提高通信工程专业学生创新思维和工程实践能力的探索

郑来波

摘  要：如何在现有的培养方案框架下切实提高所有工程专业学生的创新思维和工程实践能力，真正达到工程专业认证的基本要求，是一个值得研究的课题。文献中已有研究多聚焦于专业的课程体系改革或提高少数优秀学生的能力，而整体提升所有学生能力的具体实践则鲜有涉及。文章以通信工程专业为例，基于通信系统综合设计课程的改革，探索实践了提高所有本科生创新思维和工程实践能力的方法，达到了预期的目标。

关键词：工程认证;教学改革;创新思维;工程实践

中图分类号：G640       文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2021）24-0052-04

Abstract： It is a valuable project to improve innovation thought and engineering practice capacity of communication engineering students， and meet the requirement of Engineering Education Certification. In the literature， many researches focus on curriculum system reform or improving the capacity of minority of students， but practices of improving the capacity of the whole students are seldom. Based on curriculum reformation of integrated design of communication system， we study the method to fulfill the requirement and achieve the goal.

Keywords： engineering education certification; education reformation; innovation thought; engineering practice

工程教育认证标准提出了培养工科专业学生的创新思维和工程实践能力的要求[1]，电子信息类教学质量国家标准也提出了培养学生技术改造与创新、工程设计与分析等解決实际工程问题能力的要求[2]，这两个要求是针对全体学生而非少数优秀学生。近年来，如何通过课程体系、教学管理体系、教学方法的改革切实提升工程专业学生的工程实践能力和创新思维，各高校都进行了探索并取得了一定成效[3-9]，但这些指导性方案需要具体课程教学改革进行支撑，否则难以达到预期目标。在具体教学实践上，鼓励学生参加各种学科竞赛是提升学生系统设计能力的重要途径[10]，通过设置各种卓越计划班也是被普遍认可的方法[11]。但是，在自愿基础上的学科竞赛只有部分学生参加且大多是指定题目限时解决，仍带有应试的影子;各种卓越计划班只针对少数优秀学生，也不能达到覆盖全体学生的目标，并不满足工程认证标准和国家质量标准要求。因此，如何在现有培养体系框架下对实践课程进行改革，使全体学生都经过完整的创新思维和工程实践能力培养，提升复杂系统设计能力，真正消除高校教育和未来工作岗位要求之间的差距，是一个重要的实践课题。

2010年起，我们为通信工程专业学生建立了自由探索平台[12]，以兴趣为引导，为所有学生提供一个轻松的探索实践环境，并实施全新的开放式管理模式，旨在使学生能够在轻松的环境中培养兴趣，达到创新思维培养和工程实践能力提升的目的，取得了很好的效果。我国工程认证全面实施以来，为切实达到专业认证目标，并使此平台惠及所有通信工程学生，我们以通信系统综合设计课程和上述平台为依托，改革教学方法和评价方法，致力于提升所有学生的创新思维和工程实践能力。经多年实践，提升了全体通信工程专业学生解决实际工程问题的能力。本文对近年来的工作进行总结，给出了通信系统综合设计课程教学改革的总体方案，并总结实践过程中面对的关键问题，探讨对应的解决方案，希望对电子信息学科各专业的教学改革有参考作用。

一、通信系统综合设计课程改革总体方案

2014年培养方案修订时，为强化实践环节，进一步提升各专业学生的动手实践能力，我们在全院为每个专业设置了一门系统综合设计课程。该课程设置的目的是希望所有学生通过一个本专业综合性系统设计环节，将前期积累的基础知识和专业知识用于工程实践，以期进一步提升学生在校期间的创新思维和工程实践能力，缩小本科教育和用人单位岗位需求之间的差距。为通信工程专业设置的课程为通信系统综合设计，在三年级下学期开课。为了探索综合性设计课程的有效实施方案，学院并未对综合设计课程规定具体的实施细则，而是由各专业的专业负责人或实践经验丰富的教师独立探索，逐渐优化。和其他高校类似，考虑选题方便性、教师指导的针对性、成绩评定的公平性，大多数专业采用了指定几个标准题目由学生选择的传统做法。这种实施方案易于操作和实施，也便于成绩评定，但多年相对固定的题目对学生的创新性思维能力培养没有多大帮助，前后年级学生之间信息的共享也使得实施过程中锻炼学生创新思维和工程实践能力的初衷无法达成。即使每年有题目的更新，然而多个组同时做一个题目，很难避免相互借鉴、相互抄袭现象的发生，难以达到切实提高每一个同学的创新思维和工程实践能力的目的。

为解决这个难题，我们首先提出并实践了在系统综合设计课程中采用“学生自主发现用户需求、自主进行系统框架设计、自主进行课题关键技术分析和工作量估算、自主进行设计开发、撰写项目技术报告并答辩”的改革方案。通过从生活中发现各种应用场景下新的应用需求并采用本专业技术予以具体实现，激活并锻炼了学生的创新思维，通过完全自主的研发过程，真正提升了学生工程实践能力，特别是复杂系统设计能力。