通信類專業(yè)5G人才培養(yǎng)模式探討

秦瑤 焦素敏 李濱

摘?要：5G時代對通信人才的培養(yǎng)提出了新的要求，國家一流本科專業(yè)建設(shè)必須緊扣國家發(fā)展需求。文章從我國5G人才缺口情況出發(fā)，進行了5G人才能力需求分析，提出了課程調(diào)整辦法和培養(yǎng)方案修訂方法，并對5G教學(xué)實驗平臺的搭建提出了建議，力求提出具體可操作的5G人才培養(yǎng)改革模式，使得通信類專業(yè)課程設(shè)置能跟上5G技術(shù)發(fā)展，人才輸出能密切服務(wù)國家需求。

關(guān)鍵詞：5G;通信類專業(yè);培養(yǎng)方案修訂;課程改革

一、概述

為深入落實全國教育大會和《加快推進教育現(xiàn)代化實施方案》精神、提高高校人才培養(yǎng)能力、全面振興本科教育，2019年4月教育部啟動了一流本科專業(yè)建設(shè)“雙萬計劃”。在“雙萬計劃”國家級專業(yè)點推薦標(biāo)準(zhǔn)中，教育部明確要求：“專業(yè)建設(shè)必須緊扣國家發(fā)展需求，主動適應(yīng)新技術(shù)新業(yè)態(tài)打造優(yōu)勢特色專業(yè)。”

當(dāng)今時代，5G技術(shù)儼然已成為全球關(guān)注和競爭的風(fēng)口浪尖。2020年是我國5G商用元年，5G已被寫入2020年政府工作報告，5G技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)上升到了國家戰(zhàn)略層面。與此同時，隨著5G的正式商用，社會對5G人才需求增長勢頭十分迅猛[1]。從中國信息通信研究院公布的數(shù)據(jù)可以看出：2020年，5G為社會創(chuàng)造了54萬個就業(yè)機會;到2030年，5G將直接和間接創(chuàng)造近2000萬個就業(yè)機會[2]，2020—2030年5G創(chuàng)造的就業(yè)機會趨勢如圖1所示。但目前，社會對5G人才的渴求數(shù)量與高校對5G人才培養(yǎng)數(shù)量之間，存在嚴(yán)重的不匹配，導(dǎo)致很多企業(yè)對于5G人才“高薪難求”[34]。

河南工業(yè)大學(xué)是省部共建地方院校，我校有兩個通信類專業(yè)——電子信息工程和通信工程。其中，電子信息工程專業(yè)于2017年通過國家工程教育專業(yè)認(rèn)證，并在2020年入選國家第一批一流本科專業(yè)建設(shè)點。因此，在我校電子信息工程國家一流專業(yè)建設(shè)及人才培養(yǎng)過程中，更應(yīng)緊扣國家“雙萬計劃”指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)要求，充分了解社會需求和技術(shù)發(fā)展需要，不斷調(diào)整培養(yǎng)方案和課程體系，努力適應(yīng)5G時代對通信行業(yè)人才的要求，積極填補5G人才需求缺口[5]。

二、5G人才能力需求分析

5G時代是一個數(shù)字化時代，各個領(lǐng)域正在或?qū)⒁l(fā)生深刻的變革，高校的人才培養(yǎng)能否適應(yīng)社會的需求極為關(guān)鍵。由于5G本身所帶有的改變社會屬性，使得各個行業(yè)對5G人才的能力要求非常全面，對泛5G時代高級復(fù)合型人才的需求十分迫切，5G人才能力需求圖2所示。目前社會對5G人才的需求主要集中在：5G基站設(shè)備、5G終端器件、5G測試儀器儀表、5G應(yīng)用研究四大領(lǐng)域，5G高端研發(fā)人才主要是在5G核心產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)中參與5G標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)研發(fā)和從事5G應(yīng)用研究的人員[6]。

三、培養(yǎng)方案修訂方法

結(jié)合普通本科高等院校人才培養(yǎng)的定位，對于5G人才培養(yǎng)，應(yīng)主要瞄準(zhǔn)基站建設(shè)與運維、5G網(wǎng)絡(luò)核心技術(shù)等內(nèi)容開展。因此建議針對5G方向采用“2+1”的課程體系，如圖3所示。即加入理論和實踐相結(jié)合的一體化課程兩門：《基站運行原理與工程應(yīng)用》《5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與工程應(yīng)用》，專項課程設(shè)計一門：《5G通信課程設(shè)計》。

在我校電子信息工程專業(yè)現(xiàn)有的2019版培養(yǎng)方案基礎(chǔ)上，新加入的三門課程的開設(shè)學(xué)期均定為大四上學(xué)期，將原有的“通信綜合課程設(shè)計”變更為“5G通信課程設(shè)計”，具體如圖4所示。兩門5G相關(guān)課程應(yīng)包含5G無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進、5G無線關(guān)鍵技術(shù)、5G移動通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與組網(wǎng)部署、5G核心網(wǎng)及關(guān)鍵技術(shù)、5G常見參數(shù)介紹、5G網(wǎng)絡(luò)特色業(yè)務(wù)與應(yīng)用案例、5G?KPI指標(biāo)分析、車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與實現(xiàn)等主要內(nèi)容;5G通信課程設(shè)計可集中在5G組網(wǎng)、5G網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置、5G網(wǎng)絡(luò)運維等內(nèi)容。

四、5G教學(xué)實驗平臺搭建

完備的5G教學(xué)實驗平臺應(yīng)按照5G硬件設(shè)備中心、教學(xué)實訓(xùn)室、5G仿真教學(xué)平臺、5G場景應(yīng)用教學(xué)實驗室等模塊進行整體規(guī)劃，并基于硬件設(shè)施搭建5G通信專業(yè)課程培訓(xùn)平臺。依托創(chuàng)新中心硬件設(shè)施開發(fā)與之相匹配的教學(xué)課程及教學(xué)案例，形成基于5G新技術(shù)的原理、應(yīng)用、創(chuàng)新等統(tǒng)一實踐教學(xué)。

基于目前5G設(shè)備價格高、實驗室建設(shè)耗資大、各類應(yīng)用場景還不夠成熟的現(xiàn)狀，5G教學(xué)實驗平臺的搭建可先從以下兩方面開展。

（一）5G教學(xué)實驗平臺硬件系統(tǒng)設(shè)計

高校教學(xué)平臺主要以小型網(wǎng)絡(luò)搭建為最優(yōu)方案，可選擇5GSA獨立組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，也可選擇NSA（即4/5G融合）非獨立組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，可根據(jù)實際應(yīng)用場景進行選擇。

（二）5G仿真實驗平臺

當(dāng)下5G人才培養(yǎng)過程中，受限于硬件條件的不完備，仿真實驗成為主要的教學(xué)手段和教學(xué)環(huán)節(jié)。目前市面上的5G仿真實驗平臺大都能夠進行5G核心網(wǎng)、5G基站、5G傳輸網(wǎng)、5G應(yīng)用等全網(wǎng)絡(luò)的工程實訓(xùn)，并支持5G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)部署、網(wǎng)絡(luò)配置與開通、應(yīng)用設(shè)計與搭建、業(yè)務(wù)體驗、網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)測試、協(xié)議及業(yè)務(wù)過程分析等綜合實訓(xùn)，并能夠進行部分工程應(yīng)用案例的仿真。通過仿真平臺還可實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)切片、技術(shù)原理展示、5G應(yīng)用的設(shè)計等實際硬件難以完成的內(nèi)容，能很好地作為實體設(shè)備教學(xué)不足的補充。

結(jié)語

5G商用的提速，對新時代5G人才培養(yǎng)提出了新的要求，也為本科院校通信類專業(yè)改革帶來了新的挑戰(zhàn)。國家一流本科專業(yè)建設(shè)必須緊扣國發(fā)展家需求，不斷優(yōu)化培養(yǎng)方案，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。本文從我國5G人才缺口情況出發(fā)，進行了5G人才能力需求分析，提出了具體可操作的課程調(diào)整辦法和培養(yǎng)方案修訂方法，并對5G教學(xué)實驗平臺的搭建提出了建議，力求使得通信類專業(yè)課程設(shè)置能跟上5G技術(shù)發(fā)展，人才輸出能密切服務(wù)國家需求。

參考文獻：

[1]馬路娟，許鴻奎，孫雪梅，等.5G背景下通信原理課程改革探討[J].教育教學(xué)論壇，2020，32：183185.

[2]中國信息通信研究院.5G經(jīng)濟社會影響白皮書[R].北京：中國信息通信研究院，2017.

[3]龔猷龍.5G技術(shù)背景下的通信技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革思考[J].高等教育，2020，33：50.

[4]劉思聰，肖亮.面向5G的“無線通信原理”教學(xué)改革探索[J].高教學(xué)刊，2020，35：132135.

[5]蔡亞永，艾散·帕合提，劉曉.“新工科”背景下通信工程專業(yè)實踐教學(xué)體系改革與研究[J].大學(xué)，2021，27：104107.

[6]劉俊，何國榮.基于5G時代的移動通信技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索與實踐[J].深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2021，19（3）：4249.

基金項目：河南工業(yè)大學(xué)2020年度教育教學(xué)改革研究與實踐項目（JXYJ2020024）;河南工業(yè)大學(xué)2020年度“線上線下+課程思政”建設(shè)項目（26400405）

作者簡介：秦瑤（1981—?），女，漢族，河南洛陽人，工學(xué)博士，教授，主要從事信息與通信工程相關(guān)技術(shù)研究;焦素敏（1965—?），女，漢族，河南鄭州人，工學(xué)碩士，教授，主要從事電子技術(shù)方面的教學(xué)和科研工作;李濱（1977—?），男，漢族，山東棗莊人，工學(xué)博士，副教授，主要從事空間信息與數(shù)字技術(shù)研究。