羅偉 冉佳 尹波 王斌

（重慶郵電大學(xué)光電工程學(xué)院 重慶 400065）

0 引言

近年來，教育部加大對高校課程改革的力度，從教學(xué)課程到教學(xué)課時的安排都作了較大調(diào)整，各級高校也興起了新一輪教學(xué)改革的浪潮。在對新工科課程教學(xué)模式進行探討和研究過程中，產(chǎn)生出很多教學(xué)方法和觀點。其中針對學(xué)生創(chuàng)新能力與工程實踐能力的培養(yǎng)，是一項熱門研究課題。但是也應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，目前對于新工科背景下如何有針對性地開展創(chuàng)新型工程應(yīng)用能力培養(yǎng)仍然存在很多爭議和待解決問題。創(chuàng)新型工程應(yīng)用培養(yǎng)模式不應(yīng)該成為寬泛的口號和形式，而應(yīng)當(dāng)與具體的工科專業(yè)相結(jié)合，在具體的課程教學(xué)中進行實踐和研究，進而形成系統(tǒng)完整的教學(xué)改革方案。

同時可以看到，不同層次的學(xué)校、不同學(xué)科的教師對創(chuàng)新型工程應(yīng)用培養(yǎng)模式的理解也不盡相同，各有特色，這反映出創(chuàng)新型工程應(yīng)用培養(yǎng)模式的研究還有相當(dāng)大的發(fā)展空間，包括教育觀的變革、評價體系的變革、教學(xué)模式的變革等?，F(xiàn)代高等教育思想指出，如果要提高大學(xué)生學(xué)習(xí)效率，滿足國家對高素質(zhì)工科人才的需求，必須充分調(diào)動和激發(fā)學(xué)生的主體意識和創(chuàng)新意識，建立良性互動的師生關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力。

創(chuàng)新型工程應(yīng)用培養(yǎng)模式是指在課堂教學(xué)過程中，將基礎(chǔ)理論與實際工程案例充分結(jié)合，以實際案例為觸發(fā)點引入專業(yè)知識的教學(xué)，以學(xué)生為主體，引導(dǎo)促使學(xué)生主動將案例與理論知識建立映射關(guān)系，將電子工程與無線通信技術(shù)中的具體問題簡化為數(shù)學(xué)物理模型，結(jié)合專業(yè)基礎(chǔ)理論針對工程問題提出創(chuàng)新性的解決方案，從而潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力與工程實踐能力。在此教學(xué)模式中，不僅保留傳統(tǒng)的理論授課形式，更重要的是引入啟發(fā)式教學(xué)方法，充分利用“翻轉(zhuǎn)課堂”等教學(xué)手段，促使學(xué)生聯(lián)系其他課程中所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識，主動思考答案。同時加強工程實踐能力培養(yǎng)，合理安排理論課程與時間實驗課程的學(xué)時與教學(xué)進程分配，全面培養(yǎng)學(xué)生的建模仿真能力與儀器操作實踐能力。

因此，創(chuàng)新型工程應(yīng)用培養(yǎng)模式有利于充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，促進學(xué)生創(chuàng)新型工程實踐能力與素養(yǎng)的形成。本文在深入分析近三年我?！稛o線傳播與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃》、《無線通信系統(tǒng)原理與應(yīng)用》、《微波工程》、《電磁工程仿真》、《天線與電波傳播》等電子信息類專業(yè)課程教學(xué)情況的基礎(chǔ)上，構(gòu)建創(chuàng)新型工程應(yīng)用培養(yǎng)模式，重新安排教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，分析探討創(chuàng)新型案例討論式教學(xué)法、工程問題建模方法的運用。討論創(chuàng)新型工程應(yīng)用培養(yǎng)模式下學(xué)生課外學(xué)習(xí)的安排及課程考核方法，為電子信息類專業(yè)課程的教與學(xué)提供可借鑒的思路和方案。

圖1：創(chuàng)新型工程應(yīng)用培養(yǎng)模式研究的基本體系結(jié)構(gòu)

1 創(chuàng)新型工程應(yīng)用培養(yǎng)模式建設(shè)內(nèi)容

針對電子信息類專業(yè)課程進行創(chuàng)新型工程應(yīng)用培養(yǎng)模式研究的基本體系結(jié)構(gòu)如圖1所示，本項目主要研究內(nèi)容包括：完善教學(xué)內(nèi)容、設(shè)計創(chuàng)新訓(xùn)練、改進教學(xué)方式三部分。

1.1 完善教學(xué)內(nèi)容

隨著目前無線通信技術(shù)與電子信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，教學(xué)內(nèi)容需要及時更新完善：

（1）進行教材內(nèi)容更新。需要調(diào)研大量國內(nèi)外相關(guān)專業(yè)教科書，結(jié)合當(dāng)前電子信息科學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀進行仔細(xì)甄別，選取其中優(yōu)秀作品作為授課教材。對于部分特色課程，嘗試自主編寫相應(yīng)教材，服務(wù)電子信息類本科教學(xué)。例如在《無線傳播與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃》課程中無線網(wǎng)規(guī)成為無線網(wǎng)絡(luò)通信的重要研究內(nèi)容，具有重要工程價值，同時5G網(wǎng)絡(luò)部署需要大量具備網(wǎng)規(guī)知識能力的人才。然而傳統(tǒng)無線電波傳播類教學(xué)內(nèi)容中缺乏對此類知識的闡述，因此需要進行廣泛地通信類教材和相關(guān)科技文獻調(diào)研，組織多次教學(xué)研討會議，從而充實關(guān)于無線通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃理論知識的教學(xué)內(nèi)容。

（2）積極引入工程實踐類教學(xué)內(nèi)容。需要與各大企業(yè)和研究所積極交流合作，掌握用人單位對于學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的要求，并結(jié)合學(xué)科發(fā)展趨勢和學(xué)生特點設(shè)計工程實踐類教學(xué)內(nèi)容。例如，電波傳播理論是無線通信技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，并且是無線通信中物理層研究的重要內(nèi)容；同時中國移動、華為、中興等通信企業(yè)需要大量同時具備無線通信理論與電波傳播測量仿真技術(shù)的工程師。因此在《無線通信系統(tǒng)原理與應(yīng)用》和《無線傳播與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃》等相關(guān)課程內(nèi)容中應(yīng)引入電波傳播特性仿真和測量相關(guān)的實踐實驗內(nèi)容，并將其與傳統(tǒng)電波工程理論基礎(chǔ)結(jié)合，通過案例仿真和測量方案設(shè)計，達(dá)到培養(yǎng)具備無線通信電波工程實踐能力人才的目的。

1.2 設(shè)計創(chuàng)新訓(xùn)練

（1）建立良好的師生互動關(guān)系，充分進行師生交流。教師需要深入了解學(xué)生學(xué)習(xí)水平和興趣特長，有針對性地因材施教。教師應(yīng)當(dāng)向?qū)W生介紹當(dāng)前無線傳播研究領(lǐng)域現(xiàn)狀以及教師自身研究課題內(nèi)容，與學(xué)生建立互相信賴的關(guān)系，營造團結(jié)積極的團隊氛圍。

（2）要根據(jù)當(dāng)前科研領(lǐng)域熱點與產(chǎn)業(yè)界需求確定創(chuàng)新訓(xùn)練目標(biāo)，進而結(jié)合本團隊人員結(jié)構(gòu)和能力特點進行創(chuàng)新計劃制定。創(chuàng)新計劃要具備前沿性、實用性和挑戰(zhàn)性等特征。應(yīng)積極開展校際交流，學(xué)習(xí)國內(nèi)外高水平大學(xué)的科研訓(xùn)練優(yōu)勢經(jīng)驗，定期組織教研團隊成員赴外校實地考察或參加大學(xué)生科創(chuàng)培訓(xùn)計劃。

（3）應(yīng)積極推動開展創(chuàng)新研究，教師在研究實施過程中應(yīng)起到引導(dǎo)作用，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新研究熱情和積極性，以學(xué)生為主體開展創(chuàng)新研究。以教師的科研課題為牽引，強化教學(xué)學(xué)術(shù)，促進教師教學(xué)指導(dǎo)與研究的融合，教師以學(xué)術(shù)研究的態(tài)度設(shè)計培訓(xùn)課程、教學(xué)方式、教學(xué)資源，并在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中融入學(xué)習(xí)共同體、實踐共同體，產(chǎn)生教學(xué)相長的效果。

1.3 改進教學(xué)方式

針對目前教學(xué)方式較為單一的現(xiàn)象，學(xué)習(xí)先進教學(xué)理念，探討并嘗試多種新型教學(xué)方式實施方法：

（1）引入分組式教學(xué)方法，根據(jù)學(xué)生特點進行學(xué)習(xí)小組分配，組織學(xué)生針對問題進行研討分析，教師對各個小組學(xué)習(xí)進度精確把控，并適當(dāng)進行效果評比分析，便于提升教學(xué)能力和持續(xù)改進教學(xué)方法。

（2）采用案例啟發(fā)式教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生研究分析實際工程現(xiàn)場可能出現(xiàn)的各類問題，并結(jié)合分組討論的方式提出解決方案，鼓勵學(xué)生結(jié)合理論知識對問題進行發(fā)散思維討論，從而實現(xiàn)創(chuàng)新性設(shè)計。

（3）采用線上線下同步式教學(xué)方法，充分利用當(dāng)前移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將傳統(tǒng)課堂教學(xué)拓展至互聯(lián)網(wǎng)的線上教學(xué)。研究各類教學(xué)APP（移動應(yīng)用軟件）使用方法，充分利用社交軟件（QQ、微信等）對學(xué)生進行教學(xué)，將教學(xué)場地由教室拓展至宿舍、圖書館以及學(xué)生家庭。

2 創(chuàng)新型工程能力培養(yǎng)方法

2.1 針對創(chuàng)新能力和工程能力培養(yǎng)，廣泛開展調(diào)研和教學(xué)研討

長期跟蹤與調(diào)研就業(yè)市場需求和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，及時跟蹤社會發(fā)展、學(xué)科發(fā)展對人才需求的變化，建立培養(yǎng)方案反饋調(diào)整機制。與校內(nèi)教研團隊進行合作交流，加強對學(xué)生科研能力培養(yǎng)方式研究；保持與國內(nèi)兄弟院校交流聯(lián)系，積極主動學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進教學(xué)研究經(jīng)驗。在本教研團隊內(nèi)，建立長期穩(wěn)定的教學(xué)研討機制，定期組織主題教學(xué)研討活動，針對創(chuàng)新能力培養(yǎng)和工程實踐教學(xué)方法等課題進行深入交流。

2.2 積極進行教育教學(xué)改革嘗試，在教學(xué)實踐中總結(jié)和更新教學(xué)大綱

在確保學(xué)生學(xué)習(xí)效果的前提下，積極主動進行教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及教學(xué)效果測評等方面的改革嘗試。根據(jù)學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的技術(shù)發(fā)展，及時更新授課內(nèi)容，完善電子信息類專業(yè)課程的知識體系。優(yōu)化師資隊伍，鼓勵優(yōu)秀青年教師將學(xué)術(shù)前沿知識適當(dāng)?shù)丶尤虢虒W(xué)內(nèi)容，同時鼓勵資深教師從教學(xué)技巧角度對教學(xué)大綱提出建議和做出貢獻。

2.3 完善實踐教學(xué)方案，提高應(yīng)用能力

堅持以實踐促創(chuàng)新，完善實踐教學(xué)體系，強調(diào)實際應(yīng)用開發(fā)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識，鍛煉學(xué)生團隊協(xié)作精神，培養(yǎng)學(xué)生的求知精神和自我知識更新的能力。

（1）強化理論教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合、課內(nèi)實驗與課外創(chuàng)新訓(xùn)練結(jié)合、科研項目研究與學(xué)生課外科技活動相結(jié)合，形成以課內(nèi)外一體的大學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐能力培養(yǎng)模式，有效調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進實踐能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。通過實驗環(huán)境建設(shè)和師資的合理配置，提升理論和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的同步性、完整性、融合性，做到理論和實踐教學(xué)的無縫銜接。

（2）完善實驗室開放與管理制度，加大實驗室的經(jīng)費投入和開放力度。針對無線電波測量等實踐實驗教學(xué)內(nèi)容，購置或自行開發(fā)教學(xué)儀器設(shè)備；針對無線電磁環(huán)境建模，引入新型建模工具軟件。確保學(xué)生可在任課教師指導(dǎo)下自主選擇平臺和開發(fā)工具，靈活完成實驗課的學(xué)習(xí)。

（3）定期組織關(guān)于創(chuàng)新實踐教學(xué)研究的教研活動，逐步完善相關(guān)課程實驗內(nèi)容教學(xué)大綱，精心組織實驗內(nèi)容，不僅在實驗任務(wù)上求新，在實驗課堂、實驗形式、實驗成果等多個方面都體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的推陳出新。

2.4 實施授課質(zhì)量監(jiān)控，完善教學(xué)評價體系

在堅持教學(xué)管理制度化、系統(tǒng)化、規(guī)范化、精細(xì)化的基礎(chǔ)上，重點在以下幾個方面加強建設(shè)：

（1）健全專業(yè)建設(shè)管理與質(zhì)量監(jiān)控模式。由課程負(fù)責(zé)人主持開展多種形式的教學(xué)質(zhì)量評價，定期或不定期地對教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果進行檢查。

（2）完善校內(nèi)教學(xué)評價制度。在學(xué)校教務(wù)系統(tǒng)的學(xué)評教基礎(chǔ)上，結(jié)合各類移動互聯(lián)網(wǎng)社交軟件與學(xué)生充分展開教學(xué)評測活動，健全學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量考核評價體系，建立合理的評測方法。

（3）建立產(chǎn)業(yè)界需求征集體機制。有組織地開展深入無線通信類企業(yè)調(diào)研活動，掌握目前電子信息類人才需求，并根據(jù)需求及時調(diào)整無線通信與無線傳播類課程內(nèi)容安排設(shè)置。

3 創(chuàng)新型工程應(yīng)用能力培養(yǎng)實踐中的核心問題

3.1 基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)資源完善

目前電子信息類專業(yè)課程的部分教學(xué)資源較為陳舊或存在不足，難以及時跟進學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的技術(shù)發(fā)展。以《無線傳播與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃》課程為例，電子信息產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展對于復(fù)合創(chuàng)新型人才的需求日益增大，要求相關(guān)專業(yè)的高校畢業(yè)生不僅掌握無線通信原理和電子工程知識，更要將基礎(chǔ)知識與無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計以及電磁工程軟/硬件設(shè)計技能充分融合。因此目前需要盡快完善相關(guān)教學(xué)資源，針對部分課程進行新版教材撰寫和出版，完成無線電波傳播與無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計相關(guān)網(wǎng)課制作，形成一批能夠滿足理論與實踐充分結(jié)合的高水平高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源。

3.2 基于創(chuàng)新型工程實踐能力培養(yǎng)的實踐實驗教學(xué)改進

通過調(diào)研國內(nèi)電子信息類特色高校的相關(guān)專業(yè)課程，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前針對電磁工程設(shè)計、電波傳播、無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃等專業(yè)技能的實踐實驗教學(xué)存在不足。需要引入科學(xué)的電磁環(huán)境仿真軟件教學(xué)方法，購置相關(guān)射頻設(shè)備或自行搭建電路與微波工程測量教學(xué)體系，設(shè)計無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃教學(xué)案例。將學(xué)生工程實踐能力與企業(yè)人才需求精準(zhǔn)對接，從而提升教學(xué)效果。

3.3 基于成果導(dǎo)向的創(chuàng)新訓(xùn)練方案設(shè)計與實施

科研創(chuàng)新訓(xùn)練不宜簡單視為電子信息類專業(yè)學(xué)生的課外活動，而是需要與該類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)相結(jié)合，與專業(yè)課程教學(xué)體系互為支撐。應(yīng)基于成果導(dǎo)向的教育理論，探索如何科學(xué)設(shè)計科研創(chuàng)新訓(xùn)練方案，從而將學(xué)生創(chuàng)新能力與創(chuàng)新訓(xùn)練目標(biāo)細(xì)化、量化、可視化。在實施創(chuàng)新訓(xùn)練過程中，嘗試結(jié)合電子信息專業(yè)優(yōu)勢與特色，融入依托先進信息技術(shù)的情境化教學(xué)方式與高階學(xué)習(xí)方式，進而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和對復(fù)雜工程問題解決能力。

4 結(jié)語

針對面向新工科的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方法的教學(xué)研究與改革是一項對于國家新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重大意義的課題，也將是一項需要投入資源并長期開展的研究工作。在此過程中，需要結(jié)合本科人才培養(yǎng)的需要，適時地進行課程內(nèi)容重新構(gòu)建，進而開展周期性的以需求為導(dǎo)向的大類培養(yǎng)方案修訂工作，進一步深化教學(xué)改革，提高師資素質(zhì)，保障學(xué)生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)方案的順利實施。本文針對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方法進行了討論分析，為電子信息類相關(guān)專業(yè)課程的教與學(xué)提供可借鑒的思路和方案。