工程教育認證下的數據通信與計算機網絡課程融合改革與實踐

摘要：為了打造新工科專業，培養及提升工程技術人才的創新力和競爭力，針對通信專業基礎課“數據通信與計算機網絡”課程存在的種種問題，研究了將多個課程的理論與實驗內容交叉融合，綜合利用不同學科、技術路線、實驗設備和信息網絡，實現對通信工程中復雜工程問題的預測、分析與模擬解決。據此培養學生多課程交叉、理論聯系實際的學習方法，提升其分析解決復雜工程問題能力和綜合創新實驗能力。

關鍵詞：工程教育認證;計算機網絡：融合;復雜工程問題;創新能力

中圖分類號：G642.3文獻標識碼：A文章編號：1006-8228（2020）08-102-03

1 數據通信與計算機網絡課程多平臺融合的背景

2013年6月19日，我國成為《華盛頓協議》臨時簽約組織[1]，表明我國工程教育質量及其保障機制得到了國際工程教育界的認可。這將為我國工程類畢業生走向世界提供國際互認的“通行證”，這也標志著我國工程教育國際化已經邁出了重大步伐，我國的工程制造業將進一步走出國門，走向世界[2]。我校順應時代潮流，積極把握契機，2016年ll月我校辦學歷史悠久、特色鮮明的通信工程專業，經過層層嚴格選拔與考核，順利通過教育部專業教育審核評估。歷時三年的專業持續性發展，2019年6月，通信工程專業迎來了第二次工程教育認證專家的入校考察。

歷經三天的考察工作圓滿結束后，專家們提出了寶貴的建設意見。其中重點強調了：“要設計、開發復雜工程問題的解決方案，在設計環節中體現創新意識，同時考慮對安全、健康、法律、文化及社會的影響”。

結合目前我校通信工程省級實驗教學示范中心開設的“計算機網絡與數據通信”、“現代交換技術”和“通信網技術”三門課程，同屬數據信號處理方向，其存在以下問題：①理論與實踐內容有所脫節，同時缺少充分、全面、具體的對學生的安全、健康、法律和文化等方面的教育灌輸與引導;②這三門課程的理論和實驗內容均有交叉共性之處，即通過不同組網方式實現語音或數據傳輸，但也各有特色，關鍵是能否將相關理論、實驗平臺相互融合，培養學生設計、解決復雜工程問題的能力;③還要看能否進一步推廣該融合理念至其他通信類如無線、光纖通信等課程中，借助不同通信原理及不同課程實驗特點，設計綜合的創新實驗內容，培養學生能夠理論聯系實際的同時，達到不同學科知識的融會貫通。因此，針對認證專家建議及通信工程專業相同領域課程及實驗開設現狀，本課程組以“數據通信與計算機網絡”課程為例，進行了理論與實踐教學改革與實踐。

2 數據通信與計算機網絡課程融合的實現基礎

目前，通信工程省級實驗教學示范中心分別建立了現代交換技術、通信網技術和數據通信與計算機網絡等相關課程群專業實驗室，根據每門課程側重點有所不同，各實驗室分別配備了不同的實驗設備，近年來順利開展了多類型多層次的課程實驗及開放實驗，這為融合平臺的實現提供了豐富的硬件資源保障;其次，創新創業學院的成立，為融合平臺在通信專業及全校范圍工程專業的推廣提供了一個更為開闊的平臺;最后，各課程實驗指導教師實踐實驗教學經驗豐富，并且隸屬同一研究領域，通過頻繁的學術交流、互相借鑒，為融合實驗內容制定、實驗開展、實驗評價、可持續改進提供了一個強大的智囊團。這些硬件及軟件資源，保證了融合平臺的穩步順利建設。

3 數據通信與計算機網絡課程融合平臺的目標

首先，對照工程教育認證要求，明確本專業培養目標及畢業要求在各相關實驗課程中的具體要求，針對認證中對實驗環境安全、社會法規文化、職業道德規范、環境能源可持續發展等方面提出的要求，補充完善現有實驗安全規范制度，切實落實“安全教育”。關注國際國內的通信專業動態，工業、社會、環境發展需求，在實驗前需對學生進行實時、系統、全面的理念灌輸與積極引導[3]。

其次，在保證開設滿足畢業要求的單獨課程的課內實驗后，分析本專業畢業要求對實驗實踐教學環節達成能力的要求，分析學生是否達成畢業要求，是否具有復雜工程問題解決能力，是否具有創新能力[4]。針對上述問題，為培養學生實驗實踐創新能力和復雜工程問題解決能力，深入研究各相關實驗課程的共通點，結合專業現場應用，模擬設置復雜工程問題，讓學生通過多課程融合的實驗平臺進行實驗操作，通過不同技術路線，達到實驗目的[5]。

最后，多課程融合理念的推廣實施。多課程融合首先應從課程性質、培養目標相似的教學小組課程群間的實驗交互入手，其次推廣至通信專業其他方向的教學小組課程群，最后建設成為“有線+無線”立體式通信網絡實驗平臺m，。

4 數據通信與計算機網絡課程融合平臺的實施

首先，將授課理論與實踐內容相結合，解釋實驗項目中應用到的技術原理，使學生能夠學以致用。通過設計與多課程相關的綜合型實驗課題，引導學生將不同課程中理論知識進行融合，設計出合理的解決方案，逐步培養學生解決復雜過程問題的能力。同時，教師應進一步完善通信實驗室安全規范制度，針對不同實驗課程內容及多門課程實驗融合后的具體實驗操作的安全、規范內容進行分類匯總、研究編制，制定不同的實驗安全規范，用于對學生安全意識進行灌輸引導，最終使其在今后的工作中，嚴守安全條例、自覺維護生產實踐的安全環境[7]。

其次，引導學生評價自己設計的實驗方案對社會及環境的影響，理解自己應承擔的責任，遵守職業道德和規范。教師與學生均需與時俱進，關注國內外專業動態及社會動態，實驗內容中增加人文社會科學素養內容，灌輸與培養學生對社會、健康、法律及文化，對環境、社會可持續發展的責任感[8-10]。

再次，實現多門課程的開放實驗內容交叉融合。本文中試點的三門課程具有一定的共通性，在學生完成必修的課程學習及課內實驗之后，設置了“傳感技術與通信技術結合的報警系統設計”、“語音通信技術與計算機通信技術結合的家居環境監測系統”、“基于信號波形生成原理的發生器設計”等融合實驗課題，作為課內實驗的補充與拓展，融合后的實驗設備、內容、方法多樣化，既節約了單開實驗的時間、資源成本，也可以使學生在原理知識融合、實驗設備融合、實驗內容交叉、解決思路拓展的基礎上，綜合利用不同技術路線、現代工程實驗設備、信息技術工具實現對復雜工程問題的預測與模擬解決。

最后，可將多課程實驗融合理念，推廣至通信專業所有專業課程實驗中，模擬現場復雜工程問題，如“遠程酒駕報警系統設計與實現”、“智能家居系統設計與實現”、“信號發生器設計與實現”等與人民生活息息相關的實際課題，通過相關的多課程知識點原理相互關聯，解決思路相互借鑒融合，培養學生創新實驗意識，在互聯網+時代，建設“有線與無線通信網絡”的全方位立體式開放實驗體系[11]。

5 結論

工程教育認證中，對學生解決復雜工程問題的能力要求放到了首要位置[12]。為促進我校培養的工程技術人才能夠適應工業產業發展需求，提升其就業競爭力，在通信專業“數據通信與計算機網絡”類課程的教學環節設計中，可將“數據通信+通信網技術+數字信號處理+通信系統原理+交換技術+無線通信”等課程理論及實驗相互融合，設計與實際生活緊密相關的復雜工程問題如“遠程監控、智慧物聯網、無線傳感網絡”等實踐內容，引導學生獨立分析設計實驗方案、灌輸職業道德理念、考慮環境保護與社會影響因素，充分模擬專業現場應用，不僅使學生達到對多課程理論知識的融會貫通，而且使學生建立與時俱進的健康、安全、文化、環境保護、社會可持續發展等方面的規范意識，實踐表明，該教學方法逐步提高了本專業學生的創新實踐能力與復雜工程問題解決能力。接下來的教學設計中，需進一步增加理論融合深度，設計更多的實驗項目，穩步提升學生的理論水平與實踐能力。

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基金項目：蘭州交通大學通信工程系課程建設項目，蘭州交通大學校教改項目（JGY201923）;創新創業課程建設項目（2019CXCKCY09）;教育部產學研項目;甘肅省高等學校創新能力提升項目（2019B-058）;甘肅省住建廳項目（JK2019-31）

作者簡介：王春麗（1981-），女，內蒙古包頭市人，碩士研究生，副教授，主要研究方向：信號處理、數據通信與計算機網絡的研究。