摘要：截至目前，通信工程專業(yè)在全國重點專業(yè)中排名依舊靠前，如何培養(yǎng)通信工程專業(yè)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題關(guān)系到通信工程專業(yè)教育教學(xué)的高效推進。針對傳統(tǒng)教育教學(xué)模式，本文在此基礎(chǔ)上提出創(chuàng)新的“PBL+競賽”教學(xué)體系，幫助解決通信工程專業(yè)遇到的復(fù)雜工程問題，從而進一步提高教育教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：PBL教學(xué)；教改創(chuàng)新；通信工程；復(fù)雜工程

一、“PBL+競賽”教學(xué)的背景和意義

（一）現(xiàn)階段教學(xué)存在的問題

1.在教學(xué)過程中，傳統(tǒng)方式過于追求教學(xué)內(nèi)容的全面性，忽視了教學(xué)的精細(xì)化研究，沒有深入挖掘

傳統(tǒng)的教學(xué)慣性制約著教師更新教學(xué)觀念，與時俱進。通信工程專業(yè)開設(shè)的課程數(shù)目較多，其中主要包括專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)核心課。以C語言為例，在進行C語言課程教學(xué)時，很多教師會將課本所有的知識點全部傳授給學(xué)生，在有限的學(xué)時內(nèi)，保證課本教學(xué)的完整性以及全面性。同時在面對一些問題時，教師無法平衡知識全面與知識深度之間的關(guān)系，造成需詳細(xì)講解的內(nèi)容沒有著重講解，成為教學(xué)中的尷尬。在教學(xué)方式上，教師不能有效利用先進的教學(xué)手段，將知識有效地貫穿于課堂始終，造成教學(xué)結(jié)構(gòu)以及教學(xué)內(nèi)容無法形成獨立運作的教學(xué)模式，無法保證教學(xué)內(nèi)容的深度，在深度和廣度兩個層面無法有機結(jié)合，導(dǎo)致教學(xué)體系不健全，無法與當(dāng)下社會經(jīng)濟的發(fā)展相適應(yīng)。

2.學(xué)生數(shù)理基礎(chǔ)薄弱，分析問題能力欠佳

由于疫情特殊期間，大部分的任課教師都是進行線上授課，通過智慧樹或者雨課堂平臺進行授課。線上授課有利有弊，任課教師在授課過程中要與學(xué)生進行互動和提問，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生對物理定律和數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用不夠熟練。以C語言為例，在進行循環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計以及數(shù)組運算過程中，學(xué)生面對公式求導(dǎo)甚至方程求解問題時，推理和運算的速度和質(zhì)量有較大提升空間；面對邏輯問題分析和方案方面的表現(xiàn)普遍欠佳，尤其是綜合運用物理定理和數(shù)學(xué)工具的能力有待加強。

3.缺乏“手+腦”的專業(yè)特色

盡管大部分高校都設(shè)置了通信工程專業(yè)，但是大同小異，沒有形成獨特的專業(yè)特色。對于程序設(shè)計類課程而言（如C/C++），課程講授的內(nèi)容雖然與通信工程專業(yè)密切相關(guān)，但是由于教學(xué)過程偏重于基礎(chǔ)知識（這正是學(xué)生普遍不擅長的），學(xué)生只能通過大腦來進行知識的收取，往往由于基礎(chǔ)知識的枯燥乏味，沒有興趣學(xué)，導(dǎo)致許多學(xué)生從來都沒有體驗過專業(yè)實踐的愉悅，導(dǎo)致教學(xué)效果不顯著。一些教師教學(xué)任務(wù)過于繁重，為了完成學(xué)校的教學(xué)任務(wù)，沒有更多的精力組織學(xué)生進行實踐操作和有效的實踐指導(dǎo)，導(dǎo)致培養(yǎng)出來的學(xué)生理論知識扎實，但是實踐操作一塌糊涂的現(xiàn)狀。

4.項目式教學(xué)思維有待深入

在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，例如針對學(xué)生的基礎(chǔ)程序設(shè)計類課程，以C語言為例，在進行程序講解或者實驗實踐的時候，往往是教師進行出題，然后一道題一道題給學(xué)生進行講解。題目的難易程度在學(xué)生眼里都是一樣的，只需要聽明白教師講的就萬事大吉了。但是學(xué)生只是了解程序?qū)崿F(xiàn)的過程，并沒有實際動手進行練習(xí)，整個實驗過程缺乏創(chuàng)新性和探索性，不能激發(fā)學(xué)生的熱情，學(xué)生感覺編程實驗基本沒有意義，對著課本也可以敲出來代碼。尤其是針對大一新生，現(xiàn)在統(tǒng)一的線上授課沒有辦法進行課堂上課的效果監(jiān)督且沒有課本進行線下學(xué)習(xí)，下課后學(xué)生很難繼續(xù)維持課上的思考，思維深度無法得到有效訓(xùn)練。所以近年來我們在進行C程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫、C++、網(wǎng)頁設(shè)計以及Java程序設(shè)計等編程類課程的實驗教學(xué)中，進行基礎(chǔ)理論知識的同時開展實驗教學(xué)。在教師的引導(dǎo)下，“以學(xué)生為中心，以問題為基礎(chǔ)”，學(xué)生采用小組討論的形式，圍繞問題獨立收集資料，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。相較于傳統(tǒng)的理論教學(xué)來說，這確實更受學(xué)生歡迎。但目前存在的問題是，這些知識點前后關(guān)聯(lián)的專業(yè)課實驗與理論知識缺乏銜接性，即學(xué)生在完成了上一章的知識點學(xué)習(xí)以及實驗練習(xí)之后，無法在后續(xù)其他章節(jié)課程實驗中和先前章節(jié)的知識進行有效結(jié)合，容易出現(xiàn)知識點銜接不上的問題。

（二）施行“PBL+競賽”教學(xué)的意義

針對上述各項不足，以學(xué)生為主體，將PBL項目式教學(xué)法應(yīng)用到通信工程類課程的教學(xué)中。首先，PBL的教學(xué)方法是在問題的基礎(chǔ)上，以問題作為引子開展的一項教學(xué)方法。這種方法是將學(xué)生作為處理問題的中心環(huán)節(jié)，通過教師進行思想上的引導(dǎo)，把問題作為基石，利用學(xué)生自己的靈活思維解決問題，將學(xué)生進行劃分，利用小組團體合作的方式，針對提出的問題進行文獻查找以及資料收集，達(dá)到提高學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題、查找問題以及解決問題能力的目的。就以大一專業(yè)基礎(chǔ)課程C語言為例，C語言課程分為課堂講授和實驗課兩部分，實驗課程開展，可以利用小組進行分組實驗，自己提出問題、分析問題、解決問題，符合PBL項目式學(xué)習(xí)教學(xué)法的推廣。將PBL項目式教學(xué)法應(yīng)用到通信工程類課程的教學(xué)中，選擇C語言編程作為突破口。一方面，通過將C語言編程的課堂教學(xué)與課程實踐相結(jié)合。以學(xué)生為中心，開展自主、合作、探究式學(xué)習(xí)，讓學(xué)生通過這種方式發(fā)揮自己主動學(xué)習(xí)的作用，通過相互配合以及合作創(chuàng)新來進行復(fù)雜問題的解決，利用自己的動手能力來處理遇到的困難和挑戰(zhàn)，從中獲取新的知識，鍛煉新的技術(shù)能力，得到處理問題的明確思路與準(zhǔn)確方法，理清科學(xué)知識的來龍去脈，反過來促進學(xué)生的理論水平。另一方面，以C語言編程為核心組織學(xué)生參加各項學(xué)科競賽、開展第二課堂，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。綜上可知，將BPL教學(xué)法融入通信工程專業(yè)的教學(xué)、競賽，利用PBL項目式學(xué)習(xí)教學(xué)法將會在很大程度上提升計算思維、實證思維和邏輯思維的訓(xùn)練效果，從而真正能夠做到對學(xué)生因材施教、取長補短，提高專業(yè)教學(xué)質(zhì)量。

（三）競賽培養(yǎng)解決“復(fù)雜工程問題”的能力

①點面結(jié)合。通過突出重點，整合資源，兼顧各個學(xué)科，擴大競賽的輻射面，最終在“面”上產(chǎn)生出放大效應(yīng)。我院在學(xué)科競賽工作中，著重考慮了人才培養(yǎng)、參賽項目、參與學(xué)生、組織形式等方面的點面結(jié)合問題。

②競賽與具體實踐操作的教學(xué)結(jié)合。學(xué)科競賽是加強實踐能力的關(guān)鍵手段之一。教師利用學(xué)科競賽探索實際生活中的實踐教學(xué)，通過學(xué)科競賽將高校的實驗實踐型活動以及教學(xué)，包括專業(yè)課程學(xué)習(xí)等交叉融合，最終形成一種以學(xué)科競賽為依托、以培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才為目標(biāo)的競賽實踐模式，最終達(dá)到以學(xué)科競賽促進教育教學(xué)的目的。

③競賽與設(shè)計實驗結(jié)合。通過不同類別的學(xué)科競賽，構(gòu)思設(shè)計開放的實驗實訓(xùn)方案，搭建開放的實驗項目庫，鼓勵和引導(dǎo)更多的學(xué)生利用這種形式參與到學(xué)科競賽中來，通過利用實驗實訓(xùn)的方法結(jié)合學(xué)科競賽，使兩者充分融合，充分發(fā)揮學(xué)校各類實驗室的教學(xué)配置資源，在硬件方面為學(xué)生參與學(xué)科競賽提供有力支持。

④基礎(chǔ)知識和專業(yè)能力結(jié)合。在高校的教育教學(xué)中，更加注重的是基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程相結(jié)合的方式，在學(xué)科競賽中同樣也是如此。特別是針對綜合性較強的學(xué)科競賽，往往需要專業(yè)知識和基礎(chǔ)知識相融合。利用綜合性的學(xué)科競賽形式，將學(xué)生的基礎(chǔ)知識與專業(yè)知識進行融合，實現(xiàn)全面的知識綜合，把學(xué)生不同課程的知識進行融合，在基礎(chǔ)知識的前提下，加深學(xué)生專業(yè)知識深度。從而進一步提高學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，應(yīng)對各類競賽。提高動手能力的同時，也讓學(xué)生掌握了更多的實踐經(jīng)驗和專業(yè)技能，為學(xué)生的就業(yè)方向以及科研創(chuàng)新奠定了一定的基礎(chǔ)。

二、擬解決的關(guān)鍵問題

①解決程序設(shè)計類課程與專業(yè)應(yīng)用脫鉤的問題。使學(xué)生既學(xué)習(xí)計算思維中重要的基礎(chǔ)知識，同時又能掌握程序設(shè)計知識在專業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用方法。

②解決基礎(chǔ)專業(yè)理論課程和實驗實踐融合的問題，徹底將傳統(tǒng)的專業(yè)理論課程講授轉(zhuǎn)變?yōu)槔碚撜n程與實踐教學(xué)相融合，通過具體的動手實踐提高學(xué)生的專業(yè)能力。

③通過課上課下雙層指導(dǎo)，幫助學(xué)生解決全面培養(yǎng)問題。通過實踐和競賽兩種模式，提倡學(xué)生自主學(xué)習(xí)、團體合作，進而解決復(fù)雜工程問題，達(dá)到通信工程專業(yè)人才培養(yǎng)的需求，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的人才。

④通過PBL教學(xué)實現(xiàn)分小組指導(dǎo)，進而引導(dǎo)學(xué)生自行發(fā)現(xiàn)問題，主動思考并解決問題。學(xué)生通過自己動手動腦，探索問題的趣味性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，教師進一步引導(dǎo)學(xué)生面對更多問題，解決復(fù)雜工程問題。同時結(jié)合PBL的教學(xué)模式，利用多層知識融合，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。

三、項目實施方案

（一）整體方案設(shè)計

前期調(diào)研階段：通過問卷調(diào)查法收集通信工程專業(yè)、計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的硬件類課程學(xué)習(xí)情況，并對其進行分析，充分了解學(xué)生知識與技能的掌握情況、對課程是否有興趣、對課程進程是否存在疑問等等。教師采用訪談方式，其中訪談內(nèi)容主要涵蓋的有教學(xué)設(shè)計過程中存在的問題，以及專業(yè)對于編程類課程的重視程度等。教師通過對訪談內(nèi)容進行整理發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段編程類課程的教學(xué)情況以及教師實際教學(xué)過程中存在的問題等。

設(shè)計實施階段：通過前期調(diào)研階段總結(jié)出來的問題，以PBL項目式學(xué)習(xí)教學(xué)法中的內(nèi)涵、特點、理論基礎(chǔ)以及聯(lián)系作為切入點，遵循設(shè)計原則與思路的前提下對 PBL項目式學(xué)習(xí)教學(xué)法的教學(xué)設(shè)計進行規(guī)劃，提出該教法的完整課程方案。在實際操作過程中針對某些綜合項目進行詳細(xì)介紹，同時在教學(xué)過程中需要對相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析整合，為后期實踐結(jié)果的產(chǎn)生提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

后續(xù)驗證階段：借助學(xué)生反饋的問卷調(diào)查、教師訪談內(nèi)容等以及實際操作過程中所整理的數(shù)據(jù)對教學(xué)設(shè)計的應(yīng)用效果進行具體分析，闡述該教學(xué)設(shè)計的科學(xué)性與有效性，分析此教學(xué)法在應(yīng)用后學(xué)生發(fā)生的變化，包括課堂滿意度、學(xué)生自身素質(zhì)的差異等等。

總結(jié)歸納階段：以實踐結(jié)果為依托提出針對性建議。以現(xiàn)階段我國高校通信工程專業(yè)授課現(xiàn)狀、研究設(shè)計的過程以及自己的工作經(jīng)驗等作為出發(fā)點，對基于問題的任務(wù)驅(qū)動教法教學(xué)設(shè)計以及課程發(fā)展提出針對性建議，總結(jié)出該方法的優(yōu)勢以及所需要注意的問題。

（二）具體實施計劃

本次教學(xué)改革采用以點帶面的方式，可以首先在21級和22級，通信工程專業(yè)學(xué)生中進行。具體實施計劃分為三個階段：

第一階段，分析現(xiàn)有課程體系對競賽的支持程度，同時掌握學(xué)生對編程類課程的接受程度。通過組織學(xué)生進一步開展編程類課程，進行分組式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建自主學(xué)習(xí)的理念，從發(fā)現(xiàn)、提出問題到分析、解決問題，搭建起來一套全新的項目式教學(xué)方法。如此一來可以同時實現(xiàn)兩個教學(xué)目標(biāo)，一是C語言程序設(shè)計課程基礎(chǔ)知識的掌握，二是在動手能力的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生知識競賽，一舉兩得。

第二階段，結(jié)合軟件編程使軟硬件進一步結(jié)合起來。針對高校學(xué)生的軟件理論課程以及實踐基礎(chǔ)課程，使兩者充分融合。從軟件設(shè)計中探索硬件設(shè)計的基本原理，引導(dǎo)學(xué)生軟硬件結(jié)合進行設(shè)計創(chuàng)造，同時鼓勵學(xué)生團隊合作參加各類競賽，比如：“互聯(lián)網(wǎng)+”“電子設(shè)計大賽”“藍(lán)橋杯”“計算機設(shè)計大賽”“嵌入式智能互聯(lián)大賽”等，通過獨立學(xué)習(xí)小組共享，達(dá)到高效率的學(xué)習(xí)。增強參與意識，從關(guān)注理論學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注理論的實際運用，從注重傾聽轉(zhuǎn)變?yōu)樯朴诮涣?，善于傾聽，勇于承擔(dān)責(zé)任。

第三階段，學(xué)生可以自選隊員進行興趣項目的設(shè)計，在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)問題，及時解決。學(xué)生可以進行自行組隊進行的形式，進行感興趣的項目設(shè)計，不同成員之間進行分工合作，定期發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的問題，教師進行引導(dǎo)，學(xué)生進行探索及時解決問題。小組成員之間彼此互相交流，提出問題大家一起進行解決，最終進行成果匯報，保證成員之間互相熟悉設(shè)計原理以及設(shè)計的問題，幫助每一位小組成員提高自身的專業(yè)能力。教師以此作為引導(dǎo)，鼓勵學(xué)生向省級以及全國性的學(xué)科競賽發(fā)起挑戰(zhàn)。通過這種比賽形式，進一步地對學(xué)生在軟硬件方面的設(shè)計創(chuàng)新能力進行挖掘和提升。

四、創(chuàng)新點

①將傳統(tǒng)講授式教學(xué)同實踐動手教學(xué)進行融合，改變學(xué)生只聽不做的現(xiàn)狀，真正地將課堂教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)閷嵺`教學(xué)模式，進一步提高學(xué)生的課堂效率。

②轉(zhuǎn)變教師課上課下相分離的問題，課程教師應(yīng)該實現(xiàn)課上課下融合，隨時能解決學(xué)生在探索中遇到的問題，而不是只針對學(xué)生課上遇到的問題。

③在進行教育教學(xué)過程中，將互相之間有聯(lián)系的課程實踐可以進行整合，利用多個課程實踐的融合來培養(yǎng)學(xué)生綜合性解決問題的能力。

④將基本的專業(yè)課程設(shè)計與大學(xué)生的畢業(yè)實習(xí)、專業(yè)學(xué)科競賽有機結(jié)合，提高動手能力的同時，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識。

⑤利用編程類學(xué)科，結(jié)合PBL的教學(xué)模式，有針對性地讓學(xué)生進行專業(yè)學(xué)習(xí)，從傳統(tǒng)的聽課模式轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w的實踐模式。結(jié)合競賽式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，既實現(xiàn)學(xué)生軟件編程的能力，又可以很好地和硬件結(jié)合，在學(xué)習(xí)專業(yè)課程的同時能夠從容不迫地將理論知識與實踐相結(jié)合，真正實現(xiàn)通過實踐技能來促進理論水平的提高。

五、結(jié)束語

通過對通信工程專業(yè)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的教育教學(xué)探索研究，本文提出利用“PBL+競賽”的教學(xué)方式解決復(fù)雜工程問題，通過PBL教學(xué)分組指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生自主探索、發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。利用自主學(xué)習(xí)以及小組合作的模式，讓學(xué)生學(xué)會如何對復(fù)雜工程問題進行探索，同時也為學(xué)生在后續(xù)的就業(yè)方面和科研方面奠定基礎(chǔ)。

作者單位：楊珺菲 苗瑾超 候玉勇 新疆理工學(xué)院

參" 考" 文" 獻

[1]黃曉蓓，簡妙如.基于學(xué)科競賽的會計專業(yè)實踐教學(xué)體系改革[J].時代經(jīng)貿(mào)，2018（28）：100-102.

[2]陳鐵權(quán).引導(dǎo)式教學(xué)法在高職院校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用[J].海峽科技與產(chǎn)業(yè)，2020（05）：16-18.

[3]趙強，穆克，姜麗，褚俊霞.以學(xué)科競賽為平臺建設(shè)電子實踐創(chuàng)新基地[J].實驗技術(shù)與管理，2012，29（04）：363-366.

[4]陳萬忠.研究型大學(xué)定位下的工科學(xué)生工程素質(zhì)養(yǎng)成及工程化訓(xùn)練方法的研究與實踐[J].教育教學(xué)論壇，2013（48）：194-195.