新工科理念下移动通信实验教学模式探索

陈万通　冯青　王续乔

摘要：移动通信是普通高校通信工程专业重要的专业必修课，移动通信技术的飞速发展与实验教学的相对滞后是当前该课程建设的主要矛盾。本文在“新工科”的背景下，研究了移动通信實验教学的新模式，探讨了实施开放性实验教学、合作学习以及新考评体系的具体途径，并对实践教学模式的改革措施进行了相关阐述，以期为各类高校开展基于新工科的课程建设提供参考和借鉴。

关键词：新工科；核心能力；实验教学；工程教育

中图分类号：TN929.5 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）28-0268-02

一、引言

当前，我国正处在实施“互联网+”、“网络强国”、“一带一路”、“中国制造2025”等一系列重大发展倡议的关键时期，新经济发展进程中的新技术、新业态对工程科技人才培养模式提出了更高的要求。在这一趋势下，建设与发展“新工科”已然成为当前社会产业升级与发展的必然要求，同时也是深化高校工程教育范式改革的一项创新举措，更是未来全球创新生态系统的必经之路。实验教学是移动通信课程的一个关键环节，传统的以各类“实验箱”为基础的实验教学模式已经无法匹配当前的“新工科”建设。那么，如何对当前的实验教学模式实施改革，如何在改革中实践“新工科”内涵，如何以“新经济”为导向实施工程能力培养，成为当前移动通信实验教学模式的核心问题。

二、传统实验教学模式的主要矛盾

1.实验教学手段“滞后”于行业技术需求。传统模式下，“移动通信”课程采用实验箱式教学，其实验内容相对固定，涵盖有限，灵活性差，并且实施两三年便明显“落后”于最新的网络系统，无法做到“与时俱进”。此外，在基于实验箱的教学中，学生按照实验手册按部就班地进行操作即可观测到无线通信过程的基本指标，但却无法窥视其“内部”工作机理而没有从根本上掌握实验原理，学生的实际动手能力也得不到应有的锻炼，无法满足“新工科”内涵中对学生能够“主动适应新技术”的能力培养。

2.实验教学内容“脱离”于经济发展需求。

三、实验教学模式改革措施

新工科着重要培养的是两种能力，即工程创新能力和适应变化能力，这两种能力是学生适应未来行业高速发展的基石。下面针对移动通信实验教学环节的新工科能力培养，以中国民航大学2014级通信工程专业“双语试验班”本科生为实验对象，对传统的实验环节进行了改革。

1.以产业和经济为导向，实施开放性自主拟题。与传统“实验箱式”教学策略不同的是，开放性实验要求学生以当前的移动通信产业和经济为导向，以移动通信核心知识点为中心，实施开放式自主拟题，成果形式包括硬件、软件、调研报告、视频制作及学术论文等多种形式。即学生不单是项目的执行者，更是项目的设计者。开放式自主拟题鼓励以下几点：（1）实验项目设计新颖、独特，突显创新性；（2）跨专业、跨学科；（3）与新技术、新产业联系紧密；（4）实验内容或研究成果具有潜在的巨大经济效益。学生可根据各自特长，3—5人自行分组，成果形式不限，完成期限为一个学期，指导教师为学生提供实验器材和试验场地。学生对于开放性自主拟题热情较高，典型题目如“网联无人机低空移动通信网络接入终端设计”、“LTE物联网技术在摩拜单车实时监控系统中的实施策略”、“蜂窝窄带LTE IoT网络部署方案与性能评估”、“基于4G和云计算的智能家居监控系统设计”。

2.以合作学习为渠道，协同培养“核心能力”。国际高等教育界倡导基于能力的教育，大学教育的重点必须由知识与技能传授，逐渐转向学生核心能力的培养与测评。对于“新工科”，核心能力包括培养学生的个人效能、知识能力、学术能力、技术能力和社会能力等5类核心能力。传统实验教学中侧重于“知识能力”，涵盖不足。5类核心能力协同培养的一个有效机制是合作学习，即有共同研究目标和明确责任分工的互性学习，在达到小组目标的过程中每个小组成员都提高了自己的认知水平。由于未来的移动通信技术是多元融合的复杂性系统工程，个人“知识能力”不再占据主导地位，团队成员的“社会能力”将是工程项目成败的关键因素，因此“新工科”实验改革聚焦“合作学习”模式，该模式是协同培养“核心能力”，特别是“社会能力”的一个重要途径。

3.构建适应“新工科”理念的考核评价机制。在实施新工科人才培养战略中，传统的考试评价体系已不适用，需要结合人才培养目标与课程体系特点，研究成果导向、发展导向的课程评价方法，需要结合创新型、综合化、全周期工程教育理念建立新的考核评价机制。对于移动通信课程而言，新技术层出不穷、日新月异，因此评价机制不在关注学生掌握了多少知识和技术，而是关注了知识获取方法和实践能力，具体包含以下三个方面：（1）学生学习能力的综合体现，即在实验过程中，有多少知识和技能是学生在实践过程中自行学习得到的；（2）“宏思维”的体现，即课程之外的社会、经济、科技、工程等多方面的重大问题的观察、思考及领悟能力，从系统的角度，建立课程与其他学科关联性的能力；（3）反思能力，学生对于数据、结论、信息来源、证据以及逻辑关系要有独立思辨的能力，善于抓住问题中的矛盾。考核评价手段首次实现基于校园网的网络评价，将学生作品上传至Bb网上教学平台，开通网上留言与星级评价。未来将逐步建立机制，实现“企业点评”和“互联网点评”模式。

四、实践教学模式改革

“新工科”建设中仅依靠实验教学改革是不够的，必须构建以课堂实践教学为主线、以企业实践为主导、有机连接学科竞赛、毕业设计以及大学生创新创业项目的实践教学模式。在传统的实践教学中，在企业实践方面的布局不够深入，缺乏有效的校企合作方式。在“新工科”建设中，校企合作构建工程教育共同体是一个关键环节，目前，大量以“移动通信”和“移动互联网”为核心的企业需要“高校”培养出能够迅速适应行业发展需求的毕业生，即希望缩短毕业生在企业入职后的培训周期，这就迫使高校在实践教学环节加强与企业的“业务衔接”，一方面，高校要更多地使学生了解企业的发展动态，使学生建立课程所学知识与实际应用中的产品研发之间的关联；另一方面，学校应允许学生在企业完成“创新创业项目”、“学科竞赛”乃至“毕业设计”，并在校企之间建立合作机制促进其得以充分、有效地实施。

五、结语

以“移动通信”行业发展和人才需求现状为背景，基于“新工科”建设理念，对移动通信实验教学和实践教学进行改革，其优势在于：（1）人才培养迎合当前产业升级需求；（2）学生核心能力得以协同培养，适应未来工程需要；（3）提升“工程教育”的涵盖广度和深度，培养“跨界”型工程技术人才。

参考文献：

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