張立立, 張高原， 沙 毅， 鮑玉斌(東北大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院 國(guó)家級(jí)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，沈陽(yáng) 110819)

0 引 言

實(shí)驗(yàn)教學(xué)[1]是高等教育的重要環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力方面具有理論教學(xué)所不可替代的作用，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力方面也有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。計(jì)算機(jī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心圍繞培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力[2]這一目標(biāo)，進(jìn)行了多方面的探索，取得了明顯成效，但是通信工程專業(yè)在生產(chǎn)實(shí)習(xí)[3]和實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，仍然停留在實(shí)驗(yàn)原理驗(yàn)證等階段，缺少實(shí)踐動(dòng)手環(huán)節(jié)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)，也多是參觀實(shí)習(xí)為主，僅有對(duì)通信企業(yè)的感性認(rèn)識(shí)，不能真正達(dá)到企業(yè)需求的人才目標(biāo)。因此有必要對(duì)通信工程專業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革[4]，讓學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，增加設(shè)計(jì)性、實(shí)用性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提高學(xué)生動(dòng)手能力和專業(yè)水平，培養(yǎng)適合企業(yè)需要的人才。改革的原動(dòng)力總是出自于對(duì)現(xiàn)狀的不滿。本文的提出也是出于對(duì)近年來(lái)我院通信工程專業(yè)本科生教學(xué)工作中出現(xiàn)的問(wèn)題的反思，并進(jìn)而嘗試提出解決方法。

1 存在問(wèn)題與解決思路

近年來(lái)，在理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)了很多問(wèn)題[5]，突出的有如下幾點(diǎn)：

從學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度上看，學(xué)生們很重視外語(yǔ)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用，對(duì)專業(yè)課不感興趣。其理由是專業(yè)課對(duì)就業(yè)的助益沒(méi)有外語(yǔ)和計(jì)算機(jī)的大。

從高年級(jí)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)看，大四學(xué)生看不懂器件手冊(cè)上的專業(yè)術(shù)語(yǔ)和技術(shù)指標(biāo)[6]，在答辯中往往被基本問(wèn)題放倒；軟硬件動(dòng)手能力太差，4個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)要有兩個(gè)半月的時(shí)間用于對(duì)某幾種開發(fā)工具的學(xué)習(xí)，很難做出高水平的畢業(yè)設(shè)計(jì)；對(duì)于專業(yè)課做不到融會(huì)貫通，無(wú)法綜合利用多門專業(yè)課的知識(shí)去解決一個(gè)實(shí)際問(wèn)題。一言以蔽之，在通信工程這個(gè)以“工程”為名的專業(yè)里，多數(shù)高年級(jí)本科生不會(huì)搞工程。

當(dāng)下，“工程認(rèn)證”“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”“按專業(yè)招生”，這些詞匯頻繁出現(xiàn)在我們的視野中，它們反映了國(guó)家的政策導(dǎo)向，反映了社會(huì)對(duì)大學(xué)畢業(yè)生的能力需求，應(yīng)屆本科畢業(yè)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力直接關(guān)系到學(xué)校、學(xué)院和專業(yè)在工程界的聲譽(yù)。在高考招生改革的“按專業(yè)招生”招生的背景下，將來(lái)更有可能關(guān)系到本科生源的質(zhì)量。因此，提升本科生的工程能力成為全系教師的共識(shí)?，F(xiàn)在，問(wèn)題的焦點(diǎn)在于選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)耐黄瓶赱7]。

在與學(xué)生和用人單位的接觸中注意到，凡是參加過(guò)電子設(shè)計(jì)大賽這類競(jìng)賽的學(xué)生往往在考研和就業(yè)中受到更多的青睞。而各類電子設(shè)計(jì)大賽的內(nèi)容在本質(zhì)上就是綜合利用專業(yè)知識(shí)解決一個(gè)實(shí)際問(wèn)題。因此嘗試在教學(xué)環(huán)節(jié)中引入一種與電子設(shè)計(jì)大賽類似帶有競(jìng)賽性質(zhì)的實(shí)踐類課程[8]。

能夠參加各類電子設(shè)計(jì)大賽并獲獎(jiǎng)的學(xué)生是少數(shù)人，是一個(gè)點(diǎn)；面向高年級(jí)學(xué)生開設(shè)的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)踐課，是一個(gè)面。我們鎖定的突破口是生產(chǎn)實(shí)習(xí)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)是一門為期4周的實(shí)踐類課程，在課程體系中是計(jì)劃學(xué)時(shí)數(shù)僅次于畢業(yè)設(shè)計(jì)的一門課程。項(xiàng)目組希望通過(guò)授課形式和授課內(nèi)容上的革新，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)熱情、提升學(xué)生的綜合專業(yè)素質(zhì)、增強(qiáng)學(xué)生的綜合能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、解決本科生教學(xué)中理論與實(shí)踐結(jié)合不緊密的問(wèn)題。

2 改革方案

2.1 改革目標(biāo)

通過(guò)內(nèi)容創(chuàng)新和形式創(chuàng)新，建立一套融合實(shí)訓(xùn)和競(jìng)賽模式的、符合工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)模式[9]。起到激發(fā)學(xué)生的專業(yè)熱情、提升學(xué)生的綜合專業(yè)素質(zhì)、增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的作用。

2.2 分析產(chǎn)生問(wèn)題的原因

目前，國(guó)內(nèi)兄弟院校通信工程專業(yè)，組織生產(chǎn)實(shí)習(xí)的方式大致有3類：① 在校內(nèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心，以項(xiàng)目的形式組織實(shí)習(xí)；② 入住廠礦，參觀實(shí)習(xí)；③ 學(xué)生自己尋找實(shí)習(xí)單位，或者參加競(jìng)賽。目前，我校通信工程專業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)內(nèi)容，一直以來(lái)，由兩部分內(nèi)容組成：廠礦實(shí)習(xí)和安裝調(diào)試電視機(jī)，這兩類實(shí)習(xí)內(nèi)容都存在著較為明顯的缺陷和不足。

廠礦實(shí)習(xí)，在3周的時(shí)間內(nèi)參觀沈陽(yáng)地區(qū)8個(gè)與通信行業(yè)有關(guān)的企事業(yè)單位。

同學(xué)們反映這種實(shí)習(xí)方式，讓他們開了眼界，但是不能帶給他們太多專業(yè)能力上的提高；系內(nèi)教師也感到這種方式對(duì)學(xué)生的專業(yè)能力訓(xùn)練不足。

冶金學(xué)院與通信工程專業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)模式都是4周的廠礦實(shí)習(xí)[10]，冶金學(xué)院的實(shí)習(xí)效果較好，通信工程專業(yè)的實(shí)習(xí)效果卻不理想，對(duì)比兩個(gè)專業(yè)的實(shí)習(xí)情況：冶金學(xué)院的實(shí)習(xí)地點(diǎn)是鞍鋼，同學(xué)們連續(xù)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(yè)對(duì)口，訓(xùn)練充分。對(duì)于通信工程專業(yè)來(lái)說(shuō)，對(duì)口的企業(yè)是通信設(shè)備制造商和運(yùn)營(yíng)商，遼沈地區(qū)并不是通信行業(yè)的發(fā)達(dá)地區(qū)，可選擇的通信行業(yè)制造型企業(yè)并不多。而且，不論是通信設(shè)備制造商和運(yùn)營(yíng)商都沒(méi)能力接受100人規(guī)模的實(shí)習(xí)團(tuán)隊(duì)連續(xù)4周駐廠實(shí)習(xí)。因此，通信工程專業(yè)的廠礦實(shí)習(xí)只能是在不同的企業(yè)間走馬觀花，無(wú)法起到良好的能力訓(xùn)練作用。

對(duì)于安裝調(diào)試模擬電視機(jī)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)模式，雖然對(duì)電子線路焊接、調(diào)試、模擬電視機(jī)的工作原理、生產(chǎn)過(guò)程都有深入的認(rèn)識(shí)，但模擬電視機(jī)在中國(guó)已經(jīng)退出了主流舞臺(tái)，很少有廠家還在生產(chǎn)模擬電視機(jī)。因此，這項(xiàng)實(shí)習(xí)內(nèi)容最大的問(wèn)題就是內(nèi)容老舊，跟不上時(shí)代的發(fā)展，未能起到訓(xùn)練學(xué)生掌握主流技術(shù)的作用。

總之，通信工程專業(yè)兩類生產(chǎn)實(shí)習(xí)內(nèi)容，都未能充分發(fā)揮生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)所應(yīng)該起到的能力訓(xùn)練作用[11]。

2.3 改革內(nèi)容

本次改革的核心內(nèi)容就是建立一套帶有競(jìng)賽性質(zhì)的、符合大學(xué)三年級(jí)學(xué)生水平的、歷時(shí)4周的實(shí)訓(xùn)型生產(chǎn)實(shí)習(xí)方案。該計(jì)劃包括三方面內(nèi)容：① 團(tuán)隊(duì)組織；② 實(shí)習(xí)內(nèi)容；③ 評(píng)分方法，實(shí)習(xí)過(guò)程由培訓(xùn)、開發(fā)、文檔寫作、答辯，4個(gè)階段組成。

(1) 關(guān)于團(tuán)隊(duì)組織模式[12]的探索。所有參與實(shí)訓(xùn)的同學(xué)都必須建立一個(gè)3或4人的團(tuán)隊(duì)，并且所有團(tuán)隊(duì)成員有明確分工，每3個(gè)團(tuán)隊(duì)做同樣的題目并展開競(jìng)爭(zhēng)。

(2) 實(shí)習(xí)內(nèi)容建設(shè)。實(shí)習(xí)過(guò)程涉及到方方面面，主要相關(guān)方是學(xué)生、專任教師和實(shí)驗(yàn)室教師，實(shí)習(xí)內(nèi)容必須充分考慮到這三方面人員的實(shí)際情況。

學(xué)生：大學(xué)三年級(jí)，有完整的專業(yè)課基礎(chǔ)；多數(shù)人欠缺綜合性實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；水平參差不齊。

教師：實(shí)事求是的講，并不是所有專任教師都有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并不是所有專任教師都愿意把精力投放到指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)習(xí)上面來(lái)。為了讓改革措施能夠落到實(shí)處，專任教師在指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)習(xí)過(guò)程中，最好能夠完成從授課型教師到教練型教師的轉(zhuǎn)型[13]。

綜上所述，計(jì)劃在5個(gè)方向，設(shè)計(jì)10套競(jìng)賽題目。① 基于軟件無(wú)線電平臺(tái)的通信協(xié)議設(shè)計(jì)；② 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)；③ 基于網(wǎng)絡(luò)仿真軟件的網(wǎng)絡(luò)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(hào)處理。

題目確定后，還應(yīng)采購(gòu)相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材，并針對(duì)每一個(gè)題目進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證，以保證題目的合理性。

(3) 評(píng)價(jià)方法設(shè)計(jì)。主要設(shè)想包括：有答辯環(huán)節(jié)；有學(xué)生自評(píng)環(huán)節(jié)；總評(píng)成績(jī)體現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果；參照本科畢業(yè)設(shè)計(jì)要求，設(shè)置明確打分點(diǎn)。

2.4 實(shí)施過(guò)程

本項(xiàng)目組由兩位專任教師，兩位實(shí)驗(yàn)室教師組成，精誠(chéng)合作，充分利用實(shí)驗(yàn)室資源。項(xiàng)目實(shí)施分為5個(gè)階段：① 實(shí)習(xí)題目征集與實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)；② 實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證；③ 第一次試實(shí)施；④ 搜集反饋信息；⑤ 整改方案再次實(shí)施。

3 生產(chǎn)實(shí)習(xí)改革對(duì)工程認(rèn)證的支撐

實(shí)習(xí)內(nèi)容應(yīng)對(duì)工程認(rèn)證中畢業(yè)要求指標(biāo)起到明顯的支撐作用。力爭(zhēng)在以下幾方面取得顯著[14]效果：

(1) 培養(yǎng)學(xué)生具有從事通信專業(yè)領(lǐng)域工作所需要的相關(guān)專業(yè)知識(shí)并將其用于解決復(fù)雜工程問(wèn)題。

(2) 培養(yǎng)學(xué)生能夠通過(guò)文獻(xiàn)研究分析解決復(fù)雜工程問(wèn)題，獲得有效結(jié)論。

(3) 培養(yǎng)學(xué)生掌握通信專業(yè)領(lǐng)域系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成、開發(fā)及工程應(yīng)用的基本方法，具有能夠綜合運(yùn)用理論和技術(shù)手段設(shè)計(jì)針對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題的解決方案。

(4) 培養(yǎng)學(xué)生具有能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行研究的能力，包括設(shè)計(jì)和實(shí)施工程實(shí)驗(yàn)、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過(guò)信息綜合得到合理有效結(jié)論，具有一定的分析、歸納與整理能力。

(5) 培養(yǎng)學(xué)生具有一定的組織、管理、協(xié)調(diào)、表達(dá)、交流、競(jìng)爭(zhēng)與合作能力[15]以及在團(tuán)隊(duì)中發(fā)揮作用的能力。

(6) 培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)分析、焊接調(diào)試和撰寫報(bào)告等能力，提高通信專業(yè)技能，增加就業(yè)機(jī)會(huì)。

4 結(jié) 語(yǔ)

本改革方向采用迭代式論證方法。實(shí)施過(guò)程分為兩個(gè)循環(huán)，每一個(gè)循環(huán)都由方案設(shè)計(jì)-方案驗(yàn)證-試實(shí)施-整改4個(gè)階段組成。項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)包括：實(shí)習(xí)內(nèi)容貼近工程實(shí)踐并對(duì)工程認(rèn)證形成直接支持；實(shí)習(xí)形式效仿競(jìng)賽模式；評(píng)價(jià)方法在本科畢業(yè)設(shè)計(jì)模式基礎(chǔ)上引入學(xué)生自評(píng)環(huán)節(jié)。

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