張立立, 張高原， 沙 毅， 鮑玉斌(東北大學(xué) 計算機科學(xué)與工程學(xué)院 國家級計算機實驗教學(xué)示范中心，沈陽 110819)

0 引 言

實驗教學(xué)[1]是高等教育的重要環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力方面具有理論教學(xué)所不可替代的作用，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力方面也有較強的優(yōu)勢。計算機學(xué)院實驗中心圍繞培養(yǎng)學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力[2]這一目標(biāo)，進行了多方面的探索，取得了明顯成效，但是通信工程專業(yè)在生產(chǎn)實習(xí)[3]和實驗教學(xué)方面，仍然停留在實驗原理驗證等階段，缺少實踐動手環(huán)節(jié)。生產(chǎn)實習(xí)，也多是參觀實習(xí)為主，僅有對通信企業(yè)的感性認(rèn)識，不能真正達到企業(yè)需求的人才目標(biāo)。因此有必要對通信工程專業(yè)的生產(chǎn)實習(xí)和實驗教學(xué)進行改革[4]，讓學(xué)生走進實驗室，增加設(shè)計性、實用性實驗項目，提高學(xué)生動手能力和專業(yè)水平，培養(yǎng)適合企業(yè)需要的人才。改革的原動力總是出自于對現(xiàn)狀的不滿。本文的提出也是出于對近年來我院通信工程專業(yè)本科生教學(xué)工作中出現(xiàn)的問題的反思，并進而嘗試提出解決方法。

1 存在問題與解決思路

近年來，在理論和實驗教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)了很多問題[5]，突出的有如下幾點：

從學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度上看，學(xué)生們很重視外語和計算機應(yīng)用，對專業(yè)課不感興趣。其理由是專業(yè)課對就業(yè)的助益沒有外語和計算機的大。

從高年級學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)看，大四學(xué)生看不懂器件手冊上的專業(yè)術(shù)語和技術(shù)指標(biāo)[6]，在答辯中往往被基本問題放倒；軟硬件動手能力太差，4個月的畢業(yè)設(shè)計要有兩個半月的時間用于對某幾種開發(fā)工具的學(xué)習(xí)，很難做出高水平的畢業(yè)設(shè)計；對于專業(yè)課做不到融會貫通，無法綜合利用多門專業(yè)課的知識去解決一個實際問題。一言以蔽之，在通信工程這個以“工程”為名的專業(yè)里，多數(shù)高年級本科生不會搞工程。

當(dāng)下，“工程認(rèn)證”“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”“按專業(yè)招生”，這些詞匯頻繁出現(xiàn)在我們的視野中，它們反映了國家的政策導(dǎo)向，反映了社會對大學(xué)畢業(yè)生的能力需求，應(yīng)屆本科畢業(yè)生的就業(yè)競爭力直接關(guān)系到學(xué)校、學(xué)院和專業(yè)在工程界的聲譽。在高考招生改革的“按專業(yè)招生”招生的背景下，將來更有可能關(guān)系到本科生源的質(zhì)量。因此，提升本科生的工程能力成為全系教師的共識?，F(xiàn)在，問題的焦點在于選擇一個恰當(dāng)?shù)耐黄瓶赱7]。

在與學(xué)生和用人單位的接觸中注意到，凡是參加過電子設(shè)計大賽這類競賽的學(xué)生往往在考研和就業(yè)中受到更多的青睞。而各類電子設(shè)計大賽的內(nèi)容在本質(zhì)上就是綜合利用專業(yè)知識解決一個實際問題。因此嘗試在教學(xué)環(huán)節(jié)中引入一種與電子設(shè)計大賽類似帶有競賽性質(zhì)的實踐類課程[8]。

能夠參加各類電子設(shè)計大賽并獲獎的學(xué)生是少數(shù)人，是一個點；面向高年級學(xué)生開設(shè)的綜合性、設(shè)計性實踐課，是一個面。我們鎖定的突破口是生產(chǎn)實習(xí)。生產(chǎn)實習(xí)是一門為期4周的實踐類課程，在課程體系中是計劃學(xué)時數(shù)僅次于畢業(yè)設(shè)計的一門課程。項目組希望通過授課形式和授課內(nèi)容上的革新，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)熱情、提升學(xué)生的綜合專業(yè)素質(zhì)、增強學(xué)生的綜合能力和就業(yè)競爭力、解決本科生教學(xué)中理論與實踐結(jié)合不緊密的問題。

2 改革方案

2.1 改革目標(biāo)

通過內(nèi)容創(chuàng)新和形式創(chuàng)新，建立一套融合實訓(xùn)和競賽模式的、符合工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)實習(xí)模式[9]。起到激發(fā)學(xué)生的專業(yè)熱情、提升學(xué)生的綜合專業(yè)素質(zhì)、增強學(xué)生的實踐能力和就業(yè)競爭力的作用。

2.2 分析產(chǎn)生問題的原因

目前，國內(nèi)兄弟院校通信工程專業(yè)，組織生產(chǎn)實習(xí)的方式大致有3類：① 在校內(nèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心，以項目的形式組織實習(xí)；② 入住廠礦，參觀實習(xí)；③ 學(xué)生自己尋找實習(xí)單位，或者參加競賽。目前，我校通信工程專業(yè)的生產(chǎn)實習(xí)內(nèi)容，一直以來，由兩部分內(nèi)容組成：廠礦實習(xí)和安裝調(diào)試電視機，這兩類實習(xí)內(nèi)容都存在著較為明顯的缺陷和不足。

廠礦實習(xí)，在3周的時間內(nèi)參觀沈陽地區(qū)8個與通信行業(yè)有關(guān)的企事業(yè)單位。

同學(xué)們反映這種實習(xí)方式，讓他們開了眼界，但是不能帶給他們太多專業(yè)能力上的提高；系內(nèi)教師也感到這種方式對學(xué)生的專業(yè)能力訓(xùn)練不足。

冶金學(xué)院與通信工程專業(yè)的生產(chǎn)實習(xí)模式都是4周的廠礦實習(xí)[10]，冶金學(xué)院的實習(xí)效果較好，通信工程專業(yè)的實習(xí)效果卻不理想，對比兩個專業(yè)的實習(xí)情況：冶金學(xué)院的實習(xí)地點是鞍鋼，同學(xué)們連續(xù)4周，吃住在鞍鋼，就像鞍鋼的正式職工一樣上班，真正做到了專業(yè)對口，訓(xùn)練充分。對于通信工程專業(yè)來說，對口的企業(yè)是通信設(shè)備制造商和運營商，遼沈地區(qū)并不是通信行業(yè)的發(fā)達地區(qū)，可選擇的通信行業(yè)制造型企業(yè)并不多。而且，不論是通信設(shè)備制造商和運營商都沒能力接受100人規(guī)模的實習(xí)團隊連續(xù)4周駐廠實習(xí)。因此，通信工程專業(yè)的廠礦實習(xí)只能是在不同的企業(yè)間走馬觀花，無法起到良好的能力訓(xùn)練作用。

對于安裝調(diào)試模擬電視機的生產(chǎn)實習(xí)模式，雖然對電子線路焊接、調(diào)試、模擬電視機的工作原理、生產(chǎn)過程都有深入的認(rèn)識，但模擬電視機在中國已經(jīng)退出了主流舞臺，很少有廠家還在生產(chǎn)模擬電視機。因此，這項實習(xí)內(nèi)容最大的問題就是內(nèi)容老舊，跟不上時代的發(fā)展，未能起到訓(xùn)練學(xué)生掌握主流技術(shù)的作用。

總之，通信工程專業(yè)兩類生產(chǎn)實習(xí)內(nèi)容，都未能充分發(fā)揮生產(chǎn)實習(xí)環(huán)節(jié)所應(yīng)該起到的能力訓(xùn)練作用[11]。

2.3 改革內(nèi)容

本次改革的核心內(nèi)容就是建立一套帶有競賽性質(zhì)的、符合大學(xué)三年級學(xué)生水平的、歷時4周的實訓(xùn)型生產(chǎn)實習(xí)方案。該計劃包括三方面內(nèi)容：① 團隊組織；② 實習(xí)內(nèi)容；③ 評分方法，實習(xí)過程由培訓(xùn)、開發(fā)、文檔寫作、答辯，4個階段組成。

(1) 關(guān)于團隊組織模式[12]的探索。所有參與實訓(xùn)的同學(xué)都必須建立一個3或4人的團隊，并且所有團隊成員有明確分工，每3個團隊做同樣的題目并展開競爭。

(2) 實習(xí)內(nèi)容建設(shè)。實習(xí)過程涉及到方方面面，主要相關(guān)方是學(xué)生、專任教師和實驗室教師，實習(xí)內(nèi)容必須充分考慮到這三方面人員的實際情況。

學(xué)生：大學(xué)三年級，有完整的專業(yè)課基礎(chǔ)；多數(shù)人欠缺綜合性實踐經(jīng)驗；水平參差不齊。

教師：實事求是的講，并不是所有專任教師都有工程實踐經(jīng)驗，并不是所有專任教師都愿意把精力投放到指導(dǎo)生產(chǎn)實習(xí)上面來。為了讓改革措施能夠落到實處，專任教師在指導(dǎo)生產(chǎn)實習(xí)過程中，最好能夠完成從授課型教師到教練型教師的轉(zhuǎn)型[13]。

綜上所述，計劃在5個方向，設(shè)計10套競賽題目。① 基于軟件無線電平臺的通信協(xié)議設(shè)計；② 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計；③ 基于網(wǎng)絡(luò)仿真軟件的網(wǎng)絡(luò)性能仿真分析；④ 基于FPGA的信源編碼與信道編碼；⑤ 基于Matlab的信號處理。

題目確定后，還應(yīng)采購相關(guān)實驗器材，并針對每一個題目進行實際驗證，以保證題目的合理性。

(3) 評價方法設(shè)計。主要設(shè)想包括：有答辯環(huán)節(jié)；有學(xué)生自評環(huán)節(jié)；總評成績體現(xiàn)競爭結(jié)果；參照本科畢業(yè)設(shè)計要求，設(shè)置明確打分點。

2.4 實施過程

本項目組由兩位專任教師，兩位實驗室教師組成，精誠合作，充分利用實驗室資源。項目實施分為5個階段：① 實習(xí)題目征集與實驗方案設(shè)計；② 實驗方案驗證；③ 第一次試實施；④ 搜集反饋信息；⑤ 整改方案再次實施。

3 生產(chǎn)實習(xí)改革對工程認(rèn)證的支撐

實習(xí)內(nèi)容應(yīng)對工程認(rèn)證中畢業(yè)要求指標(biāo)起到明顯的支撐作用。力爭在以下幾方面取得顯著[14]效果：

(1) 培養(yǎng)學(xué)生具有從事通信專業(yè)領(lǐng)域工作所需要的相關(guān)專業(yè)知識并將其用于解決復(fù)雜工程問題。

(2) 培養(yǎng)學(xué)生能夠通過文獻研究分析解決復(fù)雜工程問題，獲得有效結(jié)論。

(3) 培養(yǎng)學(xué)生掌握通信專業(yè)領(lǐng)域系統(tǒng)設(shè)計、集成、開發(fā)及工程應(yīng)用的基本方法，具有能夠綜合運用理論和技術(shù)手段設(shè)計針對復(fù)雜工程問題的解決方案。

(4) 培養(yǎng)學(xué)生具有能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對復(fù)雜工程問題進行研究的能力，包括設(shè)計和實施工程實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效結(jié)論，具有一定的分析、歸納與整理能力。

(5) 培養(yǎng)學(xué)生具有一定的組織、管理、協(xié)調(diào)、表達、交流、競爭與合作能力[15]以及在團隊中發(fā)揮作用的能力。

(6) 培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)分析、焊接調(diào)試和撰寫報告等能力，提高通信專業(yè)技能，增加就業(yè)機會。

4 結(jié) 語

本改革方向采用迭代式論證方法。實施過程分為兩個循環(huán)，每一個循環(huán)都由方案設(shè)計-方案驗證-試實施-整改4個階段組成。項目創(chuàng)新點包括：實習(xí)內(nèi)容貼近工程實踐并對工程認(rèn)證形成直接支持；實習(xí)形式效仿競賽模式；評價方法在本科畢業(yè)設(shè)計模式基礎(chǔ)上引入學(xué)生自評環(huán)節(jié)。

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