張江鑫 吳俊

[摘 要] 隨著電子、通信、計算機專業(yè)的迅猛發(fā)展，各門學(xué)科之間出現(xiàn)了許多交叉重合的地方，針對學(xué)科交叉背景下專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)方式，結(jié)合教育廳專碩培養(yǎng)模式改革專項實施過程中遇到的問題，主要從電子與通信工程專業(yè)的課程教學(xué)和實踐教學(xué)兩方面進行了探討，并提出改進建議。

[關(guān)鍵詞] 學(xué)科交叉;電子與通信工程;研究生培養(yǎng);教學(xué)改革

[基金項目] 2018年度浙江省教育廳專業(yè)學(xué)位研究生專項，基于海思3518E的智能監(jiān)控終端的設(shè)計（Y201840631）

[作者簡介] 張江鑫（1964—），男，浙江海寧人，工學(xué)碩士，浙江工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事信息與通信工程的研究;吳 ?。?995—），男，江蘇泰山人，浙江工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院2017級電子與通信工程專業(yè)碩士研究生，主要從事多媒體數(shù)字通信的研究。

[中圖分類號] G642.0 ? ?[文獻標(biāo)識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）34-0200-03 ? ?[收稿日期] 2019-09-27

一、引言

近年來，電子、通信、計算機專業(yè)的發(fā)展越來越好，根據(jù)應(yīng)屆畢業(yè)生的應(yīng)聘成功率來看，這三個專業(yè)已經(jīng)從以前的閉塞發(fā)展變得更開放，逐漸被社會發(fā)展所接受[1]，并隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的電子、通信與計算機專業(yè)之間交叉部分越來越多。同時，社會對人才的要求也變得更高，新環(huán)境下的人才，不僅需要精通某一學(xué)科的專業(yè)知識，而且還應(yīng)具有“學(xué)科交叉融合”的特征。

劉麗玲[2]等人針對目前信息工程專業(yè)課程架構(gòu)單一，與相關(guān)學(xué)科交叉融合較弱等問題，分別從學(xué)科交叉發(fā)展規(guī)劃和平臺建設(shè)兩個方面著重分析了推進學(xué)科交叉的有效途徑。王冠凌[3]等人嘗試通過以項目為紐帶，融合學(xué)科競賽，構(gòu)建了多學(xué)科交叉融合的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。李明[4]等人從“以科研為起點，促進學(xué)科融合與資源共享”“以課程為載體，探索實驗內(nèi)容和實驗形式”“以競賽為延拓，促進教學(xué)科研協(xié)調(diào)發(fā)展”三個角度出發(fā)，進行學(xué)科交叉融合的實驗體系的實際構(gòu)建。

為支持專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式改革，浙江省教育廳2018年試點設(shè)立高校工程碩士專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式改革專項，支持工程碩士專業(yè)學(xué)位研究生圍繞地方和企業(yè)發(fā)展實際需求開展科學(xué)研究，提供科技服務(wù)。本次申請到的專項項目題為基于海思3518E的智能監(jiān)控終端的設(shè)計，項目從底層硬件設(shè)計開始，再到完善上層應(yīng)用，運用了多門專業(yè)課知識，最終實現(xiàn)了遠程視頻監(jiān)控以及嵌入式終端的視頻分析功能。針對學(xué)科交叉背景下專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng)方式，本文結(jié)合項目開展過程中遇到的一些實際問題，從課程教學(xué)和實踐教學(xué)現(xiàn)兩方面進行探討，并以電子與通信工程專業(yè)為例進行了分析說明。

二、學(xué)科交叉的現(xiàn)狀

在“新工科”理念的推動下，學(xué)科交叉趨勢越來越明顯，與“老工科”相比，“新工科”更強調(diào)學(xué)科的實用性、交叉性與綜合性，尤其注重信息傳遞、電子控制、軟件設(shè)計等新技術(shù)與傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的緊密結(jié)合[5]。學(xué)科交叉是當(dāng)今知識融合的需要，也是社會生產(chǎn)實踐需求發(fā)展的必然結(jié)果。當(dāng)下許多社會熱門的行業(yè)都涉及學(xué)科交叉。例如：物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)涉及了計算機、通信技術(shù)、電子技術(shù)、測控技術(shù)等多個學(xué)科;智能機器人行業(yè)涉及了材料工藝、新能源、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、自動化等多個學(xué)科。

就電子與通信工程專業(yè)而言，其本身就是一個典型的交叉學(xué)科專業(yè)，集現(xiàn)代電子技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)于一體。隨著5G技術(shù)以及人工智能的飛速發(fā)展，其交叉范圍越來越廣，在原有學(xué)科的基礎(chǔ)上又逐漸與計算機、控制工程等專業(yè)融合。很多行業(yè)也需要電子與通信工程專業(yè)的人才，例如無人駕駛、智能家居、智慧安防等。

三、關(guān)于課程教學(xué)的探討

（一）進一步完善課程設(shè)置

在學(xué)科交叉的背景下，要想培養(yǎng)滿足社會需求的創(chuàng)新型人才，需要從課程所具有的學(xué)科交叉本質(zhì)出發(fā)進行改變。國外大學(xué)在學(xué)生課程的設(shè)置上都力求體現(xiàn)學(xué)科交叉、多學(xué)科融合的思想。交叉學(xué)科課程學(xué)習(xí)，可使學(xué)生了解更廣闊的學(xué)科領(lǐng)域，有助于打破專業(yè)局限，培養(yǎng)學(xué)生以不同學(xué)科角度看待科學(xué)問題，有利于更好地培養(yǎng)創(chuàng)新思維[6]。

目前來看，學(xué)校已經(jīng)注意到課程多樣性的設(shè)置，基本都會設(shè)置多門選修課程與學(xué)位課程供學(xué)生組合選擇，只是在課程的配套設(shè)置上還存在一點問題，因為完成不同方向的科研項目所需的專業(yè)知識也是有區(qū)別的，學(xué)校在選修課程的設(shè)置上考慮還不夠全面。結(jié)合本次項目的研究過程來看，要設(shè)計一款監(jiān)控終端，應(yīng)用的核心技術(shù)是嵌入式系統(tǒng)，同時，網(wǎng)絡(luò)編程涉及學(xué)科計算機與網(wǎng)絡(luò)課程，系統(tǒng)編程涉及操作系統(tǒng)，RTSP傳輸、onvif視頻協(xié)議涉及通信系統(tǒng)原理和網(wǎng)絡(luò)編程，云臺控制也要調(diào)試串口通信，Linux下C語言和嵌入式驅(qū)動開發(fā)涉及嵌入式電路設(shè)計，OpenCV涉及數(shù)字圖像處理，算法設(shè)計涉及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及一些算法思想。因此，項目的開展涉及電路設(shè)計、圖像處理、網(wǎng)絡(luò)編程等知識，需要多門學(xué)科知識的靈活運用，才能最終完成一個合格的產(chǎn)品。

針對以上問題，學(xué)?？梢愿鶕?jù)不同的研究方向，設(shè)置一門以上主修的學(xué)位課，再設(shè)置配套的選修課程，同時要開足課程，不能因為選修學(xué)生人數(shù)少而停開，保證完善的知識體系。本次項目屬于物聯(lián)網(wǎng)或智能安防研究方向，核心的技術(shù)是嵌入式系統(tǒng)，那么學(xué)?？梢栽O(shè)置“嵌入式系統(tǒng)”作為必修專業(yè)課，所有的學(xué)生都需要學(xué)習(xí)，然后增設(shè)“圖像處理”“計算機網(wǎng)絡(luò)”“操作系統(tǒng)”和“數(shù)據(jù)庫”等配套選修課程，供該研究方向的學(xué)生進行選修。

（二）利用互聯(lián)網(wǎng)拓展課程內(nèi)容

目前學(xué)校的課程內(nèi)容更多的是依賴紙質(zhì)版的教材，教師上課講授固定的知識內(nèi)容。在多學(xué)科融合、知識更新周期短的背景下，這種專業(yè)知識“填鴨式”教學(xué)不能完全適應(yīng)社會的發(fā)展，教師需要對課程內(nèi)容進行適當(dāng)拓展。但是，考慮到學(xué)時的問題，課堂上拓展的內(nèi)容太多，又可能會造成貪多嚼不爛的情況。針對這一問題，學(xué)校可以充分利用互聯(lián)網(wǎng)傳播知識的便捷與多樣性，拓展教學(xué)內(nèi)容。在完成本次項目的過程中，部分問題也是借助網(wǎng)絡(luò)解決的。在項目中設(shè)計視頻分析功能時，需要使用OpenCV讀取處理終端發(fā)送的RTSP流數(shù)據(jù)，這部分內(nèi)容在課堂上沒有涉及到，只介紹了一些OpenCV的函數(shù)，但是具體怎么去應(yīng)用，講得不深。RTSP有課程介紹過，但是具體的代碼實現(xiàn)沒有，沒有代碼實現(xiàn)的演示。而網(wǎng)上云課堂比較實用，有代碼實現(xiàn)過，最終是通過閱讀網(wǎng)上的技術(shù)討論文章，解決了這一關(guān)鍵問題。

隨著互聯(lián)網(wǎng)多媒體的快速發(fā)展，許多前沿的技術(shù)問題都會發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上進行探討，甚至很多培訓(xùn)機構(gòu)會將一些教學(xué)視頻免費發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上供人學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)上有越來越多的“電子教材”，學(xué)生可能無法分辨質(zhì)量的高低，但是教師憑借自身的科研經(jīng)驗可以進行快速的篩選，選擇高質(zhì)量的文章或者教學(xué)視頻，提供給學(xué)生課后學(xué)習(xí)，作為對課堂教學(xué)內(nèi)容的補充。

四、關(guān)于實踐教學(xué)的探討

（一）實踐教學(xué)中存在問題的分析

實踐教學(xué)是所有學(xué)校培養(yǎng)人才過程中不可或缺的一個環(huán)節(jié)，2017年以來形成的“新工科”理念更是要求“以學(xué)生為中心，為需而教，因用而學(xué)”，堅持“做中學(xué)”[7]。在知識點交叉的情況下，動手實踐可以加速知識的吸收，更快的融合各學(xué)科的要點。目前很多學(xué)校的實踐教學(xué)是在實驗室里，圍繞教材與試驗箱展開，這一方式的主要優(yōu)點是，學(xué)校實驗箱可以提供所有的源碼，甚至試驗箱的電路原理圖，有利于快速掌握基礎(chǔ)知識，對于完成項目的基本功能設(shè)計有較大幫助。例如，本次項目設(shè)計過程中云臺控制電路的設(shè)計就參考了實驗箱的原理圖，控制云臺的代碼也參照了實驗箱的源碼。但圍繞實驗箱展開實踐的缺點也比較明顯，實驗箱只能完成一些基礎(chǔ)的實驗，對于比較前沿的技術(shù)很難實現(xiàn)。例如項目中需要使用onvif協(xié)議實現(xiàn)視頻傳輸，利用OpenCV實現(xiàn)視頻分析功能，這些比較復(fù)雜的問題，實驗箱很難完成?？傮w而言，目前的學(xué)校的實踐教學(xué)內(nèi)容更偏向于基礎(chǔ)能力的培養(yǎng)，對于項目開展過程中會遇到的實際問題涉及較少。

（二）依托實際項目開展校內(nèi)實踐教學(xué)

19世紀初，教育家威廉·馮·洪堡就在德國高等教育改革中，明確地提出了“教學(xué)與科研的統(tǒng)一”[8]。浙江省教育廳開展本次項目立項的初衷也是鼓勵、支持工程碩士專業(yè)學(xué)位研究生參與到實際的科研項目中去。在科研中遇到的往往都是伴有學(xué)科交叉的復(fù)雜問題，這些也是學(xué)生今后進入社會后需要面對的問題。就本項目而言，從硬件模塊設(shè)計到應(yīng)用層視頻采集播放、移動偵測功能的實現(xiàn)，這些問題都需要結(jié)合不同專業(yè)的知識才能解決。

基于以上問題，學(xué)校在制定專業(yè)實踐的內(nèi)容時，可以從教師的創(chuàng)新項目或基金項目中，精選一些能用所學(xué)知識解決實際問題的項目作為實踐教學(xué)的內(nèi)容，并且每年對其進行更新，增加前沿性強的課題?？梢宰寣W(xué)生以團隊的形式，對實際問題進行分析與處理，以實際的項目開發(fā)為驅(qū)動，充分激發(fā)學(xué)生的求知欲和成就感，積極引導(dǎo)學(xué)生進行多學(xué)科融合思考。

（三）開展校企合作，加強校外實踐教學(xué)

學(xué)校是培養(yǎng)人才的地方，企業(yè)是檢驗人才的地方。學(xué)校和企業(yè)合作是推動工程實踐創(chuàng)新教育發(fā)展的先決條件，20世紀80年代工程實踐教育興起之時，校企合作就已經(jīng)嶄露頭角[9]。能在競爭激烈的市場環(huán)境下立足的企業(yè)都有自身獨特的優(yōu)勢，他們往往具有比學(xué)校更敏銳的嗅覺，能夠更好地抓住社會發(fā)展的大趨勢。本次項目也是依托企業(yè)的實際需求展開的，很直觀的感受就是，企業(yè)會考慮很多實際應(yīng)用場景下的問題，提出很多具體的要求。這些需求都是企業(yè)不斷累積的市場經(jīng)驗，在學(xué)校課堂上很少會討論這類問題，只有在企業(yè)內(nèi)才能培養(yǎng)學(xué)生這方面的思維能力。

近年來，教育部一直很關(guān)注人才培養(yǎng)能力的改革，各地政府也紛紛響應(yīng)。浙江省教育廳在2019年8月下發(fā)了《關(guān)于開展“十三五”省級大學(xué)生校外實踐教育基地立項建設(shè)工作的通知》。在政府的扶持下，學(xué)校應(yīng)該加大校企合作基地建設(shè)的力度，為學(xué)生提供合適的實習(xí)場所，完成集中實習(xí)。讓學(xué)生參與到企業(yè)研發(fā)項目中去，接觸實際的項目需求，可以很好地培養(yǎng)學(xué)生全面思考問題的能力。

五、小結(jié)

近年來，學(xué)科交叉現(xiàn)象越來越突出，“新工科”理念的提出更是加劇了這一趨勢。學(xué)科交叉背景下，企業(yè)對人才的要求越來越高，學(xué)校的培養(yǎng)方式也應(yīng)該與時俱進。本文結(jié)合教育廳專業(yè)學(xué)位碩士培養(yǎng)模式改革專項實施過程中遇到的問題，從課堂教學(xué)與實踐教學(xué)兩方面進行了探討，并以電子與通信工程專業(yè)為例進行了分析說明?？傊?，學(xué)校應(yīng)該加大對學(xué)科交叉人才培養(yǎng)的重視和支持力度，致力于培養(yǎng)滿足當(dāng)下社會需求的新工科人才。

參考文獻

[1]史煥卿，鄧春偉.本科院校電子、通信、計算機專業(yè)在實踐方面優(yōu)勢互補的研究與實現(xiàn)[J].信息與電腦（理論版），2016（4）：201-202.

[2]劉麗玲.針對信息工程專業(yè)課程體系改革的探討[J].教育現(xiàn)代化，2019，6（33）：53-55.

[3]王冠凌，王正剛，顧梅，汪石農(nóng).多學(xué)科交叉融合人才培養(yǎng)模式的探討和實踐——以安徽工程大學(xué)電子信息工程專業(yè)為例[J].新余學(xué)院學(xué)報，2017，22（4）：110-112.

[4]李明，牛曉飛，汪材印.基于學(xué)科交叉融合的電氣工程實驗體系研究[J].教育現(xiàn)代化，2019，6（62）：122-123.

[5]張海生.“新工科”的內(nèi)涵、主要特征與發(fā)展思路[J].山東高等教育，2018，6（1）：36-42.

[6]李宇杰，李儉川，鄭春滿，潘亦真.美國一流高校研究生課程設(shè)置特點[J].教育教學(xué)論壇，2017（18）：5-11.

[7]王曉明，鄒先霞，張震.基于新工科理念的軟件類課程實踐教學(xué)改革與實踐[J].教育進展，2019，9（3）：203-207.

[8]張樂.從“洪堡的教育觀念”到“洪堡神話”——一個特定研究母題的系譜學(xué)分析[J].北京大學(xué)教育評論，2017，15（3）：10-46，188-189.

[9]王志奇，夏小霞.能源領(lǐng)域校企合作人才培養(yǎng)模式的研究與實踐[J].教育教學(xué)論壇，2019（8）：24-25.