創(chuàng)新教育與通信工程專業(yè)教學相融合的探索與實踐

李玉杰

（南開大學濱海學院，天津 300270）

0 引言

創(chuàng)新是一個國家興旺發(fā)達不可缺少的動力，是一個民族進步的源泉。教育部在天津大學召開新工科建設研討會指出：培養(yǎng)造就一大批多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才，為我國產業(yè)發(fā)展和國際競爭提供智力和人才支撐，既是當務之急，也是長遠之策。

新工科創(chuàng)新型人才，需具備兩方面能力：一是要掌握扎實的專業(yè)知識，能夠利用自己的專業(yè)知識；二是必須具備有效、高效利用專業(yè)知識的能力，即應用創(chuàng)新方法的能力。新時代創(chuàng)新需要學科知識與創(chuàng)新方法深入融合，發(fā)揮最大作用。

大學生群體已然成為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的主力軍，全面落實大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，幫助大學生增強創(chuàng)新意識，有助于大學生盡快適應社會環(huán)境，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是高校義不容辭的責任和義務，是促進高校教育改革的重要舉措[1]。

1 通信工程專業(yè)創(chuàng)新思維與創(chuàng)新方法的教學現(xiàn)狀與問題分析

通信工程專業(yè)是一個獨立學科，涉及內容廣泛，涵蓋計算機理論、數(shù)字電路、模擬電路、通信領域知識、無線通信技術、網絡信息安全等。它也是一門綜合性很強的學科，尤其是三網融合之后，加速了通信網與互聯(lián)網的融合，對通信專業(yè)的人才要求更高。進入專業(yè)學習階段的高年級學生除了應該具有一些通識教育能力外，還應該具有很強的動手實踐能力，能夠利用專業(yè)知識解決實際問題的能力。當前的課程大部分都是采用灌輸型教學模式，缺乏與學生之間的互動，比較單一，雖然學生能夠掌握一定的理論知識，但是缺乏創(chuàng)新精神和應用能力。創(chuàng)新思維與創(chuàng)新方法在實踐階段的效果不理想，難以真正從需求出發(fā)去指導學生成為復合型應用人才。

雖然目前很多高校也有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，也提倡項目化教學，但是部分高校還是局限于課堂教學，在教學中，專業(yè)教育目標逐步從能干事，能就業(yè)，轉變?yōu)槟軇?chuàng)新，能創(chuàng)業(yè)。這就要求通信專業(yè)的學生，除了掌握通識教育、專業(yè)教育的知識能力，還要具備創(chuàng)新能力。如何開展創(chuàng)新教育，如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力，以及面對復雜的實際問題如何運用已經學過的知識解決工程問題，只有解決了這些問題，才能從根本上解決教學與就業(yè)創(chuàng)業(yè)的突出問題，完成創(chuàng)新教育的教學改革。

2 基于TRIZ理論的專創(chuàng)融合，立足以賽促教

通過競賽的過程和結果，既可以檢驗學生的專業(yè)知識，又可以對教學改革和教學質量進行考核，還能夠在結果中優(yōu)化過程，以賽促學、以賽促教[2]。結合大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃項目，以提升創(chuàng)新實踐能力為導向，應用TRIZ理論培訓，向學生提供系統(tǒng)化的創(chuàng)新理論和科學思維方法，讓學生構建完整的知識結構，對開拓學生視野、提升創(chuàng)新能力大有幫助。

2.1 TRIZ理論在啟蒙階段的專創(chuàng)融合

應用TRIZ理論解決實際問題主要分為以下三步：第一步：將實際問題簡化為TRIZ問題；第二步：應用TRIZ理論的尋找解決辦法；第三步：將TRIZ問題獲得的解決辦法轉化為實際問題的求解方案。

通信工程專業(yè)的學生在《電子技術初步》課程中，教師以項目化教學，課程設計以實物小車完成基本行走功能為目標。在授課過程中，應用TRIZ理論，引導學生課課程設計中發(fā)現(xiàn)問題，并探究項目的規(guī)律，從而尋找創(chuàng)新方法、解決問題。課程結束，學生在制作的小車的基礎上學習專利知識，在原有小車上做了改進，申請了自己的專利（實用新型專利——一種拍攝機器人）。

在高頻實驗課程學習中，引入創(chuàng)新思維和創(chuàng)新方法的內容，學生在實驗過程中，不僅能夠鍛煉動手能力，更加注重對結果的思考，是什么原因導致這樣的結果，在問題的分析上用魚骨圖，從人、機、料、法、環(huán)幾個方面進行總結，最后找出問題的真因，解決并改善。因果分析使學生對實驗內容和理論知識認識的更透徹。

2.2 TRIZ理論在創(chuàng)新實踐訓練的專創(chuàng)融合

以賽促學，課賽融合教學模式的思路設想：把和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，創(chuàng)新方法大賽有關的大賽題目，作為課程案例，引入到日常教學過程中，以創(chuàng)新方法應用大賽為切入點，進行有針對性的案例分析，改革授課模式，將比賽流程與要求與具體的課程內容進行搭配，形成具有專業(yè)特色的課程模式。將競賽融入課程教學，不僅是教學內容的改變，更是教學觀念和教學方法的創(chuàng)新。將項目命題嵌入課堂方法中，既能完成教學目標和教學大綱，又可以調動學生的積極性，驅動學生創(chuàng)新思維的開拓，學生可以參加比賽獲得學習能力的提升，教師將大賽的成果做總結，促進教學模式和課程改革，實現(xiàn)真正意義上的以賽促教。

在《鐵路警報器》項目中，學生將TRIZ理論應用到解決實際問題的過程中，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維能力，提高了解決問題的能力。

（1）問題的描述：發(fā)現(xiàn)問題。鐵路信號的準確性，實時性已經成為當代鐵路運輸?shù)目傄笾弧Ｄ壳斑€沒有一款輕便、精確、操作簡單的鐵路預警裝置，在不影響鐵路工人施工的情況下又能夠及時提醒工人躲避火車到來的預警裝置。

（2）分析問題：應用TRIZ工具。運用技術矛盾、物理矛盾、物場分析、系統(tǒng)結構圖、因果分析、理想解模型等理論分析當前系統(tǒng)存在的問題，尋找解決方案。

（3）方案構造：解決問題?；?G通信技術和GPS定位系統(tǒng)開發(fā)，信號檢測器實時監(jiān)測火車位置信息，在檢測到火車距報警器4.6km時，報警器通過產生聲音和振動提醒鐵路工作者撤離工作現(xiàn)場。

（4）方案完善：更科學，更實用。在原有產品的材質和樣式，使用輕型材質把報警器設計成手表樣式，佩戴在使用者的手腕，這樣使震感更加強烈，達到更好的警報目的，內部使用比較前沿的小型大功率馬達；采用LoRa無線低功耗模塊，信號傳輸距離高達4.6km，抗干擾能力強。

在參賽過程中，學生自身的綜合素質與創(chuàng)新能力得到很大的提升，同時對于促進教學改革，提升就業(yè)率方面也具有良好的促進作用。

3 “以賽促學，以賽促教，課賽結合”的專創(chuàng)融合教學實踐反思

通過比賽實踐訓練，經過前期課程和比賽的教學探索，專創(chuàng)融合的教學模式改革也取得了一定的成效，通信工程學生在創(chuàng)新方法大賽中也取得了不錯的成績：獲得全國三等獎，市級一等獎，二等獎，三等獎以及優(yōu)秀獎若干。教師也獲得教學成果優(yōu)秀獎和教師組全國一等獎。結合新模式下的各種嘗試，總結出“以賽促學，以賽促教，課賽結合”的教學改革有很積極的意義。

3.1 培養(yǎng)一批基本功扎實的復合型創(chuàng)新型人才

以往授課重理論輕實踐，理論主要是教師的PPT演示，缺乏主觀能動性。通過以創(chuàng)新能力引導，依托比賽平臺，使理論與實踐應用相結合，拓寬了學生的知識面，遇到問題能夠應用創(chuàng)新性思維解決。

3.2 增強了師資隊伍建設

隨著高校參與各種賽事的頻次越來越高，要求指導教師的能力不斷增強，可以有效提升教師的專業(yè)水平和實踐技能。在將書本理論轉化為實踐解決問題的過程中，體現(xiàn)了教學相長、師生共進的良性模式。通過以賽促教，促進教師了解企業(yè)需求，進一步促進企業(yè)工程師進入高校兼職教師，提高師資隊伍中的雙師素質和雙師結構[3]。

3.3 促進課程評價方式的改革

一改以往試卷考試等考查形式，通過課程和比賽相結合，制定符合考試大綱要求的考試標準，學生在課程練習中，提升自己能力，創(chuàng)意設計作品在省級比賽拿獎，可以根據(jù)獎項轉化為課堂成績，既兼顧了學生廣泛的創(chuàng)作激情，又可以促進教學改革。

3.4 推動科研項目，促進校企合作

教師可以將科研項目引入教學設計中，引導學生參與科研項目研究過程中提升分析解決問題能力，進一步提高學生的科研與就業(yè)能力[4]。通過以賽促教活動，結合市場導向，有針對性的培養(yǎng)實踐人才，學校與企業(yè)信息、資源共享，實現(xiàn)校企合作的深化。

4 結束語

總體來看，通信工程專業(yè)的發(fā)展對于創(chuàng)新型復合人才提出了更高的要求，“以賽促學，以賽促教，課賽融合”的教學改革目前還處于探索階段。專創(chuàng)融合上，引入TRIZ理論可以提高大學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，真正實現(xiàn)為企業(yè)和社會培養(yǎng)更加優(yōu)質的應用型人才。