摘要:為了打造新工科專業(yè),培養(yǎng)及提升工程技術人才的創(chuàng)新力和競爭力,針對通信專業(yè)基礎課“數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)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(nèi)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(wǎng)絡,實現(xiàn)對通信工程中復雜工程問題的預測、分析與模擬解決。據(jù)此培養(yǎng)學生多課程交叉、理論聯(lián)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(chuàng)新實驗能力。
關鍵詞:工程教育認證;計算機網(wǎng)絡:融合;復雜工程問題;創(chuàng)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(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)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(xié)議》臨時簽約組織[1],表明我國工程教育質(zhì)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(yè)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(jīng)邁出了重大步伐,我國的工程制造業(yè)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(yè),經(jīng)過層層嚴格選拔與考核,順利通過教育部專業(yè)教育審核評估。歷時三年的專業(yè)持續(xù)性發(fā)展,2019年6月,通信工程專業(yè)迎來了第二次工程教育認證專家的入校考察。
歷經(jīng)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(diào)了:“要設計、開發(fā)復雜工程問題的解決方案,在設計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)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(wǎng)絡與數(shù)據(jù)通信”、“現(xiàn)代交換技術”和“通信網(wǎng)技術”三門課程,同屬數(shù)據(jù)信號處理方向,其存在以下問題:①理論與實踐內(nèi)容有所脫節(jié),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(nèi)容均有交叉共性之處,即通過不同組網(wǎng)方式實現(xiàn)語音或數(shù)據(jù)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(yǎng)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(chuàng)新實驗內(nèi)容,培養(yǎng)學生能夠理論聯(lián)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(yè)相同領域課程及實驗開設現(xiàn)狀,本課程組以“數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡”課程為例,進行了理論與實踐教學改革與實踐。
2 數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡課程融合的實現(xiàn)基礎
目前,通信工程省級實驗教學示范中心分別建立了現(xiàn)代交換技術、通信網(wǎng)技術和數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡等相關課程群專業(yè)實驗室,根據(jù)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(xiàn)提供了豐富的硬件資源保障;其次,創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學院的成立,為融合平臺在通信專業(yè)及全校范圍工程專業(yè)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(jīng)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(nèi)容制定、實驗開展、實驗評價、可持續(xù)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(wěn)步順利建設。
3 數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)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(yè)培養(yǎng)目標及畢業(yè)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(huán)境安全、社會法規(guī)文化、職業(yè)道德規(guī)范、環(huán)境能源可持續(xù)發(fā)展等方面提出的要求,補充完善現(xiàn)有實驗安全規(guī)范制度,切實落實“安全教育”。關注國際國內(nèi)的通信專業(yè)動態(tài),工業(yè)、社會、環(huán)境發(fā)展需求,在實驗前需對學生進行實時、系統(tǒng)、全面的理念灌輸與積極引導[3]。
其次,在保證開設滿足畢業(yè)要求的單獨課程的課內(nèi)實驗后,分析本專業(yè)畢業(yè)要求對實驗實踐教學環(huán)節(jié)達成能力的要求,分析學生是否達成畢業(yè)要求,是否具有復雜工程問題解決能力,是否具有創(chuàng)新能力[4]。針對上述問題,為培養(yǎng)學生實驗實踐創(chuàng)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(yè)現(xiàn)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(zhì)、培養(yǎng)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(yè)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(wǎng)絡實驗平臺m,。
4 數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡課程融合平臺的實施
首先,將授課理論與實踐內(nèi)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(yǎng)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(guī)范制度,針對不同實驗課程內(nèi)容及多門課程實驗融合后的具體實驗操作的安全、規(guī)范內(nèi)容進行分類匯總、研究編制,制定不同的實驗安全規(guī)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(chǎn)實踐的安全環(huán)境[7]。
其次,引導學生評價自己設計的實驗方案對社會及環(huán)境的影響,理解自己應承擔的責任,遵守職業(yè)道德和規(guī)范。教師與學生均需與時俱進,關注國內(nèi)外專業(yè)動態(tài)及社會動態(tài),實驗內(nèi)容中增加人文社會科學素養(yǎng)內(nèi)容,灌輸與培養(yǎng)學生對社會、健康、法律及文化,對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的責任感[8-10]。
再次,實現(xiàn)多門課程的開放實驗內(nèi)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(nèi)實驗之后,設置了“傳感技術與通信技術結合的報警系統(tǒng)設計”、“語音通信技術與計算機通信技術結合的家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)”、“基于信號波形生成原理的發(fā)生器設計”等融合實驗課題,作為課內(nèi)實驗的補充與拓展,融合后的實驗設備、內(nèi)容、方法多樣化,既節(jié)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(nèi)容交叉、解決思路拓展的基礎上,綜合利用不同技術路線、現(xiàn)代工程實驗設備、信息技術工具實現(xiàn)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(yè)所有專業(yè)課程實驗中,模擬現(xiàn)場復雜工程問題,如“遠程酒駕報警系統(tǒng)設計與實現(xiàn)”、“智能家居系統(tǒng)設計與實現(xiàn)”、“信號發(fā)生器設計與實現(xiàn)”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(lián),解決思路相互借鑒融合,培養(yǎng)學生創(chuàng)新實驗意識,在互聯(lián)網(wǎng)+時代,建設“有線與無線通信網(wǎng)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(yǎng)的工程技術人才能夠適應工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求,提升其就業(yè)競爭力,在通信專業(yè)“數(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡”類課程的教學環(huán)節(jié)設計中,可將“數(shù)據(jù)通信+通信網(wǎng)技術+數(shù)字信號處理+通信系統(tǒng)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(jiān)控、智慧物聯(lián)網(wǎng)、無線傳感網(wǎng)絡”等實踐內(nèi)容,引導學生獨立分析設計實驗方案、灌輸職業(yè)道德理念、考慮環(huán)境保護與社會影響因素,充分模擬專業(yè)現(xiàn)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(huán)境保護、社會可持續(xù)發(fā)展等方面的規(guī)范意識,實踐表明,該教學方法逐步提高了本專業(yè)學生的創(chuàng)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(wěn)步提升學生的理論水平與實踐能力。
參考文獻(References):
[1]中國工程教育認證協(xié)會.工程教育認證標準[Z].教育科學出版社.2015.
[2]林健.工程教育認證與工程教育改革和發(fā)展[J].高等工程教育研究,2015.2:10-19
[3]殷俊,胡夏蕓,王曉軍.OBE理念下操作系統(tǒng)原理課程目標達成度評價方法研究[J].計算機時代,2019.9:84-87
[4]陳娟.“互聯(lián)網(wǎng)+”下大學計算機教學改革的實踐與探索[J].計算機時代,2019.11:74-76,79
[5]崔亞楠,胡艷華.數(shù)據(jù)庫課程多元化教學策略改革研究[J].計算機時代,2019.6:82-84,88
[6]華爾天,計偉榮,吳向明.中國加入《華盛頓協(xié)議》背景下工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)的探索與實踐[J].中國高教研究,2017.1:82-85
[7]李志義.適應認證要求,推進工程教育教學改革[J].中國大學教育,2014.6:9-12
[8]李志義,朱泓,劉志軍,夏遠景.用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革[J].高等工程教育研究,2014.2:29-34
[9]沈潔,周本衛(wèi).國際工程教育學歷互認背景下的專業(yè)建設探索[J].實驗技術與管理,2015.9:197-200
[10]王玲,盛敏.深化認證標準理解,提升自評工作質(zhì)量[J].高等工程教育研究,2014.5:113-118
[11]趙亦希,陳佳妮.以學生能力培養(yǎng)為導向是工程教育專業(yè)認證的基本準則[J].上海教育評估研究,2014.4:5-7
[12]馬思根,劉文江.計算機基礎與計算思維相結合的“計算機導論”課程知識體系構建研究[J].計算機時代,2019.5: 87-90.
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(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程建設項目(2019CXCKCY09);教育部產(chǎn)學研項目;甘肅省高等學校創(chuàng)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(nèi)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(shù)據(jù)通信與計算機網(wǎng)絡的研究。