创新教育与通信工程专业教学相融合的探索与实践

李玉杰

（南开大学滨海学院，天津 300270）

0 引言

创新是一个国家兴旺发达不可缺少的动力，是一个民族进步的源泉。教育部在天津大学召开新工科建设研讨会指出：培养造就一大批多样化、创新型卓越工程科技人才，为我国产业发展和国际竞争提供智力和人才支撑，既是当务之急，也是长远之策。

新工科创新型人才，需具备两方面能力：一是要掌握扎实的专业知识，能够利用自己的专业知识；二是必须具备有效、高效利用专业知识的能力，即应用创新方法的能力。新时代创新需要学科知识与创新方法深入融合，发挥最大作用。

大学生群体已然成为创新创业的主力军，全面落实大学生创新创业教育，帮助大学生增强创新意识，有助于大学生尽快适应社会环境，培养创新型人才是高校义不容辞的责任和义务，是促进高校教育改革的重要举措[1]。

1 通信工程专业创新思维与创新方法的教学现状与问题分析

通信工程专业是一个独立学科，涉及内容广泛，涵盖计算机理论、数字电路、模拟电路、通信领域知识、无线通信技术、网络信息安全等。它也是一门综合性很强的学科，尤其是三网融合之后，加速了通信网与互联网的融合，对通信专业的人才要求更高。进入专业学习阶段的高年级学生除了应该具有一些通识教育能力外，还应该具有很强的动手实践能力，能够利用专业知识解决实际问题的能力。当前的课程大部分都是采用灌输型教学模式，缺乏与学生之间的互动，比较单一，虽然学生能够掌握一定的理论知识，但是缺乏创新精神和应用能力。创新思维与创新方法在实践阶段的效果不理想，难以真正从需求出发去指导学生成为复合型应用人才。

虽然目前很多高校也有创新创业教育，也提倡项目化教学，但是部分高校还是局限于课堂教学，在教学中，专业教育目标逐步从能干事，能就业，转变为能创新，能创业。这就要求通信专业的学生，除了掌握通识教育、专业教育的知识能力，还要具备创新能力。如何开展创新教育，如何培养学生的创新思维能力，以及面对复杂的实际问题如何运用已经学过的知识解决工程问题，只有解决了这些问题，才能从根本上解决教学与就业创业的突出问题，完成创新教育的教学改革。

2 基于TRIZ理论的专创融合，立足以赛促教

通过竞赛的过程和结果，既可以检验学生的专业知识，又可以对教学改革和教学质量进行考核，还能够在结果中优化过程，以赛促学、以赛促教[2]。结合大学生创新创业计划项目，以提升创新实践能力为导向，应用TRIZ理论培训，向学生提供系统化的创新理论和科学思维方法，让学生构建完整的知识结构，对开拓学生视野、提升创新能力大有帮助。

2.1 TRIZ理论在启蒙阶段的专创融合

应用TRIZ理论解决实际问题主要分为以下三步：第一步：将实际问题简化为TRIZ问题；第二步：应用TRIZ理论的寻找解决办法；第三步：将TRIZ问题获得的解决办法转化为实际问题的求解方案。

通信工程专业的学生在《电子技术初步》课程中，教师以项目化教学，课程设计以实物小车完成基本行走功能为目标。在授课过程中，应用TRIZ理论，引导学生课课程设计中发现问题，并探究项目的规律，从而寻找创新方法、解决问题。课程结束，学生在制作的小车的基础上学习专利知识，在原有小车上做了改进，申请了自己的专利（实用新型专利——一种拍摄机器人）。

在高频实验课程学习中，引入创新思维和创新方法的内容，学生在实验过程中，不仅能够锻炼动手能力，更加注重对结果的思考，是什么原因导致这样的结果，在问题的分析上用鱼骨图，从人、机、料、法、环几个方面进行总结，最后找出问题的真因，解决并改善。因果分析使学生对实验内容和理论知识认识的更透彻。

2.2 TRIZ理论在创新实践训练的专创融合

以赛促学，课赛融合教学模式的思路设想：把和创新创业，创新方法大赛有关的大赛题目，作为课程案例，引入到日常教学过程中，以创新方法应用大赛为切入点，进行有针对性的案例分析，改革授课模式，将比赛流程与要求与具体的课程内容进行搭配，形成具有专业特色的课程模式。将竞赛融入课程教学，不仅是教学内容的改变，更是教学观念和教学方法的创新。将项目命题嵌入课堂方法中，既能完成教学目标和教学大纲，又可以调动学生的积极性，驱动学生创新思维的开拓，学生可以参加比赛获得学习能力的提升，教师将大赛的成果做总结，促进教学模式和课程改革，实现真正意义上的以赛促教。

在《铁路警报器》项目中，学生将TRIZ理论应用到解决实际问题的过程中，培养了创新思维能力，提高了解决问题的能力。

（1）问题的描述：发现问题。铁路信号的准确性，实时性已经成为当代铁路运输的总要要求之一。目前还没有一款轻便、精确、操作简单的铁路预警装置，在不影响铁路工人施工的情况下又能够及时提醒工人躲避火车到来的预警装置。

（2）分析问题：应用TRIZ工具。运用技术矛盾、物理矛盾、物场分析、系统结构图、因果分析、理想解模型等理论分析当前系统存在的问题，寻找解决方案。

（3）方案构造：解决问题。基于4G通信技术和GPS定位系统开发，信号检测器实时监测火车位置信息，在检测到火车距报警器4.6km时，报警器通过产生声音和振动提醒铁路工作者撤离工作现场。

（4）方案完善：更科学，更实用。在原有产品的材质和样式，使用轻型材质把报警器设计成手表样式，佩戴在使用者的手腕，这样使震感更加强烈，达到更好的警报目的，内部使用比较前沿的小型大功率马达；采用LoRa无线低功耗模块，信号传输距离高达4.6km，抗干扰能力强。

在参赛过程中，学生自身的综合素质与创新能力得到很大的提升，同时对于促进教学改革，提升就业率方面也具有良好的促进作用。

3 “以赛促学，以赛促教，课赛结合”的专创融合教学实践反思

通过比赛实践训练，经过前期课程和比赛的教学探索，专创融合的教学模式改革也取得了一定的成效，通信工程学生在创新方法大赛中也取得了不错的成绩：获得全国三等奖，市级一等奖，二等奖，三等奖以及优秀奖若干。教师也获得教学成果优秀奖和教师组全国一等奖。结合新模式下的各种尝试，总结出“以赛促学，以赛促教，课赛结合”的教学改革有很积极的意义。

3.1 培养一批基本功扎实的复合型创新型人才

以往授课重理论轻实践，理论主要是教师的PPT演示，缺乏主观能动性。通过以创新能力引导，依托比赛平台，使理论与实践应用相结合，拓宽了学生的知识面，遇到问题能够应用创新性思维解决。

3.2 增强了师资队伍建设

随着高校参与各种赛事的频次越来越高，要求指导教师的能力不断增强，可以有效提升教师的专业水平和实践技能。在将书本理论转化为实践解决问题的过程中，体现了教学相长、师生共进的良性模式。通过以赛促教，促进教师了解企业需求，进一步促进企业工程师进入高校兼职教师，提高师资队伍中的双师素质和双师结构[3]。

3.3 促进课程评价方式的改革

一改以往试卷考试等考查形式，通过课程和比赛相结合，制定符合考试大纲要求的考试标准，学生在课程练习中，提升自己能力，创意设计作品在省级比赛拿奖，可以根据奖项转化为课堂成绩，既兼顾了学生广泛的创作激情，又可以促进教学改革。

3.4 推动科研项目，促进校企合作

教师可以将科研项目引入教学设计中，引导学生参与科研项目研究过程中提升分析解决问题能力，进一步提高学生的科研与就业能力[4]。通过以赛促教活动，结合市场导向，有针对性的培养实践人才，学校与企业信息、资源共享，实现校企合作的深化。

4 结束语

总体来看，通信工程专业的发展对于创新型复合人才提出了更高的要求，“以赛促学，以赛促教，课赛融合”的教学改革目前还处于探索阶段。专创融合上，引入TRIZ理论可以提高大学生的创新思维和创新能力，真正实现为企业和社会培养更加优质的应用型人才。