基于CDIO的通信卓越工程师创新型培养体系研究——以昆明理工大学通信工程专业为例

彭 艺,沈 韬，唐菁敏,龙 华,张 申

(昆明理工大学 信息工程与自动化学院,云南 昆明 650504)

0 前言

2010年国家教育部提出了 “卓越工程师教育培养计划”(简称“卓越计划”)，该计划是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-2020年)》的重大改革项目[1].目的是培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务.目前，我国参加卓越计划的高校已有208所，并以理工类高校为主.2013年9月昆明理工大学通信工程专业获得了国家教育部批准加入卓越计划，也是云南省首家获得批准的通信工程专业.

针对国家卓越计划的培养目标与面临着全球经济一体化对人才特别是专业工程技术人才需求的严峻形势，我国各工科院校纷纷改革现有的人才培养模式，引入CDIO(Conceive、Design、Implement、Operate，以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、 实践的、 课程之间有机联系的方式学习)工程教育理念[2]，形成了多样化的CDIO.福建工程学院的A-H—CDIO(D)人才培养方式构建以及苏州职业技术学院T-CDIO课程体系的构建等[3].清华大学工业工程系教授顾学雍采用CDIO方法教学，通过“数据结构及算法”和“数据库系统原理”这两门连续的必修课获得实践经验[4].王汉成、姜乐军在《论国内外校企合作模式对我国实施“卓越计划”的启示》[5]中提出应通过借鉴国内工程教育方法等来推进卓越计划的实施.李博在《培养卓越工程师比较视野TI程硕士培养模式创新》中通过对过内外的工程硕士培养模式，对硕士阶段卓越工程师培养提出了一些措施[6].王文福在《基于卓越工程师培养诉求的教学改革的理性思考——面向CDIO理念的地图学教改构想》中提出教学中实时引入CDIO理念[7].但以上这些研究都较为局限，目前国内也没有建立系统化、标准化的卓越工程师培养体系.因此，本文在研究分析现阶段“卓越工程师培养计划”存在问题，以及对CDIO理念应用研究的基础上，结合昆明理工大学的教学特色理念提出一套适合于我国理工类高校的通信卓越工程师创新性培养体系.

1 通信卓越工程师培养体系的现状及不足

1.1 通信卓越工程师培养体系的研究现状

自国家“卓越计划”提出与实施以来，各个高等院校依然以传统的课堂教学方式为主，陈旧的教学理念和教学方式抑制了学生学习自主性和主动性，限制了学生的个性发展，禁锢了学生创造性思维和创新意识的发展.此外，许多工科专业在工程实践教学方面不够深入，无法达到“卓越计划”中提出的工程人才培养目标.目前有许多国内高校的通信工程专业已经展开卓越工程师培养体系研究，并加以实施.虽然这些新型的培养体系较之以往传统的教学培养体系有所改变，在一定程度上也促进了高校通信工程专业培养体系发展.然而整体而言，通信卓越工程师培养体系还处于理论阶段，并不是很成熟，因此对其的研究还是不够深入，培养体系较现在的社会人才需求来讲还是存在一定差距.

1.2 通信卓越工程师培养体系的不足

目前各高校提出的卓越工程师培养体系虽有创新，但仍存在不足，主要体现在：1)重理论教学，轻实践教学.目前高校的实践教学环节中针对实际工程问题的综合实验内容偏少,实践教学内容陈旧无法追踪前沿技术发展，缺乏创新性培养.同时大量的实训、实习工作仍在校内完成，进入企业实践的机会较少,导致用人单位需求与毕业生能力存在差距；2)缺乏个性化人才培养模式.国内各高校人才培养模式单一、陈旧, 执行统一的教学大纲、学制时间、课程教学和考核方式，从而使得课程设置缺乏柔性,不适应学生个性化发展.模式化的培养结构严重地抑制了创新型人才的成长.

2 基于CDIO的通信卓越工程师创新型培养体系

2.1 基于CDIO的通信卓越工程师培养目标

目前在“卓越工程师培养计划”通用标准下，按照行业标准要求，昆明理工大学通信工程专业结合CDIO理念、昆明理工大学特色、办学理念、人才培养定位等,构建了相应的培养目标：培养出德智体全面发展，具有独立自主、创新思维、广阔视野、坚毅踏实、较强的人文素质、团队合作等精神，并具备通信工程及电子信息相关领域宽厚理论基础、专业知识和实验能力，有较强工程实践能力的卓越应用型通信工程师.

在满足国家卓越计划目标和通用通信行业人才培养目标的前提下，对通信卓越工程师的培养应以培养学生具备在现代通信技术飞速发展的社会背景下生存和成长的工程技术基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力为主要目标，以“厚基础，宽口径，强素能，多方向”为指导原则，并构建理论教学、实践教学和综合素质培养三位一体人才培养体系.通过优化基础与人才适应性，专业教育与通识教育，科学教育与人文教育等有机融合，培养学生的系统思维能力，实践创新能力，团队协作能力，良好的职业道德，交流沟通能力，人文精神与责任感及组织管理能力.通信工程专业卓越工程师人才培养目标示意图如图1所示：

图1 通信工程专业卓越工程师人才培养目标示意图

2.2 基于CDIO的通信卓越工程师培养体系

2.2.1 基于CDIO的通信卓越培养体系构建思路

针对通信卓越工程师培养目标，本专业结合CDIO理念与昆明理工大学通信工程专业的具体情况，构建了新型的培养体系，主要分解为以下几个方面进行：

1)将工程教育与CDIO理念贯穿整个专业培养教学环节，注重学生工程意识、解决实际复杂工程问题能力的培养，以课程体系与能力训练建设为教学改革主线，持续培养学生主动研究学习能力，从自主学习方面加强学生理解复杂工程技术问题及提出解决方法的能力；

2)根据通信卓越工程师及工程教育的实践教学目标，建设校内外实习基地，加强校企合作，构建校企联合培养方案，提出相应的综合工程实践实训计划，推进人才培养与社会需求的全面融合。通过调研，对用人单位需求进行分析研究，建立一个长效合理的校企及实习基地实习实践机制；同时制定出由学校、企业及行业部门共同管理下的实践考核评价机制；

3)充分利用已有的“昆明理工大学移动通信实验室”、“昆明理工大学-ADI DSP联合实验室”和“通信仿真实验室”等特色实验室，结合本系教师在研项目，形成优良的校内实践培养基地并通过科研项目的合作关系，引进企业教师进行企业化管理，按项目背景调研、需求分析、课题立项、系统设计、系统开发调试、运行结果测试等流程展开实训操作，使得学生实际参与并亲身体验到企业工程项目开发和管理过程，提高了学生的实践动手能力，并培养了学生的团队协作能力及责任心；

4)在课程计划中引入设计-实现项目，以“构思-设计-实现-运作”(CDIO)教学理念形成特色的专业课程体系，对课程群进行划分和归类，并合理安排课程计划的结构与次序，构成实施课程大纲。设计通信工程专业导论、毕业设计等1级项目，结合核心课程适时安排通信仿真技术、生产实习、 智能终端程序设计实训等2级项目，强化学生自主学习能力，促使学生深入研究并掌握基于问题、项目、案例的多种研习性方法，提高学生创新思维能力，加强学生开发训练，建立科学的综合型人才培养体系；

5)改革考核评价机制，制定合理的评价标准。针对传统的结果考核(期末考试)方式中存在的考核方式单一，不能完全反映学生学习能力等问题进行分析研究，建立全过程考核机制和多元化考核方式，把学生在学习过程中各环节上的能力展现体现在综合成绩中，强调学生的创新思维、动手能力、系统开发设计能力，从而提高学生在学习过程中的积极性与主动性,建立有利于学生个性发展的综合素质测评体系.

6)构建符合卓越工程师培养目标的专业实践、实验教学体系

根据卓越人才培养定位，在实践教学体系中以培养学生“创新思维、系统开发设计、复杂工程问题解决”等能力为目标，以“课内知识基础实验、课内理论实验和课外实践实验”等实验教学为基础，以“基础型实践教学、综合设计型实践教学和研究创新型实践教学”等实践教学主线，构建覆盖从基础到创新研究、从实验到综合实践的纵横交错立体化的实验教学体系.

教学内容注重基础实验与工程实践相结合，研究性实验与科研项目相结合；强化实践教学与通信技术、行业动态的有机融合；教学内容的讲解与当前通信技术产品发展应用紧密联系。从实践实验教学方面深入培养具有突出实践能力、创新意识和创业精神的高素质设计型、应用型人才.

2.2.2 基于CDIO的通信卓越培养体系

我们对当前我国通信工程专业学生就业形式、就业市场需求进行调研，通过对用人单位需求分析与我校培养工程人才特色等方面的研究分析，结合CDIO培养模式及方法，对实际案例分析研究，在此基础上对培养目标细化分解，提出具体目标，并从CDIO培养阶段出发制定相应的通信卓越工程师能力培养方案，其培养体系架构如下图2所示；

该培养体系将围绕着我国卓越计划的总体目标，按照“卓越工程师培养计划”应用型通信工程师培养的行业标准的基本要求[8]，结合昆明理工大学特色、办学理念、人才培养定位，在CDIO模式基础上，将本科4年的培养划分两个层面，以通识教育、学科教育、专业教育等基础教育为基层，并在此基础上将实践教学、实习实训(工程教育)和学科竞赛等教学环节贯穿于整个培养期间，搭建专业能力培养的第二层面，最终达到卓越工程师的预期目标.通过该培养体系，从基础教育层面到专业能力培养层面实施的教与学，使得学生从最开始的知识创建到综合能力培养得到系统化的提升，最终成为应用型工程师人才.

图2 通信卓越工程师的培养体系架构图

2.3 通信卓越工程师创新型培养体系的实施及其效果

昆明理工大学通信工程专业于2013年获批国家级卓越计划，并于2013年开始成立通信工程专业卓越工程师班，每年计划招生30人.目前已经建立了较为完善的学生遴选机制、管理机制等，自实施针对卓越计划培养目标的卓越培养体系以来，效果良好，通过创新型培养体系的培养，通信卓越班学生在获奖、成绩(平均绩点)和就业等方面都超过了通信工程专业普通班学生.我们以昆明理工大学通信工程专业13级、14级和15级的学生为基础数据，对卓越班与普通班的培养体系实施效果做了对比，对比示意图如图3所示.

图3 通信卓越班与通信普通班数据对比示意图

3 结语

文章中分析并阐述了通信卓越工程师培养体系的现状以及存在的问题，并以昆明理工大学为依托，结合理工类高校特色，针对通信工程专业特色，开展CDIO模式下的新型卓越应用型工程师培养体系研究；提出一种从培养目标细化及能力制定两方面融合的新型通信卓越工程师培养体系.该创新性型培养体系的提出，能够弥补现阶段通信卓越工程师创新型培养体系的不足，从而培养出德智体全面发展，具备通信工程及电子信息相关领域宽厚理论基础、专业知识和实验能力，有较强工程实践能力的学生.在下一步的工作中，我们将针对新工科建设、工程教育等新形势下面临的人才培养需求，对通信卓越工程师培养体系、组织架构等方面进行更深入的研究.