工程認(rèn)證背景下強化本科生解決復(fù)雜通信工程問題實踐能力實驗教學(xué)改革研究與實踐*

倪 潔 徐志偉 劉金龍 何勝陽 劉北佳

（哈爾濱工業(yè)大學(xué)電信學(xué)院 黑龍江哈爾濱 150000）

一、工程認(rèn)證背景下強化本科生解決復(fù)雜通信工程問題實踐能力實驗教學(xué)改革主要研究內(nèi)容

通信技術(shù)在近年來發(fā)展尤為迅猛，本科畢業(yè)生僅僅依靠在學(xué)校學(xué)習(xí)到的通信專業(yè)理論課程已經(jīng)無法滿足企業(yè)的需求，這就需要對本科生教學(xué)進(jìn)行深入的多方面的改革，從而實現(xiàn)拓寬本科生課程領(lǐng)域，增強通信專業(yè)的綜合能力和實踐能力。朱高峰院士提出能力對于工程教育至為關(guān)鍵，包括思維能力、技術(shù)能力、溝通能力。而傳統(tǒng)高校培養(yǎng)出來的通信本科畢業(yè)生多數(shù)只掌握了理論性的知識，與企業(yè)所需求的理論性和實踐性結(jié)合的技術(shù)人才存在相當(dāng)?shù)牟罹啵瑢嶒灲虒W(xué)設(shè)備多數(shù)已經(jīng)老舊，與通信技術(shù)日新月異4G、5G技術(shù)嚴(yán)重脫節(jié)，無法滿足如今通信專業(yè)對實驗教學(xué)的要求。這就促使高校不斷進(jìn)行實驗教學(xué)改革、進(jìn)而更新實驗設(shè)備，并對學(xué)科建設(shè)提出了更高的要求。

隨著全球化的發(fā)展，學(xué)校與學(xué)生對國際工程認(rèn)證越加重視，學(xué)院努力學(xué)習(xí)工程認(rèn)證的內(nèi)容已經(jīng)成為教育和工程界共識。通過工程認(rèn)證的主要目標(biāo)在于培養(yǎng)本科生解決復(fù)雜工程問題。對于越來越國際化的本科生教育來說，提高本科生培養(yǎng)質(zhì)量已經(jīng)是本科生教學(xué)改革的目標(biāo)。工程認(rèn)證背景下強化本科生解決復(fù)雜通信工程問題是通信工程系進(jìn)行教學(xué)改革亟待解決的問題，而實現(xiàn)研究目標(biāo)的重點在于提高本科生實踐能力，建設(shè)以國際工程認(rèn)證為導(dǎo)向的專業(yè)學(xué)位本科生培養(yǎng)模式。以國內(nèi)外工程資格認(rèn)證的培養(yǎng)模式為參考，結(jié)合本校人才培養(yǎng)模式的現(xiàn)狀，結(jié)合哈工大通信工程本科生培養(yǎng)方式，探索適合我校滿足國際工程認(rèn)證指標(biāo)為目標(biāo)，提高工程本科生實踐能力的教學(xué)改革方向與具體措施。

二、工程認(rèn)證背景下強化本科生解決復(fù)雜通信工程問題實踐能力實驗教學(xué)改革具體實施計劃

通信工程系在與中興通信有限公司和大唐移動有限公司的研討下，共同修訂了本科生培養(yǎng)計劃，確定了通信WCDMA實驗室與LTE實驗室在實踐中心地位。以WCDMA實驗室與LTE實驗室為基礎(chǔ)，建設(shè)開放實驗室，為更多的學(xué)生提供實驗平臺。結(jié)合國際工程教育專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，對現(xiàn)有落后的通信原理實驗進(jìn)行改革，引進(jìn)Labview設(shè)備與NI設(shè)備，將理論與先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，提高專業(yè)核心競爭力。并對通信原理、電路原理，數(shù)據(jù)通信這幾門課程實踐課程進(jìn)行改革。通過開放實驗室調(diào)動學(xué)生的積極性，并積極支持學(xué)生參與電子科技競賽，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)興趣，督促學(xué)生組成競賽小組，由院系教師提供專業(yè)知識與技術(shù)指導(dǎo)，由實訓(xùn)平臺提供場地與設(shè)備，學(xué)生自己自定競賽任務(wù)和目標(biāo)，讓學(xué)生自己去開拓創(chuàng)新和獨立自主學(xué)習(xí)。

生產(chǎn)實習(xí)教學(xué)改革的目標(biāo)是讓學(xué)生在更科學(xué)合理、符合國際專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和執(zhí)行性更強的本科生課程教學(xué)計劃指導(dǎo)下，更好的進(jìn)入企業(yè)實習(xí)和接受東軟有限公司專業(yè)工作人員的培訓(xùn)和指導(dǎo)，把學(xué)校學(xué)到的理論知識更好的和企業(yè)實踐相結(jié)合，讓學(xué)生學(xué)到現(xiàn)代化企業(yè)的管理經(jīng)驗。滿足通信企業(yè)發(fā)展對通信技術(shù)工程師的規(guī)模化、高質(zhì)量的人才需求，通過對國際化工程認(rèn)證指標(biāo)的學(xué)習(xí)，推動通信工程教育改革，培養(yǎng)適應(yīng)通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，系統(tǒng)掌握通信基礎(chǔ)理論及應(yīng)用知識，具有創(chuàng)新能力和國際競爭力的高素質(zhì)、實用型、復(fù)合型卓越工程師人才。

教師隊伍的培養(yǎng)

由于以WCDMA實驗室與LTE實驗室設(shè)備實踐性較強，更為注重培養(yǎng)學(xué)生實際配置通信系統(tǒng)并有能力在系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤的時候進(jìn)行及時修復(fù)。然而大多數(shù)任課老師沒有足夠的工程經(jīng)驗，這就需要對專職實驗室教師進(jìn)行更為專業(yè)和系統(tǒng)的培訓(xùn)，為了保證教學(xué)內(nèi)容的工程化、教學(xué)方式的互動化；可相應(yīng)的采取深入企業(yè)，校企聯(lián)合，合作共贏教學(xué)模式。給予部分專職實驗教師深入企業(yè)學(xué)習(xí)設(shè)備運營商如何解決工程問題，從而培養(yǎng)專職實驗教師工程能力實踐經(jīng)驗，同時加強與通信企業(yè)合作，并爭取邀請經(jīng)驗豐富的企業(yè)工程師來學(xué)校進(jìn)行實驗設(shè)備配置教學(xué)，并盡量多開展一些專題講座，使得本科生在大二大三時能夠?qū)I(yè)的應(yīng)用與未來的發(fā)展有更加深刻直觀的認(rèn)識，從而提高通信專業(yè)本科生的職業(yè)競爭力。

教學(xué)課程體系與教學(xué)方法的調(diào)整

根據(jù)國際工程教育專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，實驗教學(xué)無疑在本科教學(xué)中占據(jù)著更為重要的地位，由此通信專業(yè)對現(xiàn)有落后的通信原理實驗進(jìn)行改革，引進(jìn)Labview設(shè)備與NI設(shè)備，將理論與先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，提高專業(yè)核心競爭力。并對通信原理、電路原理，數(shù)據(jù)通信這幾門實驗課程從實驗內(nèi)容到考核方式都進(jìn)行了改革。通過開放實驗室給予學(xué)生充分的時間和自由度學(xué)習(xí)實驗課程，并通過支持學(xué)生參加電子競賽，提升學(xué)生主動學(xué)習(xí)興趣，督促學(xué)生組成競賽小組，由教師提供指導(dǎo)，實訓(xùn)平臺提供場地與設(shè)備，學(xué)生自己自定競賽任務(wù)和目標(biāo)，讓學(xué)生自己去開拓創(chuàng)新和獨立自主學(xué)習(xí)，從而使得本科畢業(yè)生達(dá)到國際工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，具有獨立分析問題能力強、恩路清晰、有自已獨特見解，解決實際問題能力較強，熟練配置通信系統(tǒng)，并解決實際企業(yè)中可能出現(xiàn)的問題。

為全面復(fù)合國際工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，從而提升我校通信工程本科畢業(yè)生在國際上的競爭力，通信工程系實驗教學(xué)改革以提高實踐能力為重點，探索培養(yǎng)具有獨立分析解決復(fù)雜工程問題的卓越工程人才模式，學(xué)探索適合我校以職業(yè)資格認(rèn)證為提高工程本科生實踐能力的教學(xué)改革方向與具體措施建設(shè)，提高對實習(xí)、實訓(xùn)和畢業(yè)設(shè)計等實踐教學(xué)在本科生教學(xué)中的地位，對本專業(yè)進(jìn)行了以強化實驗，實訓(xùn)，實習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)，深化建設(shè)復(fù)合國際工程認(rèn)證條件為核心的教學(xué)改革。通信工程專業(yè)的實踐教學(xué)體系體現(xiàn)加強實踐投入，突出實踐特色，強化工程能力。實踐教學(xué)包括實驗教學(xué)體系、實訓(xùn)培養(yǎng)方法訓(xùn)練等方式。我們設(shè)計和建立了一個以提高教學(xué)質(zhì)量為核心，覆蓋專業(yè)實踐教學(xué)各個環(huán)節(jié)，多元化的、立體的、全新的實踐教學(xué)體系。

三、工程認(rèn)證背景下強化本科生解決復(fù)雜通信工程問題實踐能力實驗教學(xué)改革實驗教學(xué)體系展示

①四個層次。

基本操作技能實驗項目、綜合性實驗項目、設(shè)計性實驗項目、自主研究性實驗項目等四個層次。

②兩個階段。

課程學(xué)習(xí)階段、訓(xùn)練綜合實訓(xùn)階段

從大一大二展開本科生強化課程學(xué)習(xí)，開設(shè)Labview課程與NI設(shè)備應(yīng)用，為本科生獨立完成復(fù)雜工程問題能力打下基礎(chǔ)基礎(chǔ)，本科生在大三大四進(jìn)入訓(xùn)練綜合實訓(xùn)階段，充分利用實訓(xùn)平臺，完成復(fù)雜復(fù)雜工程問題。

大一、大二學(xué)年學(xué)生主要學(xué)習(xí)公共課與專業(yè)基礎(chǔ)課，主要培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)知識，為大三大四的專業(yè)課打基礎(chǔ)，屬于本科生課程學(xué)習(xí)階段。進(jìn)行教學(xué)改革時，應(yīng)提高專業(yè)理論知識和工程實踐知識的匹配度，我系從2018年向大一新生開展LABVIEW課程，在專業(yè)基礎(chǔ)課程中開展自主設(shè)計類實驗，提高本科生的工程技能與分析問題解決問題能力。

大三、大四學(xué)年重點培養(yǎng)本科生復(fù)雜問題解決能力和創(chuàng)新思維，通過生產(chǎn)實習(xí)進(jìn)入企業(yè)，以小組為單位進(jìn)行企業(yè)項目實訓(xùn)，從而提高本科生以分析問題、解決問題能力。

通信工程系以WCDMA實驗室與LTE實驗室為基礎(chǔ)，進(jìn)一步實現(xiàn)實驗中心的整體開放，并支持學(xué)生積極利用現(xiàn)有資源參加學(xué)校，省級乃至全國的競賽活動。開放為哈工大與中興通訊有限公司聯(lián)合共建的WCDMA 實驗室系統(tǒng)和哈工大與大唐移動有限公司聯(lián)合共建的LET實驗室，實驗室主要包含了通信系統(tǒng)基站設(shè)備，核心網(wǎng)設(shè)備，光纖設(shè)備，程控設(shè)備等。實驗室可以為本科生提供通信原理實驗，移動通信實驗，光纖通信實驗，并提供通信系統(tǒng)全局配置及設(shè)備調(diào)測：網(wǎng)元接口數(shù)據(jù)配置；小區(qū)數(shù)據(jù)配置；基站基本數(shù)據(jù)配置。在數(shù)據(jù)配置過程中，授課教師深入講解通信系統(tǒng)構(gòu)架，從而使學(xué)生將通信系統(tǒng)原理與應(yīng)用平臺結(jié)合起來。教師進(jìn)而結(jié)合在企業(yè)的實際工作中遇到的工程問題，讓同學(xué)們分析討論在實際工作中遇到較為復(fù)雜的工程故障時候，應(yīng)該具備哪些素質(zhì)和應(yīng)急的方法或步驟。從而提高學(xué)生的綜合能力。

以上教學(xué)改革復(fù)合了國際工程認(rèn)證對本科生教學(xué)要求，在傳統(tǒng)本科生常規(guī)課程的基礎(chǔ)上增加了對工程實踐能力的培養(yǎng)。依托學(xué)校現(xiàn)有的哈工大與中興通訊有限公司聯(lián)合共建的WCDMA 實驗基地與哈工大與大唐移動有限公司聯(lián)合共建的LET實驗基地實現(xiàn)對本科生工程實踐能力的培訓(xùn)。通信工程系積極鼓勵本科生參加科技競賽，一組為兩人或多人，在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行不同方向的工程綜合培訓(xùn)，從而培養(yǎng)本科生的工程能力和創(chuàng)新能力。依托教師的高水平指導(dǎo)和學(xué)校先進(jìn)的實驗基地，開展科技競賽能力培訓(xùn)。依托學(xué)校現(xiàn)有的省重點教學(xué)實驗中心、與中興通信，大唐移動聯(lián)合共建的校企合作實驗室，及與東軟有限公司合作的位于沈陽的東軟培養(yǎng)基地，滿足國際工程認(rèn)證對通信工程系本科生的實踐能力培訓(xùn)與認(rèn)定。根據(jù)企業(yè)對通信工程師基本能力要求，我系重新對本科生實踐能力標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改革，制定了新的培養(yǎng)方案與學(xué)分。

項目總結(jié)

通過對國際工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的研究分析，我系對通信工程專業(yè)畢業(yè)生需要具備的工程師實踐能力加大培養(yǎng)力度，以競賽為動力，以工程實踐能力標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)，對通信工程系本科生培養(yǎng)方案進(jìn)行改革，完善了本科生工程實踐能力培訓(xùn)體系，從課程實驗、科技競賽和生產(chǎn)實訓(xùn)多方面進(jìn)行工程能力培訓(xùn)，將實踐能力培養(yǎng)貫穿于本科生教學(xué)全過程，達(dá)到培養(yǎng)滿足國際工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)本科畢業(yè)生的目的，為國家培養(yǎng)出更多卓越工程師。