通信工程專業生產實習教學改革的探索

張立立, 張高原， 沙 毅， 鮑玉斌(東北大學 計算機科學與工程學院 國家級計算機實驗教學示范中心，沈陽 110819)

0 引 言

實驗教學[1]是高等教育的重要環節，在培養學生的動手實踐能力方面具有理論教學所不可替代的作用，在培養學生的創新能力方面也有較強的優勢。計算機學院實驗中心圍繞培養學生的實踐和創新能力[2]這一目標，進行了多方面的探索，取得了明顯成效，但是通信工程專業在生產實習[3]和實驗教學方面，仍然停留在實驗原理驗證等階段，缺少實踐動手環節。生產實習，也多是參觀實習為主，僅有對通信企業的感性認識，不能真正達到企業需求的人才目標。因此有必要對通信工程專業的生產實習和實驗教學進行改革[4]，讓學生走進實驗室，增加設計性、實用性實驗項目，提高學生動手能力和專業水平，培養適合企業需要的人才。改革的原動力總是出自于對現狀的不滿。本文的提出也是出于對近年來我院通信工程專業本科生教學工作中出現的問題的反思，并進而嘗試提出解決方法。

1 存在問題與解決思路

近年來，在理論和實驗教學中，發現了很多問題[5]，突出的有如下幾點：

從學生的學習態度上看，學生們很重視外語和計算機應用，對專業課不感興趣。其理由是專業課對就業的助益沒有外語和計算機的大。

從高年級學生的專業素質看，大四學生看不懂器件手冊上的專業術語和技術指標[6]，在答辯中往往被基本問題放倒；軟硬件動手能力太差，4個月的畢業設計要有兩個半月的時間用于對某幾種開發工具的學習，很難做出高水平的畢業設計；對于專業課做不到融會貫通，無法綜合利用多門專業課的知識去解決一個實際問題。一言以蔽之，在通信工程這個以“工程”為名的專業里，多數高年級本科生不會搞工程。

當下，“工程認證”“創新創業”“按專業招生”，這些詞匯頻繁出現在我們的視野中，它們反映了國家的政策導向，反映了社會對大學畢業生的能力需求，應屆本科畢業生的就業競爭力直接關系到學校、學院和專業在工程界的聲譽。在高考招生改革的“按專業招生”招生的背景下，將來更有可能關系到本科生源的質量。因此，提升本科生的工程能力成為全系教師的共識。現在，問題的焦點在于選擇一個恰當的突破口[7]。

在與學生和用人單位的接觸中注意到，凡是參加過電子設計大賽這類競賽的學生往往在考研和就業中受到更多的青睞。而各類電子設計大賽的內容在本質上就是綜合利用專業知識解決一個實際問題。因此嘗試在教學環節中引入一種與電子設計大賽類似帶有競賽性質的實踐類課程[8]。

能夠參加各類電子設計大賽并獲獎的學生是少數人，是一個點；面向高年級學生開設的綜合性、設計性實踐課，是一個面。我們鎖定的突破口是生產實習。生產實習是一門為期4周的實踐類課程，在課程體系中是計劃學時數僅次于畢業設計的一門課程。項目組希望通過授課形式和授課內容上的革新，激發學生的專業熱情、提升學生的綜合專業素質、增強學生的綜合能力和就業競爭力、解決本科生教學中理論與實踐結合不緊密的問題。

2 改革方案

2.1 改革目標

通過內容創新和形式創新，建立一套融合實訓和競賽模式的、符合工程認證標準的生產實習模式[9]。起到激發學生的專業熱情、提升學生的綜合專業素質、增強學生的實踐能力和就業競爭力的作用。

2.2 分析產生問題的原因

目前，國內兄弟院校通信工程專業，組織生產實習的方式大致有3類：① 在校內創新創業中心，以項目的形式組織實習；② 入住廠礦，參觀實習；③ 學生自己尋找實習單位，或者參加競賽。目前，我校通信工程專業的生產實習內容，一直以來，由兩部分內容組成：廠礦實習和安裝調試電視機，這兩類實習內容都存在著較為明顯的缺陷和不足。

廠礦實習，在3周的時間內參觀沈陽地區8個與通信行業有關的企事業單位。

同學們反映這種實習方式，讓他們開了眼界，但是不能帶給他們太多專業能力上的提高；系內教師也感到這種方式對學生的專業能力訓練不足。

冶金學院與通信工程專業的生產實習模式都是4周的廠礦實習[10]，冶金學院的實習效果較好，通信工程專業的實習效果卻不理想，對比兩個專業的實習情況：冶金學院的實習地點是鞍鋼，同學們連續4周，吃住在鞍鋼，就像鞍鋼的正式職工一樣上班，真正做到了專業對口，訓練充分。對于通信工程專業來說，對口的企業是通信設備制造商和運營商，遼沈地區并不是通信行業的發達地區，可選擇的通信行業制造型企業并不多。而且，不論是通信設備制造商和運營商都沒能力接受100人規模的實習團隊連續4周駐廠實習。因此，通信工程專業的廠礦實習只能是在不同的企業間走馬觀花，無法起到良好的能力訓練作用。

對于安裝調試模擬電視機的生產實習模式，雖然對電子線路焊接、調試、模擬電視機的工作原理、生產過程都有深入的認識，但模擬電視機在中國已經退出了主流舞臺，很少有廠家還在生產模擬電視機。因此，這項實習內容最大的問題就是內容老舊，跟不上時代的發展，未能起到訓練學生掌握主流技術的作用。

總之，通信工程專業兩類生產實習內容，都未能充分發揮生產實習環節所應該起到的能力訓練作用[11]。

2.3 改革內容

本次改革的核心內容就是建立一套帶有競賽性質的、符合大學三年級學生水平的、歷時4周的實訓型生產實習方案。該計劃包括三方面內容：① 團隊組織；② 實習內容；③ 評分方法，實習過程由培訓、開發、文檔寫作、答辯，4個階段組成。

(1) 關于團隊組織模式[12]的探索。所有參與實訓的同學都必須建立一個3或4人的團隊，并且所有團隊成員有明確分工，每3個團隊做同樣的題目并展開競爭。

(2) 實習內容建設。實習過程涉及到方方面面，主要相關方是學生、專任教師和實驗室教師，實習內容必須充分考慮到這三方面人員的實際情況。

學生：大學三年級，有完整的專業課基礎；多數人欠缺綜合性實踐經驗；水平參差不齊。

教師：實事求是的講，并不是所有專任教師都有工程實踐經驗，并不是所有專任教師都愿意把精力投放到指導生產實習上面來。為了讓改革措施能夠落到實處，專任教師在指導生產實習過程中，最好能夠完成從授課型教師到教練型教師的轉型[13]。

綜上所述，計劃在5個方向，設計10套競賽題目。① 基于軟件無線電平臺的通信協議設計；② 嵌入式系統應用設計；③ 基于網絡仿真軟件的網絡性能仿真分析；④ 基于FPGA的信源編碼與信道編碼；⑤ 基于Matlab的信號處理。

題目確定后，還應采購相關實驗器材，并針對每一個題目進行實際驗證，以保證題目的合理性。

(3) 評價方法設計。主要設想包括：有答辯環節；有學生自評環節；總評成績體現競爭結果；參照本科畢業設計要求，設置明確打分點。

2.4 實施過程

本項目組由兩位專任教師，兩位實驗室教師組成，精誠合作，充分利用實驗室資源。項目實施分為5個階段：① 實習題目征集與實驗方案設計；② 實驗方案驗證；③ 第一次試實施；④ 搜集反饋信息；⑤ 整改方案再次實施。

3 生產實習改革對工程認證的支撐

實習內容應對工程認證中畢業要求指標起到明顯的支撐作用。力爭在以下幾方面取得顯著[14]效果：

(1) 培養學生具有從事通信專業領域工作所需要的相關專業知識并將其用于解決復雜工程問題。

(2) 培養學生能夠通過文獻研究分析解決復雜工程問題，獲得有效結論。

(3) 培養學生掌握通信專業領域系統設計、集成、開發及工程應用的基本方法，具有能夠綜合運用理論和技術手段設計針對復雜工程問題的解決方案。

(4) 培養學生具有能夠基于科學原理并采用科學方法對復雜工程問題進行研究的能力，包括設計和實施工程實驗、分析與解釋數據、并通過信息綜合得到合理有效結論，具有一定的分析、歸納與整理能力。

(5) 培養學生具有一定的組織、管理、協調、表達、交流、競爭與合作能力[15]以及在團隊中發揮作用的能力。

(6) 培養學生系統分析、焊接調試和撰寫報告等能力，提高通信專業技能，增加就業機會。

4 結 語

本改革方向采用迭代式論證方法。實施過程分為兩個循環，每一個循環都由方案設計-方案驗證-試實施-整改4個階段組成。項目創新點包括：實習內容貼近工程實踐并對工程認證形成直接支持；實習形式效仿競賽模式；評價方法在本科畢業設計模式基礎上引入學生自評環節。

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