一流本科專業(yè)建設(shè)背景下工程教育混合式教學(xué)改革探索

宋俊慷　楊秀增　樊東紅　冼燦嬌

［摘 要］在一流本科專業(yè)建設(shè)背景下，基于工程教育學(xué)生中心（SC）、成果導(dǎo)向（OBE）和持續(xù)改進(jìn)（CQI）的認(rèn)證體系要求，對電子信息類專業(yè)現(xiàn)代通信原理課程混合式教學(xué)提出具體改革舉措。將貫徹工程理念、進(jìn)行工程實踐和訓(xùn)練工程能力作為提高教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)，重塑現(xiàn)代通信原理課程知識體系架構(gòu)，加強(qiáng)電子信息類專業(yè)課程體系建設(shè)。從建設(shè)教學(xué)平臺、創(chuàng)新教學(xué)方法和改進(jìn)教學(xué)評價三個方面，開展現(xiàn)代通信原理課程混合式教學(xué)改革實踐，為提高電子信息領(lǐng)域人才培養(yǎng)質(zhì)量提供支撐。

［關(guān)鍵詞］一流本科專業(yè)；工程教育；混合式教學(xué)；現(xiàn)代通信原理

［中圖分類號］ G642 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A ［文章編號］ 2095-3437（2023）12-0082-03

根據(jù)教育部“高教〔2018〕2號”文件中關(guān)于實施一流專業(yè)建設(shè)“雙萬計劃”的要求，教育部辦公廳于2019年4月正式發(fā)布《關(guān)于實施一流本科專業(yè)建設(shè)“雙萬計劃”的通知》，計劃2019—2021年建設(shè)一萬個左右國家級一流本科專業(yè)點和一萬個左右省級一流本科專業(yè)點[1]。專業(yè)作為高等教育人才培養(yǎng)的基本單位，在建設(shè)高水平本科教育、培養(yǎng)一流人才的過程中起到了“中流砥柱”的作用[2]。電子信息類一流本科專業(yè)建設(shè)，離不開工程教育教學(xué)改革的深化，要以學(xué)生發(fā)展為目標(biāo)，通過教學(xué)改革促進(jìn)學(xué)習(xí)革命，積極推進(jìn)課程教學(xué)模式的改革創(chuàng)新。

一、課程改革理念

培養(yǎng)優(yōu)秀工程人才是大學(xué)工科電子信息類專業(yè)的根本任務(wù)。從人才培養(yǎng)過程來看，工程教育不僅需要在應(yīng)用環(huán)節(jié)上加強(qiáng)，更需要從最基本的專業(yè)基礎(chǔ)課程開始，工程意識和工程素養(yǎng)的教育應(yīng)該融入大學(xué)工科電子信息類人才培養(yǎng)的全過程，在工科電子信息類專業(yè)各門課程的教學(xué)中都應(yīng)予以思考和體現(xiàn)。工程教育以學(xué)生專業(yè)實踐和應(yīng)用為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)學(xué)生中心（SC）、成果導(dǎo)向（OBE）、持續(xù)改進(jìn)（CQI），是培養(yǎng)學(xué)生工程理念、工程實踐能力為目的的教育模式。工程教育作為我國高等教育中不可或缺的重要組成部分，實施面向工程教育的課程教學(xué)改革也因此受到了全國高校的廣泛關(guān)注[3]。

廣西民族師范學(xué)院通過長時間的高等教育改革、發(fā)展和創(chuàng)新，截至2022年6月已經(jīng)有電子信息工程專業(yè)等13個專業(yè)獲批廣西壯族自治區(qū)一流本科建設(shè)專業(yè)。現(xiàn)代通信原理作為電子信息類專業(yè)核心課程，在該門類專業(yè)知識體系中占有重要的基礎(chǔ)地位，對學(xué)生專業(yè)能力的成長有著深遠(yuǎn)的影響，在專業(yè)人才的培養(yǎng)過程中起到了骨干作用，教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)了專業(yè)內(nèi)涵，教學(xué)目標(biāo)凸顯了基礎(chǔ)支撐。在一流專業(yè)建設(shè)背景下，學(xué)生怎樣在現(xiàn)代通信原理課程的理論和實踐知識學(xué)習(xí)過程中貫徹工程理念、進(jìn)行工程實踐、訓(xùn)練工程能力，為從事電子與通信工程領(lǐng)域相關(guān)工作奠定堅實的基礎(chǔ)，成為電子信息類專業(yè)課程教學(xué)中亟待解決的問題。為了達(dá)到這一目的，廣西民族師范學(xué)院現(xiàn)代通信原理課程團(tuán)隊依托混合式教學(xué)，在授課的組織、實施中提出一些課程教學(xué)改革措施，并進(jìn)行了教學(xué)實踐探索。

二、面向工程教育的現(xiàn)代通信原理課程知識體系架構(gòu)

20世紀(jì)70年代末至80年代初，第一代移動通信系統(tǒng)（1G）開始商用化，在此之后歷經(jīng)2G、3G和4G的更迭，至2019年5G系統(tǒng)正式商用，都極大促進(jìn)了“通信”在人類社會各領(lǐng)域的迅猛發(fā)展?，F(xiàn)代通信領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用，都得益于信息論開創(chuàng)者香農(nóng)于20世紀(jì)40年代末期發(fā)表的奠基性學(xué)術(shù)論文《通信的數(shù)學(xué)理論》，而現(xiàn)代通信原理課程的教學(xué)內(nèi)容就在此基礎(chǔ)上演進(jìn)而來。該課程具有原理性概念多、內(nèi)容涉及面廣、與實際聯(lián)系緊密等特點，給學(xué)生的“學(xué)”和教師的“教”都帶來不少困難[4]。因此，根據(jù)工程教育認(rèn)證體系的要求，結(jié)合現(xiàn)代通信原理課程內(nèi)容的工程特點，為學(xué)生能夠全面、系統(tǒng)地學(xué)習(xí)通信系統(tǒng)的工程基本理論知識、主要方法技術(shù)和重要性能指標(biāo)，該課程知識體系架構(gòu)力圖體現(xiàn)以下特點。

其一，基于三模塊結(jié)構(gòu)體系的教學(xué)內(nèi)容。在知識傳授上突出信號與信道分析、發(fā)送與接收系統(tǒng)、基于性能編碼三大核心主線問題，重視工程概念的強(qiáng)化和工程規(guī)律的提煉，理論公式推導(dǎo)刪繁就簡，采用簡潔闡述或?qū)Ρ戎v述的方法替代不必要的證明過程，力求突出工程分析的方法和原理。

其二，內(nèi)容編排上加強(qiáng)章節(jié)之間工程知識的融合貫通。加強(qiáng)了數(shù)學(xué)理論與工程實踐之間的有機(jī)結(jié)合，采用“工程類比”的科學(xué)方法，將“模擬通信”和“數(shù)字通信”劃分為發(fā)送、傳輸、接收三部分內(nèi)容，體現(xiàn)工程知識的有序演進(jìn)，增強(qiáng)課程內(nèi)容的工程邏輯性和工程系統(tǒng)性，構(gòu)建現(xiàn)代通信系統(tǒng)完整的工程知識結(jié)構(gòu)。

其三，以工程問題驅(qū)動學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。以工程項目為引導(dǎo)，通過工程方法的引入和推進(jìn)，構(gòu)建現(xiàn)代通信系統(tǒng)分析的工程知識演進(jìn)邏輯，加強(qiáng)工程實踐中典型系統(tǒng)的介紹和分析，加深學(xué)生對工程知識的系統(tǒng)性理解，提高學(xué)生分析工程問題的能力，激發(fā)學(xué)生對現(xiàn)代通信系統(tǒng)工程問題進(jìn)行深入思考的興趣。

其四，引入現(xiàn)代通信系統(tǒng)學(xué)科前沿的工程知識。致力于以現(xiàn)代通信系統(tǒng)的觀點處理經(jīng)典的素材，將新興技術(shù)的實際工程案例引入課程教學(xué)中，重點闡述案例的工程背景和工程特性，不過多拘泥于案例細(xì)節(jié)內(nèi)容，使課程知識體系具有一定先進(jìn)性，將教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)延伸到現(xiàn)代通信技術(shù)前沿問題。

其五，加強(qiáng)本課程與后續(xù)課程知識的銜接。注重有線、無線通信知識之間的相互滲透，對后續(xù)課程的銜接知識點進(jìn)行加工，重點強(qiáng)調(diào)對移動通信、光纖通信以及衛(wèi)星通信等相關(guān)課程的入門導(dǎo)引，希望以此起到“橋梁”的作用，實現(xiàn)從單元電路到系統(tǒng)應(yīng)用、從抽象模型到具體設(shè)備的過渡。

三、現(xiàn)代通信原理課程混合式教學(xué)模式的實施舉措

（一）建設(shè)教學(xué)平臺

教學(xué)平臺建設(shè)遵循學(xué)生中心（SC）宗旨，在有利于學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)的同時，便于教師實施“線上+線下”的混合式教學(xué)活動。學(xué)生作為學(xué)習(xí)活動的主體，使用教學(xué)平臺積極主動地獲取課程專業(yè)知識；教師發(fā)揮引導(dǎo)作用，成為教學(xué)活動的設(shè)計者和實踐的引導(dǎo)人，依托教學(xué)工具有效組織教學(xué)資源建設(shè)教學(xué)平臺。教學(xué)平臺在發(fā)揮學(xué)生主體作用和教師引導(dǎo)作用的基礎(chǔ)上，將教學(xué)工具作為師生之間交流互動的紐帶，實現(xiàn)師生和教學(xué)資源之間的交互，完成專業(yè)課程混合式教學(xué)任務(wù)。

教學(xué)資源要求要素齊全、形式多樣，滿足不同形式的教學(xué)需要，主要分為線上教學(xué)資源和線下教學(xué)資源兩部分。線上教學(xué)資源緊密結(jié)合自建的現(xiàn)代通信原理課程教學(xué)錄像資源體系，依托微課、演示多媒體、仿真程序、教學(xué)互動、在線測試、擴(kuò)展閱讀等資源進(jìn)行有效組織；線下教學(xué)資源基于現(xiàn)代通信系統(tǒng)工程案例，提供虛擬仿真實驗系統(tǒng)和軟件無線電套件進(jìn)行課堂教學(xué)。教學(xué)工具要求移動互聯(lián)、使用方便，能有效開展各類教學(xué)活動。教學(xué)工具不僅要方便教師上傳教學(xué)資源、布置學(xué)習(xí)任務(wù)、檢查學(xué)習(xí)情況、進(jìn)行教學(xué)管理和教學(xué)數(shù)據(jù)分析，更重要的是能夠讓學(xué)生在“適當(dāng)?shù)摹睍r間、“適當(dāng)?shù)摹钡攸c，方便地獲得“適當(dāng)?shù)摹睂W(xué)習(xí)內(nèi)容，從而幫助學(xué)生實現(xiàn)現(xiàn)代通信原理課程知識的自我建構(gòu)[5]。

依托教學(xué)工具和教學(xué)資源打造教學(xué)平臺，為現(xiàn)代通信原理課程混合式教學(xué)的實施提供保障；以學(xué)生為中心建設(shè)集教學(xué)、實踐、考試、管理等功能于一體的教學(xué)平臺，并將其運用于混合式教學(xué)；提升教師教育信息化的素養(yǎng)和運用現(xiàn)代教育技術(shù)的能力，逐步推進(jìn)具有混合教學(xué)模式特色的專業(yè)課程建設(shè)。

（二）創(chuàng)新教學(xué)方法

教學(xué)方法立足成果導(dǎo)向（OBE）要求，從分層分類培養(yǎng)、充實教學(xué)內(nèi)容、理實一體化教學(xué)、職業(yè)認(rèn)證四個方面促進(jìn)每個課程教學(xué)環(huán)節(jié)的目標(biāo)實現(xiàn)，使學(xué)生在完成課程學(xué)習(xí)后獲得實質(zhì)性的學(xué)習(xí)成果。通過專業(yè)課程教學(xué)與職業(yè)培訓(xùn)課程一體化設(shè)計，推進(jìn)課程教學(xué)與職業(yè)認(rèn)證融通對接；深化產(chǎn)教融合，多舉措開展校企聯(lián)合課程教學(xué)，拓展專業(yè)核心課程的實踐育人職能，培養(yǎng)服務(wù)產(chǎn)業(yè)需求的應(yīng)用型人才。因此，現(xiàn)代通信原理課程教學(xué)方法創(chuàng)新立足于以下四方面內(nèi)容。

一是分層分類培養(yǎng)。主動適應(yīng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)發(fā)展，優(yōu)化現(xiàn)代通信原理課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)置，及時修訂課程教學(xué)大綱，針對性地分層分類設(shè)置教學(xué)目標(biāo)，推動專業(yè)課程教學(xué)由“原理導(dǎo)向型”向“工程導(dǎo)向型”發(fā)展。二是充實教學(xué)內(nèi)容。從工程應(yīng)用角度出發(fā)，加強(qiáng)線上教學(xué)資源庫建設(shè)，基于工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)，加強(qiáng)線下教學(xué)工程案例的運用，推進(jìn)現(xiàn)代通信原理課程的“線上+線下”混合式教學(xué)的實施。三是理實一體化教學(xué)。依托校內(nèi)資深專職教師和行業(yè)資深專業(yè)技術(shù)人員組建理論、實踐一體的立體化教師隊伍，做好現(xiàn)代通信原理課程的線下學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與線上遠(yuǎn)程答疑解惑。四是以職業(yè)認(rèn)證為抓手。構(gòu)建以職業(yè)認(rèn)證為導(dǎo)向的課程考核體系，如技能學(xué)分認(rèn)證、實踐達(dá)標(biāo)測試、證書課程認(rèn)證等。

面向工程教育的混合式教學(xué)，注重學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中貫徹工程理念、進(jìn)行工程實踐和訓(xùn)練工程能力[6]。具體而言，將工程理念滲透于現(xiàn)代通信原理課程相關(guān)的理論、概念、原理、應(yīng)用、模型、實現(xiàn)等基本知識內(nèi)容中，貫穿課程混合式教學(xué)的各個環(huán)節(jié)；將工程實踐梳理為知識的有序組織、理論結(jié)合實際、應(yīng)用知識分析問題、系統(tǒng)綜合設(shè)計四部分內(nèi)容，依托混合式教學(xué)，幫助學(xué)生準(zhǔn)確把握現(xiàn)代通信原理課程內(nèi)涵；利用混合式教學(xué)的優(yōu)勢，令學(xué)生在完成課程學(xué)習(xí)過程中，能夠進(jìn)行由實際問題到解決方案、邏輯思維分析和運用知識解決問題的工程能力訓(xùn)練。

（三）改進(jìn)教學(xué)評價

教學(xué)評價要推進(jìn)持續(xù)改進(jìn)（CQI）機(jī)制，作為課程教學(xué)質(zhì)量要求的過程控制，是一系列增強(qiáng)效果達(dá)到課程目標(biāo)的動態(tài)循環(huán)過程，“計劃—執(zhí)行—檢查—改進(jìn)”是實現(xiàn)該過程的工作程序和有效方法。因此，需要設(shè)置全面、完整的課程教學(xué)評價觀測點，利用現(xiàn)代教育技術(shù)實現(xiàn)對混合式教學(xué)的全方位動態(tài)監(jiān)測。

在“計劃—執(zhí)行—檢查—改進(jìn)”的動態(tài)循環(huán)過程中，要求現(xiàn)代通信原理課程必須完成以下過程監(jiān)控：一是課程考核標(biāo)準(zhǔn)有明確的內(nèi)容和持續(xù)更新機(jī)制；二是有切實可行的課程考核方法和措施；三是能跟蹤課程考核結(jié)果有效收集教學(xué)反饋信息；四是將收集到的改革實踐反饋信息用于以后課程教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)。

針對混合式教學(xué)，構(gòu)建多元化課程考核方式，形成動態(tài)的教學(xué)質(zhì)量持續(xù)改進(jìn)機(jī)制[7]。線上教學(xué)考核注重學(xué)生自我知識的再生與創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，將課堂表現(xiàn)、隨堂測驗、單元測驗、作業(yè)、問題討論分別設(shè)置不同的權(quán)重，對學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行綜合性評判；線下教學(xué)考核在傳統(tǒng)“筆試+實驗”期末考試方式的基礎(chǔ)上，增加現(xiàn)代通信系統(tǒng)的綜合分析與設(shè)計的大作業(yè)考核，由學(xué)生自主完成現(xiàn)代通信系統(tǒng)的綜合創(chuàng)新實訓(xùn)，采用工程問題驅(qū)動實際項目的方式對學(xué)生的工程實踐能力進(jìn)行培養(yǎng)。

四、結(jié)語

以電子信息類專業(yè)核心課程現(xiàn)代通信原理為對象，從該課程自身特點出發(fā)，進(jìn)行混合式教學(xué)改革實踐探索，將貫徹工程理念、進(jìn)行工程實踐和訓(xùn)練工程能力作為該課程提高教學(xué)質(zhì)量的目標(biāo)。在改變傳統(tǒng)的一站式課堂教學(xué)模式基礎(chǔ)上，深化課程知識與工程實際的緊密聯(lián)系，遵循學(xué)生中心（SC）宗旨、立足成果導(dǎo)向（OBE）要求、推進(jìn)持續(xù)改進(jìn)（CQI）機(jī)制實施課程混合式教學(xué)改革。面向一流專業(yè)建設(shè)背景下工程教育要求建設(shè)教學(xué)平臺、創(chuàng)新教學(xué)方法和改進(jìn)教學(xué)評價，實現(xiàn)立體式全方位教學(xué)模式改革創(chuàng)新。學(xué)生通過該課程學(xué)習(xí)可以形成滿足自己需求的個性化、具象化課程內(nèi)容框架，加深對課程知識的理解，提升解決復(fù)雜通信領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的能力，為后續(xù)通信技術(shù)的知識拓展打好基礎(chǔ)。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

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[2] 高新勤，王學(xué)通.工程教育認(rèn)證背景下的“雙一流”建設(shè)：基于我國進(jìn)入全球工程教育“第一方陣”的工科專業(yè)分析[J].高教學(xué)刊，2019（5）：18-21.

[3] 姜林，高杉.數(shù)據(jù)驅(qū)動高等教育教學(xué)評價高質(zhì)量發(fā)展[J].新鄉(xiāng)學(xué)院學(xué)報，2022，39（1）：62-64.

[4] 陳樹新，尹玉富，石磊.通信原理[M].北京：清華大學(xué)出版社，2020.

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[6] 夏晨陽，伍小杰，周娟，等.基于工程教育認(rèn)證的電力電子技術(shù)課程教學(xué)改革探索[J].教育現(xiàn)代化，2019，6（61）：52-55.

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［責(zé)任編輯：雷 艷］