工程教育專業(yè)認(rèn)證已經(jīng)是我國高等教育發(fā)展的必然趨勢，越來越多的工科專業(yè)正在按照認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)進行建設(shè)。國家成立了中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會，出臺了相關(guān)政策并發(fā)布了系列文件，比如《工程教育認(rèn)證辦法》《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》《工程教育認(rèn)證學(xué)校工作指南》等等，全面強調(diào)本科教學(xué)應(yīng)當(dāng)建立專業(yè)持續(xù)改進機制，應(yīng)當(dāng)以培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求為導(dǎo)向進行本科教育的合格性評價。

隨著IT和CT的快速發(fā)展和深度融合，ICT行業(yè)欣欣向榮，形勢大好。從2G、3G、4G、Internet、移動互聯(lián)到5G、云計算、邊緣計算、智能終端、萬物互聯(lián)，人工智能的應(yīng)用需求逼迫著ICT行業(yè)在學(xué)科交叉、知識融合和技術(shù)更新等各個方面都在以更快地速度前行。地方型高等院校通信工程專業(yè)的畢業(yè)生主要面向地方ICT行業(yè)的建設(shè)和發(fā)展，其專業(yè)建設(shè)尤其需要按照工程教育認(rèn)證的要求去優(yōu)化培養(yǎng)方案、更新課程體系、修訂教學(xué)大綱并持續(xù)改進教學(xué)方法，培養(yǎng)適合ICT行業(yè)需要的地方應(yīng)用型高級技術(shù)人才。為此，山東建筑大學(xué)通信工程專業(yè)與2016年初全面審視了當(dāng)時的培養(yǎng)方案、課程體系、教學(xué)大綱以及教學(xué)方法，提出了使用技術(shù)牽引和政策驅(qū)動的雙驅(qū)動模式進行教學(xué)改革的思路，探討如何基于雙驅(qū)動模式在地方型本科院校設(shè)置和建設(shè)《移動通信網(wǎng)的設(shè)計與優(yōu)化》課程以及如何運用雙驅(qū)動模式改革教學(xué)方法。

二、雙驅(qū)動模式教學(xué)改革的工作原理

（一）動力源選擇

我們把本科教學(xué)改革看作是一部運行之中的車輛，它首先需要強勁的動力驅(qū)動。在當(dāng)前ICT行業(yè)飛速發(fā)展的緊迫形勢下，為通信工程專業(yè)教學(xué)改革這部車配置雙驅(qū)動模式來提供充足的動力，是保證跑得快的必要條件。按照毛澤東思想的矛盾論，教學(xué)改革的實踐過程也一定要抓主要矛盾。在萬物互聯(lián)、人工智能的應(yīng)用需求下，ICT行業(yè)需要大量掌握現(xiàn)代移動通信網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計、運維和優(yōu)化等專業(yè)知識的應(yīng)用復(fù)合型高級技術(shù)人才。而當(dāng)前地方性本科院校通信工程專業(yè)畢業(yè)生在知識結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平和實踐能力不能適應(yīng)快速發(fā)展的ICT行業(yè)需求。為此，我們?yōu)榻虒W(xué)改革選擇技術(shù)牽引和政策驅(qū)動兩種動力源，采用雙驅(qū)動的模式不斷輸送充足的動力，保證教學(xué)改革能夠跑得快。

（二）動力驅(qū)動方法

以技術(shù)牽引和政策驅(qū)動為動力源的雙驅(qū)動模式作用于我們教學(xué)改革的每一個方面，本次教學(xué)改革以課程改革為突破口，探索如何在地方型本科院校設(shè)置《移動通信網(wǎng)的設(shè)計與優(yōu)化》課程，采用雙驅(qū)動模式進行課程建設(shè)、實踐條件建設(shè)以及教學(xué)方法改革。在此情況下，課程改革這部車的組成結(jié)構(gòu)包括課程大綱制訂、課程教學(xué)內(nèi)容制訂、實踐教學(xué)條件建設(shè)、課堂教學(xué)和實踐教學(xué)方法、課程考核機制、課程效果檢驗等。技術(shù)牽引和政策驅(qū)動這兩種動力源在一定的同步協(xié)調(diào)機制下，不斷推動《移動通信網(wǎng)的設(shè)計與優(yōu)化》的課程建設(shè)和持續(xù)改進。

將政策驅(qū)動力引入到課程改革的前提是深入解讀工程教育認(rèn)證的政策和文件，這既是課程設(shè)置的依據(jù)，又為教學(xué)方法的改革提供了幫助。將技術(shù)牽引力引入到課程改革的前提是及時跟蹤ICT領(lǐng)域的最新技術(shù)，這是指定課程內(nèi)容的依據(jù)。移動通信按照其十年發(fā)展規(guī)律，目前正處于LTE的成熟階段，全世界范圍內(nèi)建設(shè)了TDD和FDD兩種制式的大規(guī)模LTE網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的高質(zhì)量運行需要更高層次的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)作為支撐。和LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化相關(guān)的技術(shù)和知識包括電磁波傳播理論、移動通信信號衰減和干擾、傳播模型及其校正、4G關(guān)鍵技術(shù)（OFDM、MIMO、波束賦形）、信令與協(xié)議等將成為該課程的主要內(nèi)容。隨著網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化智能化方向發(fā)展，利用DT/CQT數(shù)據(jù)、MR數(shù)據(jù)、網(wǎng)管數(shù)據(jù)等多源數(shù)據(jù)進行覆蓋分析、干擾分析和切換分析等，也是本課程的主要教學(xué)內(nèi)容。

（三）雙驅(qū)動模式的同步協(xié)調(diào)機制

生產(chǎn)實踐中的機械雙驅(qū)動模式需要在同步機制作用下產(chǎn)生充足而平穩(wěn)的動力。借鑒機械同步機制的工作原理，教學(xué)改革同步協(xié)調(diào)依靠教學(xué)改革立項和教學(xué)管理。具體到《移動通信網(wǎng)的設(shè)計與優(yōu)化》的課程改革，我們選擇兩個層面的協(xié)調(diào)。在專業(yè)層面上，依靠校企合作對技術(shù)牽引和政策驅(qū)動兩種雙動力源進行同步協(xié)調(diào);在課程層面上，加強實踐條件的系統(tǒng)化進一步協(xié)調(diào)課程體系內(nèi)部強相關(guān)課程之間的關(guān)系。

校企合作是工程教育認(rèn)證的必要條件。以“學(xué)生為中心”的教學(xué)模式及其教學(xué)內(nèi)容的合理性依靠畢業(yè)生適應(yīng)企業(yè)的工程能力來檢驗。移動通信工程具有現(xiàn)網(wǎng)技術(shù)時效性強的特點，要求通過校企合作共同制訂符合工程教育認(rèn)證的培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱。為此，本課程改革選擇了通信產(chǎn)業(yè)鏈上不同位置的代表企業(yè)，如中國移動設(shè)計院有限公司山東分公司、山東中移通信技術(shù)公司、深圳訊方技術(shù)公司等進行校企合作。

實踐條件的系統(tǒng)化建設(shè)主要依靠已建立的LTE綜合創(chuàng)新實驗室來完成。與《移動通信網(wǎng)的設(shè)計與優(yōu)化》強相關(guān)的課程有《移動通信技術(shù)》《通信網(wǎng)與交換原理》《通信網(wǎng)傳輸技術(shù)》以及《通信原理》，為此采用長期規(guī)劃分步實施的策略建立LTE綜合創(chuàng)新實驗室，為各門課程提供綜合性試驗以及創(chuàng)新性實驗，進一步加強了課程之間的同步協(xié)調(diào);同時，《移動通信網(wǎng)的設(shè)計與優(yōu)化》的課程建設(shè)產(chǎn)生反驅(qū)動力，促進其它強相關(guān)課程的教學(xué)改革，促使這些課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的同步變化。

三、雙驅(qū)動模式課程改革實施

《移動通信網(wǎng)的設(shè)計與優(yōu)化》課程設(shè)置于2016年11月提出，課程建設(shè)從2017年 2 月 18 日開始，實施人員包括本校通信工程專業(yè)教研室全體教師以及校企合作企業(yè)的相關(guān)工程師。前期調(diào)研工作參加了一系列的人才培養(yǎng)會議，如2017年長沙全國高等學(xué)校電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)高峰論壇會議，2017年桂林教育部高等學(xué)校電子信息類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會第四次工作會議， 2017年合肥全國工程教育認(rèn)證工作研討與專業(yè)案例剖析交流會，了解全國的工程教育認(rèn)證的發(fā)展現(xiàn)狀。同時，到北京交通大學(xué)、重慶郵電大學(xué)、曲阜師范大學(xué)、山東移動通信公司、濟南聯(lián)通公司等學(xué)校和企業(yè)進行大量調(diào)研活動。課程建設(shè)依托條件主要是校級教學(xué)改革項目和校級精品課程建設(shè)項目，如2017教育部產(chǎn)教融合協(xié)同育人創(chuàng)新項目——LTE移動通信實驗室建設(shè)，2018教育部產(chǎn)教融合協(xié)同育人創(chuàng)新項目——面向網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的ICT 通信實驗室建設(shè);2018山東建筑大學(xué)教學(xué)改革研究項目——新工科建設(shè)背景下通信工程專業(yè)產(chǎn)教融合教學(xué)改革研究與實踐。主要實施過程包括制訂課程大綱、指定教學(xué)內(nèi)容、實踐條件建設(shè)、師資配置與教學(xué)方法以及課程考核方法。

（一）課程大綱制訂

《移動通信網(wǎng)的設(shè)計與優(yōu)化》的課程性質(zhì)是通信工程專業(yè)的專業(yè)課程，教學(xué)任務(wù)是向通信工程專業(yè)高年級學(xué)生介紹TD-LTE移動通信網(wǎng)的規(guī)劃、設(shè)計與優(yōu)化。內(nèi)容包括 LTE無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃基礎(chǔ)和規(guī)劃流程;天饋線系統(tǒng)的設(shè)計、室外覆蓋設(shè)計和室內(nèi)分布設(shè)計;無線網(wǎng)絡(luò)性能的測試與評估以及無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化等。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生受到通信工程實踐前的基本訓(xùn)練，具備現(xiàn)代無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、調(diào)測和優(yōu)化等工程應(yīng)用的能力。教學(xué)目標(biāo)是掌握：（1）無線傳播理論與天饋線基礎(chǔ)知識，天饋線系統(tǒng)的設(shè)計;（2）移動通信網(wǎng)無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃流程和規(guī)劃方法;（3）LTE網(wǎng)絡(luò)站址勘測設(shè)計和LTE小區(qū)參數(shù)規(guī)劃;（4）無線網(wǎng)絡(luò)性能的測試與評估以及基本優(yōu)化方法如單站驗證、RF優(yōu)化、覆蓋優(yōu)化、干擾優(yōu)化等。課程以華為技術(shù)公司資深專家主編的資料為主要教材，具備實踐性強的特點，采用實際優(yōu)化工程案例考核為主的考核方法。課程配置了1周的課程設(shè)計以提高學(xué)生的工程實踐能力。

（二）實踐條件建設(shè)

配合該課程所屬專業(yè)的實踐條件建設(shè)，在中國移動設(shè)計院有限公司山東分公司和山東中移通信技術(shù)公司建立了實習(xí)基地，完善了本專業(yè)LTE綜合創(chuàng)新平臺，加強了LTE網(wǎng)絡(luò)無線配置的實踐教學(xué)，強化了數(shù)據(jù)分析環(huán)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技能的全面培養(yǎng)。

（三）師資配置與教學(xué)方法

該課程的師資配置采取了強相關(guān)課程師資融合方法以及校企師資融合方法。課程與《移動通信技術(shù)》、《通信網(wǎng)與交換原理》以及《光纖通信技術(shù)》進行了有機銜接，組成現(xiàn)代通信技術(shù)課程群。課程群教師參加了多屆全國高校通信與信息專業(yè)核心課程師資培訓(xùn)、大唐DCNE雙師型教師培訓(xùn)以及電子信息教指委組織的師資培訓(xùn)等活動，全面提升了師資水平。建立了企業(yè)工程師授課制度以及校企聯(lián)合指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計的制度，針對課程實踐性強的特點，教學(xué)方法采取的主要改革措施是統(tǒng)籌考慮和設(shè)計課程設(shè)計、開放式實驗、專業(yè)綜合實驗、畢業(yè)設(shè)計、行業(yè)通信技術(shù)大賽的內(nèi)容，螺旋式提升各個環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容的難度和知識深度，充分利用實習(xí)基地，切實落實了以學(xué)生為中心的培養(yǎng)模式。

四、課程改革效果檢驗

山東建筑大學(xué)通信工程專業(yè)2015級（2019屆）全部76名學(xué)生于2018-2019學(xué)年第二學(xué)期選修了《移動通信網(wǎng)設(shè)計與優(yōu)化》課程及其課程設(shè)計，其中36名學(xué)生于2018-2019學(xué)年第一學(xué)期參加了開放性實驗項目——LTE移動通信網(wǎng)的組網(wǎng)與設(shè)計，30名學(xué)生于2018-2019學(xué)年第二學(xué)期參加“大唐杯”通信技術(shù)大賽和 “IUV杯”網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)大賽，15名學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計選題為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化類題目。各項活動均獲得了較為理想的成績，其中“大唐杯”通信技術(shù)大賽獲得省級一等獎5項，二等獎10項，國家級二等獎3項，“IUV杯”省級二等獎2項，國家級三等獎1項。在2019年校園招聘活動中有6名學(xué)生簽約國有省、市級電信運營企業(yè)，9名學(xué)生簽約國有省級網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)公司，2名學(xué)生簽約國有省級網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計企業(yè)，2名學(xué)生簽約知名外資移動通信技術(shù)公司，實現(xiàn)了就業(yè)質(zhì)量的階躍性提高。就業(yè)反饋信息顯示這些同學(xué)很快適應(yīng)了就業(yè)崗位，表現(xiàn)出了較強的專業(yè)競爭力。這種教學(xué)模式還促進了實習(xí)基地建設(shè)的高質(zhì)量發(fā)展，依托本課程建設(shè)的實習(xí)基地被評為山東建筑大學(xué)優(yōu)秀實習(xí)基地。

可見，政策驅(qū)動和技術(shù)牽引雙驅(qū)動模式具有方便、易行和見效快的優(yōu)點，能夠充分挖掘政策的潛力、發(fā)揮教師的主觀能動性，使得“以學(xué)生為根本，以能力培養(yǎng)為核心的協(xié)調(diào)發(fā)展”的教育教學(xué)理念在教學(xué)過程中得到切實貫徹執(zhí)行。在教學(xué)改革過程中，我們有以下體會：一是教學(xué)改革需要解放思想，二是教學(xué)改革需要創(chuàng)新，三是教學(xué)改革需要無私奉獻和付出。我們將繼續(xù)應(yīng)用雙驅(qū)動模式對該課程進行持續(xù)改進，按照工程教育認(rèn)證的要求不斷提高該課程的建設(shè)水平。

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