面向通信工程“自主可控”产业升级的产教深度融合教学改革实践

刘争红 周陬 李婷婷

摘 要：本文以桂林电子科技大学信息与通信学院通信工程专业为例，介绍了我校在实施产教融合协同育人过程中面临的问题、采取的措施以及取得的成效。产教融合协同育人是高校应用型人才培养的重要手段，通过分析通信工程自主可控产业升级的需求，结合产教深度融合的理念，提出了满足产业实际需求的教学改革方案。通过师资建设、产业合作以及国产化开发平台与工具的学习和应用，有助于培养更多具有家国情怀和高水平实践创新能力的工程师，对人才培养质量的提高将起到积极的推动作用。

关键词：产教融合；自主可控；产业升级；通信工程

根据教育部深入推进新工科建设的要求，新时代工程教育需要培养具有创新精神和实践能力的工程人才，尤其需适应经济社会发展的需要［1］。随着“中国制造2035”计划的深入推进［2］，通信工程产业作为数字经济产业发展的核心基础产业正在经历产业升级的新浪潮。为适应这一变革，提高我国通信产业的自主可控能力，我们需要培养具备创新能力和实践经验的高素质人才。

我校通信工程专业结合产教融合教学改革的要求，把当今企业所需求的新型国产化芯片和实验平台融合进专业教学中，采用校企合作共同开发的模块化课程内容，开展国产化平台实践特色小组教学，实现课堂教学内容与企业接轨，有利于有效地培养学生掌握与国家“自主可控”产业升级战略需求相匹配的专业技能，对通信工程专业人才培养和教学质量的提高起积极的促进作用。

在师资建设方面，为更好地适应产业界开展“独立自主”产业升级，我们亟待提升一线教师应用新型国产化芯片和实验平台开展基础工程设计和专业工程设计的能力。面向通信工程“自主可控”产业升级需求，本项目指导教师团队研究分析我校自身优势，明确服务定位和发展方向，积极探索多样化的协同育人路径，大力推进产教深度融合方式的实践教学改革［4］。通信工程专业希望借助企业力量建设高水平的理论与实践相融合的教学师资团队，提高青年教师解决复杂工程问题的能力，从源头上强化人才培养的目标导向。

一、在人才需求调研基础上了解产业对课程体系的构建要求

调研过程中我们发现在无线通信和移动通信、物联网、数字芯片设计产业的FPGA设计应用平台和工具方面，Xilinx公司Spartan、Virtex、Zynq系列产品及ISE、Vivado等工具是业界主流使用的开发工具之一。而长期以来，因固定资产使用周期较长、地方教育经费投入不足、国外厂家捐赠与合作等历史原因，高校通常所使用的开发环境与现代通信工程产业界主流使用的产品平台与开发工具，在操作界面及使用习惯上有一定的差异。从而导致学生毕业工作后从事无线通信设备、基站、专网通信等新产品开发时，还需要经过较长时间的训练和磨合才能真正上手，实现学生向专业工程师的转变。

为化解类似专业培养方式与产业需求不匹配的问题，高校应集聚优质工程教育资源，积极探索校企合作模式。深圳市紫光同创电子有限公司在国产化数字集成电路设计方面有深厚积累，已设计完成多个系列的国产化FPGA开发平台产品。该产品可应用于专业工程师入门训练，目前其重点需求在于加强应用推广、扩大用户体验范围、引导用户积极试用与反馈等，因此与电子信息类高校或相关专业具有很好的互补性和协同潜力。因此桂林电子科技大学信息与通信学院通信工程系教师团队与深圳市紫光同创电子有限公司尝试开展多主体协同育人的合作模式，推广国产FPGA平台应用，让学生尽早接触国产主流开发平台，在理论学习中结合实践操作，逐步提升学生应用自主可控的技术平台解决复杂工程问题的能力，引导广大青年学子积极投身于信息通信领域“自主可控”产业升级的国家战略任务中去。为更好地配合产业界开展“独立自主”产业升级，我们急需提升一线教师应用新型国产化芯片和实验平台的专业设计的能力，并积极探索产教深度融合方式的实践教学改革。

二、协同育人方案策划与实施

合作方案的拟订决定了协同育人的实施效果。项目主导教师团队从OBE理念［5］出发，科学合理规划了协同育人项目的实施步骤，设计了教师先学→育人尝试→经验总结→回炉精炼→迭代实训的全周期实训计划，与企业支撑团队形成有效协同。

项目实施之初，主导教师团队首先深入学习企业所提供的国产FPGA芯片资料，熟悉芯片功能与性能，学习国产FPGA开发实验平台的电路原理和配套EDA软件工具的操作使用，上手熟悉功能仿真、综合优化、静态仿真、布局布线、时序分析及时序仿真、板级仿真以及芯片编程与调试等开发各步骤，并尝试开展通信工程基础模组的开发调测，基本掌握国产FPGA开发实验平台的性能特性。

在自主学习的基础上，教师团队组织策划利用国产FPGA开发实验平台开展2023届本科毕业设计的课题拟定。与企业团队深度合作，结合教师科教协同课题和学生毕业设计课题，指导2名2023届本科生基于国产FPGA开发实验平台进行通信工程模块级和系统级设计与应用，在完成毕业设计教学任务的同时，开展了国产化FPGA平台工程实训的初步尝试。

随后教师团队利用暑假前往协同育人企业指定的培训支撐机构，参加国产FPGA开发平台应用的理论学习与实操培训，并与企业支持团队深入交流，共同总结学生在利用国产FPGA实验平台开展工程实践过程中遇到的问题和疑难点，初步形成面向通信工程“自主可控”产业升级人才培养需求的实践教学案例。

最后，利用本校“小学期”集中开展实训教学活动安排的契机，项目主导教师团队针对通信工程专业本科三、四年级优秀学生群体和拟录取研究生群体，招募组建10人左右规模的“基于国产化FPGA开发平台的通信工程系统项目训练营”，尝试进行无线通信基础理论与FPGA应用开发实操训练相结合的教学改革试验，在专业工程设计、毕业设计等实操训练教学活动的框架内，引导学生利用国产FPGA实验平台开展基础工程实践探索，解决通信工程专业复杂工程实践问题，提升学生的学习兴趣和实践技能。

三、将“国情教育”融入理论与实践教学

项目主导教师团队在实施过程中尝试将“国情教育”融入教学及师生探讨过程中，具体采用措施包括：

（一）教学引导

若学生在几年的大学学习阶段已先入为主地适应非国产化开发平台逻辑框架及操作界面，那么在后续的工作阶段中再更改使用国产化开发平台，则需要在思想上、操作习惯上、接受时间上花费大量时间精力，重新熟悉上手，不利于国产化平台的推广。教师应在学生学习实践阶段，充分引导学生了解当下国情，了解真实的产业需求，开展科教协同实操训练，让学生从内心认同国家的战略发展，并积极参与到“自主可控”产业升级的发展中去。

（二）思政案例设计

教师团队应充分调研，选取产业界广泛应用的、主流的国产化开发平台。根据教学目标和主题，设计配适的、有教育意义的案例，帮助学生更好地理解科技与人文的关系，培养学生的社会责任感。教师团队可在授课过程中，通过案例分析、小组讨论、互动问答等方式，引导学生探讨我国现阶段国情，如工业化发展、积极参与国家产业升级等。同时，结合国产化开发平台的使用，让学生了解科技发展与国家富强的关系，激发他们的爱国热情和责任感。

（三）学生思考理解程度的反馈收集

在教学过程中，指导教师及时评估学生主动学习的积极性，收集学生的反馈意见。根据评估结果和反馈意见，积极调整教学策略和方法，确保国家战略需求能够更好地融入课堂。并结合课程内容创新教学方式，将国情教育与课程内容紧密结合，通过创新教学方式如反转课堂、雨课堂、线上线下混合式教学等，提高学生的学习兴趣和参与度。同时，利用国产化开发平台的产业背景优势，为学生提供更具实践性和互动性的学习体验。在完成一个案例后，主导教师会引导学生思考，如何在现有资源下有效利用平台的特点及优势，循序渐进地解决所面临的复杂工程问题，而不是通过做题或考试完成教学效果评估。

（四）培养学生主动的终身学习能力

工程应用的实践性可以强化学生对所学知识的应用能力。通过完成实训项目案例的过程，指导教师能帮助学生进一步消除学习阶段的迷茫，提升学生基于目标导向的工程思维能力。此外，主导教师还会引导学生关注开发工具和开发平台的更新换代，关注产业界最新动态，关注社会和产业界对工程人才实践技能的具体要求，培养学生的终生学习能力，增强学习主动性。

四、产教融合协同育人改革实践取得的初步成效

（一）特色亮点

借助企业力量开展青年教师的工程开发实践培训，建设高水平的理论与实践融合教学师资团队，提高青年教师解决复杂工程问题的能力，从源头上强化人才培养的目标导向。

充分发挥学校和专业在产教融合协同育人方面的优势，面向我国通信工程“自主可控”产业升级的人才需求，在工程实践教学中引入“国情教育”课程思政元素，直接对接产业真实需求，开展科教协同实操训练，引导青年学子积极投身于产业“自主可控”转型升级，投身于“中国制造2035”国家战略任务。

以校企合作方式，将产教融合教学改革实践、理论与实践融合教学改革实践、创新创业教育实践有机融入通信工程专业的课程体系中，促进产教融合实践活动、创新创业实践活动与专业教学有效衔接。

（二）主要成果

借助企业力量对5位青年教师进行国产化FPGA开发的实操培训，构建了一支面向通信工程“自主可控”产业升级战略需求和人才需求的产教融合实践指导教师团队。

校企协同设计适应于我国信息通信领域“自主可控”产业升级国家战略需求的专业人才培养目标和培养方案，持续改进与完善我校通信工程专业理论与实践教学体系。同时结合协同育人项目的建设背景、建设目标和建设内容，将“国情教育”思政元素引入专业课堂教学，项目团队两名教师参加全国高等学校电子信息类专业青年教师授课竞赛和学校“课程思政”示范课讲课比赛均获得三等奖。

在专业工程设计和毕业设计等实践课程中引导学生利用国产FPGA实验平台解决通信工程专业的复杂工程实践问题，指导2名本科毕业生基于紫光同创国产化FPGA开发平台完成模块级和系统级设计的毕设任务，其中1名本科毕业生基于国产化FPGA开发平台设计实现的“声学测距系统”获得校级优秀毕业设计（论文）一等奖。

五、产教深度融合的持续改进与探索

学生在学习及使用开发平台的过程中，通过了解实际项目中的工作流程、方法及工具，能够更好地理解相关理论基础。项目主导教师团队在实施产教融合的实训过程中初步达成了预期目标，在后续的产教融合实践过程中，将进一步开展协同育人的持续改进与探索，如：

（一）进一步加强企业需求与学生学习目标之间的关联度

企业现阶段需要对国产化开发平台进行大范围的推广应用。企业与高校合作，可在教学领域开展客户培养和习惯引导。教师可以引导学生进入操作使用者角色，站在用户的角度去进行使用体验。教师配合企业提供使用意见反馈渠道，设计调查问卷，进一步改进使用体验。参与学生可以采用小组合作方式，共同探讨使用體验，提出改进建议，多方分工合作，共同解决问题，进一步扩大使用人群。在教学阶段的应用推广，还可以尽早让未来的工程师们习惯适应国产化平台的操作逻辑及使用界面。同时学生可以作为用户不断进行测试及反馈，开发平台能够不断收集用户意见，加以迭代优化。

（二）引导学生从工程问题需求导向的角度思考问题

指导教师可以为学生提供指导和支持，帮助学生了解用户体验和测试的基本知识和方法。同时，教师可以引导学生从哪些角度去思考平台使用的相关问题，如何分析和解决问题。并根据所学理论知识水平与进度计划，安排与规划合适的实践项目，让学生全程参与设计、开发、测试、改进和工程验收等环节，让学生全面了解工程开发全流程。后期教师还可以组织学生开展反馈和评价，帮助他们养成系统思维和工程思维的良好习惯。

以指导教师团队为核心，进一步强化推进企业、学校、学生三方合作的共赢模式，将对培养产业生态、加强学生与企业之间的联系起到良好的纽带作用。

结语

随着当下国产化应用的不断发展，我国需要越来越多了解国情、适应时代发展的应用型工程人才，以便充分发挥“工程师红利”，进一步促进产业升级，这就需要工科高校能有效推进实施产教融合人才培养模式。我们通过对通信工程自主可控产业升级的需求进行分析，结合产教深度融合的教学理念，提出直面產业真实需求的教学改革方案。通过实施专项师资建设和教学改革实践，取得了一定的成果，为通信工程产业的“自主可控”产业升级提供人才支持。通过实施贴合社会需求、匹配产业现状的理论与实训融合课程改革，与产业界的合作推广国产化开发平台与工具的学习与应用，有助于培养更多具有家国情怀和高水平实践创新能力的工程师，同时帮助国产化产业链尽早开展用户引导和市场培育，实现院校与企业的合作互补、协同育人。

参考文献：

［1］金东寒.深化拓展新工科建设，培养新时代卓越工程师［J］.中国高等教育，2022（12）：1214.

［2］中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要［J］.中国水利，2021（6）：138.

［3］王滋海.“双师型”高校教师能力提升策略［J］.山西财经大学学报，2023，45（201）：8890.

［4］周腾.中国工程院院士倪光南：通信产业自主创新自主可控尤为重要［N］.通信产业报 中央级，20200928.

［5］刘香萍，周红梅编.基于OBE理念的专业与课程建设［M］.北京：北京理工大学出版社，2022.

基金项目：教育部产学合作协同育人2022年第二批立项项目“面向通信工程‘自主可控产业升级的产教深度融合教学改革实践与师资建设”（22097123242204）

作者简介：刘争红（1979— ），男，汉族，湖北红安人，硕士研究生，高级实验师，研究方向：无线传感器网络、语音信号处理；周陬（1983— ），男，汉族，湖北松滋人，博士研究生，研究员/副教授，研究方向：无人机集群辐射源定位、空天地网络；李婷婷（1986— ），女，汉族，河南新乡人，硕士研究生，工程师，研究方向：射频电路、集成电路、电热分析。