地方高校通信工程專業(yè)實踐課程體系及其質量監(jiān)控機制探析

劉亞榮,謝曉蘭,楊曉斐

(桂林理工大學, 廣西 桂林 541004)

一、前言

近年來,“云大物移智”等新一代信息技術迅速成為社會的熱點并逐漸應用于各行各業(yè),在改變傳統(tǒng)生產模式的同時顛覆性的創(chuàng)新也不斷涌現(xiàn)。同時,在工程教育認證和新工科建設的背景下,國家對通信工程專業(yè)人才的需求也發(fā)生了很大變化,既需要學生具有較強的工程實踐能力和創(chuàng)新應用能力,同時又要具有較高的綜合素質。如何培養(yǎng)適應新形勢下的通信工程專業(yè)人才,對高校提出了巨大的挑戰(zhàn)。

二、通信工程專業(yè)實踐教學存在的問題

通信技術及其運營市場的快速發(fā)展,特別是5G等新一代信息技術的應用,使各行各業(yè)產品及業(yè)務升級換代、思維理念更迭轉變迅速。而有的高校仍然按照其自身的模式進行人才培養(yǎng),其變化革新相對緩慢,這就使有的高校培養(yǎng)的通信工程專業(yè)學生知識水平相對延后,實踐能力及創(chuàng)新意識均不能適應行業(yè)企業(yè)快速發(fā)展的需求,學生的就業(yè)受到較大影響。目前,地方高校通信工程專業(yè)的實踐教學體系,主要存在以下幾個問題。

(一)實踐教學體系及質量監(jiān)控機制不健全

實踐教學是在理論教學的基礎上,通過實踐操作對理論知識進行驗證或設計,并要求學生能夠分析與解釋實驗數(shù)據(jù),通過信息綜合或創(chuàng)新得到合理有效的結論。在高校教學體系中,實踐教學是重要的組成部分,不僅可以培養(yǎng)學生的實踐動手能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,同時可以培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力,為學生畢業(yè)后順利適應工作崗位或參加學科競賽奠定必要的基礎。然而,由于理念、地域環(huán)境等原因,有的地方高校通信工程專業(yè)的實踐教學體系,特別是培養(yǎng)目標、課程體系不同程度地存在不清晰、不完整等問題,實踐教學過程質量監(jiān)控及持續(xù)改進機制也不夠健全,校企合作也不夠緊密,實習基地沒有充分發(fā)揮作用,直接影響學生工程實踐能力及創(chuàng)新應用能力培養(yǎng)以及就業(yè)競爭力提升。

(二)實驗設備資源有限,跟不上社會發(fā)展需求

本專業(yè)往往設有電路分析實驗室、電子技術實驗室、電子工藝實訓實驗室、通信實驗室、現(xiàn)代通信實訓實驗室和單片機技術實驗室等實驗設備,雖然實驗設備能滿足本專業(yè)實踐教學的基本要求,但部分設備存在配置不齊全、設備更新?lián)Q代較慢以及多數(shù)設備只能提供驗證性實驗等問題,缺少與行業(yè)接軌的先進實驗儀器和創(chuàng)新性實驗設備。同時,雙師型教師數(shù)量的不足,導致教師工程操作能力偏弱,致使教師設計的實驗或實習項目與產業(yè)脫節(jié)[1];另外,學生的創(chuàng)新應用能力及專業(yè)實踐教學的進程也限制了教師科研與教學的結合,使科研與教學脫節(jié)。

針對以上問題,本文結合本專業(yè)實踐教學改革實踐,提出了基于階段式專業(yè)實踐教學的培養(yǎng)方案及其課程體系,并對實踐教學過程質量監(jiān)控及持續(xù)改進機制進行完善。實踐證明,本文提出的通信工程專業(yè)實踐教學體系對本專業(yè)學生的創(chuàng)新應用、工程實踐和團隊合作等能力的提升具有一定的成效,同時對本專業(yè)的建設也起到了一定的推動作用。

三、階段式專業(yè)實踐教學培養(yǎng)方案及其課程體系

(一)實踐教學培養(yǎng)目標

由于實踐教學是理論聯(lián)系實際的重要環(huán)節(jié),是培養(yǎng)大學生掌握科學方法與實踐能力、造就卓越工程技術人才的關鍵環(huán)節(jié)[2];此外,《華盛頓協(xié)議》的工程教育專業(yè)認證中,特別強調工科學生應具有工程實踐能力。而通信產業(yè)包括了研發(fā)、設計、制造、運維等多個工程環(huán)節(jié)[3],這就需要培養(yǎng)的通信工程專業(yè)人才具有較強的科研能力、創(chuàng)新應用能力和工程實踐能力。因此,為了適應行業(yè)對通信工程專業(yè)人才的需求,2019年,本專業(yè)通過組織教師進行企業(yè)調研和同行調研,并經過答辯及組織專家論證等環(huán)節(jié),對專業(yè)人才培養(yǎng)方案進行了修訂,確定了本專業(yè)的人才培養(yǎng)目標,并對培養(yǎng)目標進行了5個指標點的分解,其中與實踐教學相關的重要指標點為能夠負責完成通信系統(tǒng)中產品的方案設計、開發(fā)、測試、維護和軟硬件項目管理,成為測試工程師、研發(fā)工程師、硬件設計師和系統(tǒng)架構師等。

(二)階段式實踐教學培養(yǎng)方案

根據(jù)本專業(yè)實踐教學培養(yǎng)目標和通用畢業(yè)要求,對實踐教學培養(yǎng)方案進行整體設計,如圖1所示。采用階段式的培養(yǎng)方案,實施“知識儲備+能力訓練+能力提升”的培養(yǎng)模式:大一大二階段為知識儲備階段,包括專業(yè)基礎理論和專業(yè)知識實踐,其中專業(yè)知識實踐主要為課程內的實驗教學環(huán)節(jié);大三階段為能力訓練階段,注重綜合應用能力的培養(yǎng),大四階段為能力提升階段,主要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新應用能力及工程實踐能力。在以上實踐教學活動實施過程中,需要學院及專業(yè)對其進行嚴格的質量監(jiān)控,并根據(jù)教學效果進行持續(xù)改進。

圖1 實踐教學培養(yǎng)方案

(三)區(qū)域需求為導向的實踐教學課程體系設計

依托學院專業(yè)實驗室,結合階段式培養(yǎng)方案,制定以區(qū)域需求為導向、創(chuàng)新實踐能力為核心的實踐教學課程體系,將通信工程專業(yè)實踐教學課程進行模塊化,如圖2所示。

圖2 通信工程專業(yè)實踐教學課程體系

1.電子技術基礎實踐模塊

電子技術基礎實踐模塊包括模擬電子技術、數(shù)字電子技術、電路分析和通信電子線路四門課程的課內實驗,該模塊重點培養(yǎng)學生的基本實驗技能,要求學生學會使用電子測試儀器,通過實驗環(huán)節(jié)使學生加深對電子技術基本原理知識的掌握,對電路輸入輸出及內部信號變化有直觀的認識。

2.通信專業(yè)知識實踐模塊

通信專業(yè)知識實踐模塊主要包括專業(yè)必修課和專業(yè)選修課程中的課內實驗,包括信號與系統(tǒng)實驗、通信原理實驗、數(shù)字信號處理實驗和移動通信系統(tǒng)實驗等,該模塊重點培養(yǎng)學生對專業(yè)知識的掌握,如學會運用通信工程專業(yè)常用的現(xiàn)代儀器、信息技術工具、工程工具和專業(yè)模擬軟件的使用原理和方法,并對通信工程專業(yè)部分知識進行仿真驗證,對通信模塊進行設計等。

3.綜合應用能力培養(yǎng)模塊

該模塊以分組的形式開展,通過電子電路工程基礎實踐、通信系統(tǒng)設計實習、綜合電子技術設計實習和生產實習,使學生了解電子產品設計和生產的基本流程,掌握電子電路系統(tǒng)設計及制作工藝的一般方法和基本技能,同時培養(yǎng)學生根據(jù)所學的多門專業(yè)知識及前沿知識,對通信網、程控交換機、光傳輸設備、ADSL接入設備、數(shù)據(jù)通信多層交換機等進行配置,為畢業(yè)后從事相關崗位工作奠定基礎。該模塊不僅培養(yǎng)學生專業(yè)知識的綜合應用能力,同時培養(yǎng)學生針對復雜工程問題,學會如何開發(fā)、選擇與使用恰當?shù)募夹g、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術工具等。

4.創(chuàng)新應用能力及工程實踐能力培養(yǎng)模塊

此模塊包括通信電路創(chuàng)新實踐、單片機應用設計實習、畢業(yè)設計和學科競賽。該模塊以區(qū)域需求為導向,通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、畢業(yè)設計、學科競賽等形式實現(xiàn)科教協(xié)同及產教融合。在實踐過程中,要求學生能夠針對復雜工程問題,學會選擇與使用恰當?shù)募夹g、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術工具,對項目進行研發(fā)、設計及制作,在提高學生的科研實踐能力和創(chuàng)新能力的同時,培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力。

四、實踐教學過程質量監(jiān)控及持續(xù)改進機制

完善的實踐教學過程質量監(jiān)控及持續(xù)改進機制是保障實踐教學質量的關鍵,不僅可以提高學生對實踐教學的重視程度,同時可以促進課程目標的達成。

本專業(yè)在“學校-學院-專業(yè)”三級教學過程質量監(jiān)控管理下,按照專業(yè)人才培養(yǎng)方案中的教學進程組織開展實踐教學環(huán)節(jié),并定期開展教學質量評價及教學改進活動,通過督導聽課反饋、學生評教等方式實現(xiàn)教學質量的監(jiān)控,促進人才培養(yǎng)目標的達成。

經過不斷摸索與實踐,本專業(yè)以課程目標達成度為依據(jù),構建基于教學效果評價和基于教學反思反饋的教學過程質量持續(xù)改進機制,對專業(yè)實踐教學進行監(jiān)控管理,如圖3所示[4]。

圖3 實踐教學過程質量持續(xù)改進機制

(一)健全過程考核機制,改革考核方式

針對不同的實踐課程,基于畢業(yè)要求和課程目標,緊密結合區(qū)域需求及學科前沿,以創(chuàng)新應用能力、工程實踐能力、知識掌握程度、專業(yè)知識應用和表達能力作為評價點,精心設計考核內容、各評價點權重、評價標準及課程目標達成期望值,構建知識與能力融合的多元化實踐教學考核方式及考核內容[5]。表1為本專業(yè)實踐教學過程評價點及考核方式表。

表1 本專業(yè)實踐教學過程評價點及考核方式表

(二)構建基于教學效果評價和基于教學反思的過程質量持續(xù)改進機制

為了保證實踐教學質量,課程組教師首先按照表1的考核方式對學生進行全面考核,并分別對實踐過程及總體進行評價,計算課程目標達成度,然后以課程組為單位,依據(jù)評價結果,對照課程目標分析教學效果,找出學生欠缺或薄弱的環(huán)節(jié),通過課程組全體教師進行反思和討論,提出改進方案,并在下一年的實踐教學活動中實施,從而促進實踐教學良性循環(huán)的開展。

五、結語

以建設省部級、國家級一流專業(yè)為目標,桂林理工大學對通信工程專業(yè)實踐教學模式進行改革,從2019年起對本專業(yè)實踐教學進行改革,取得了一定的成效。

一是學生創(chuàng)新應用能力和工程實踐能力顯著增強。近兩年,學生參加各類學科競賽超過了本專業(yè)人數(shù)的40%;本科生以第一作者申請發(fā)明專利及撰寫科研論文也有了突破性的進步[6]。

二是實踐教學平臺及實習基地數(shù)量增加。截至2023年上半年,本專業(yè)已與華為公司、深圳訊方通信技術有限公司、深圳信盈達科技有限公司南寧分公司和桂林優(yōu)利特醫(yī)療電子有限公司等近20家單位建立了校企合作基地,并通過安排學生在企業(yè)進行項目培訓、聘請企業(yè)導師進行前沿講座和參與專業(yè)教學等活動開展深度合作,取得了良好的效果。

三是專業(yè)建設有了突破性進展。2020年本專業(yè)獲得省部級一流專業(yè)建設點;2021年獲得國家級一流專業(yè)建設點;2021年課題“能力導向、科教協(xié)同、校企共建的通信工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革與實踐”獲得省部級教學成果獎一等獎。

我校通信工程專業(yè)實踐教學雖然取得了一定的成效,但在信息技術飛速發(fā)展的時代,我們通信工程專業(yè)教師仍然需要積極學習工程教育專業(yè)認證的理念和內容,以提高學生解決復雜工程問題的能力和綜合素質為最終目標,進一步優(yōu)化實踐教學體系,研究科教協(xié)同、產教融合的新思路,并對課程教學內容和教學設計進行持續(xù)改進,不斷提高本專業(yè)的人才培養(yǎng)質量,為工程教育專業(yè)認證工作的有效實施奠定堅實的基礎。