羅偉 冉佳 尹波 王斌

（重慶郵電大學光電工程學院 重慶 400065）

0 引言

近年來，教育部加大對高校課程改革的力度，從教學課程到教學課時的安排都作了較大調整，各級高校也興起了新一輪教學改革的浪潮。在對新工科課程教學模式進行探討和研究過程中，產生出很多教學方法和觀點。其中針對學生創(chuàng)新能力與工程實踐能力的培養(yǎng)，是一項熱門研究課題。但是也應當認識到，目前對于新工科背景下如何有針對性地開展創(chuàng)新型工程應用能力培養(yǎng)仍然存在很多爭議和待解決問題。創(chuàng)新型工程應用培養(yǎng)模式不應該成為寬泛的口號和形式，而應當與具體的工科專業(yè)相結合，在具體的課程教學中進行實踐和研究，進而形成系統(tǒng)完整的教學改革方案。

同時可以看到，不同層次的學校、不同學科的教師對創(chuàng)新型工程應用培養(yǎng)模式的理解也不盡相同，各有特色，這反映出創(chuàng)新型工程應用培養(yǎng)模式的研究還有相當大的發(fā)展空間，包括教育觀的變革、評價體系的變革、教學模式的變革等?，F(xiàn)代高等教育思想指出，如果要提高大學生學習效率，滿足國家對高素質工科人才的需求，必須充分調動和激發(fā)學生的主體意識和創(chuàng)新意識，建立良性互動的師生關系，培養(yǎng)學生的工程實踐能力。

創(chuàng)新型工程應用培養(yǎng)模式是指在課堂教學過程中，將基礎理論與實際工程案例充分結合，以實際案例為觸發(fā)點引入專業(yè)知識的教學，以學生為主體，引導促使學生主動將案例與理論知識建立映射關系，將電子工程與無線通信技術中的具體問題簡化為數(shù)學物理模型，結合專業(yè)基礎理論針對工程問題提出創(chuàng)新性的解決方案，從而潛移默化地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力與工程實踐能力。在此教學模式中，不僅保留傳統(tǒng)的理論授課形式，更重要的是引入啟發(fā)式教學方法，充分利用“翻轉課堂”等教學手段，促使學生聯(lián)系其他課程中所學專業(yè)基礎知識，主動思考答案。同時加強工程實踐能力培養(yǎng)，合理安排理論課程與時間實驗課程的學時與教學進程分配，全面培養(yǎng)學生的建模仿真能力與儀器操作實踐能力。

因此，創(chuàng)新型工程應用培養(yǎng)模式有利于充分調動學生學習積極性，促進學生創(chuàng)新型工程實踐能力與素養(yǎng)的形成。本文在深入分析近三年我?！稛o線傳播與網(wǎng)絡規(guī)劃》、《無線通信系統(tǒng)原理與應用》、《微波工程》、《電磁工程仿真》、《天線與電波傳播》等電子信息類專業(yè)課程教學情況的基礎上，構建創(chuàng)新型工程應用培養(yǎng)模式，重新安排教學內容，設計課堂教學環(huán)節(jié)，分析探討創(chuàng)新型案例討論式教學法、工程問題建模方法的運用。討論創(chuàng)新型工程應用培養(yǎng)模式下學生課外學習的安排及課程考核方法，為電子信息類專業(yè)課程的教與學提供可借鑒的思路和方案。

圖1：創(chuàng)新型工程應用培養(yǎng)模式研究的基本體系結構

1 創(chuàng)新型工程應用培養(yǎng)模式建設內容

針對電子信息類專業(yè)課程進行創(chuàng)新型工程應用培養(yǎng)模式研究的基本體系結構如圖1所示，本項目主要研究內容包括：完善教學內容、設計創(chuàng)新訓練、改進教學方式三部分。

1.1 完善教學內容

隨著目前無線通信技術與電子信息產業(yè)的迅速發(fā)展，教學內容需要及時更新完善：

（1）進行教材內容更新。需要調研大量國內外相關專業(yè)教科書，結合當前電子信息科學發(fā)展現(xiàn)狀進行仔細甄別，選取其中優(yōu)秀作品作為授課教材。對于部分特色課程，嘗試自主編寫相應教材，服務電子信息類本科教學。例如在《無線傳播與網(wǎng)絡規(guī)劃》課程中無線網(wǎng)規(guī)成為無線網(wǎng)絡通信的重要研究內容，具有重要工程價值，同時5G網(wǎng)絡部署需要大量具備網(wǎng)規(guī)知識能力的人才。然而傳統(tǒng)無線電波傳播類教學內容中缺乏對此類知識的闡述，因此需要進行廣泛地通信類教材和相關科技文獻調研，組織多次教學研討會議，從而充實關于無線通信網(wǎng)絡規(guī)劃理論知識的教學內容。

（2）積極引入工程實踐類教學內容。需要與各大企業(yè)和研究所積極交流合作，掌握用人單位對于學生創(chuàng)新實踐能力的要求，并結合學科發(fā)展趨勢和學生特點設計工程實踐類教學內容。例如，電波傳播理論是無線通信技術發(fā)展的基礎，并且是無線通信中物理層研究的重要內容；同時中國移動、華為、中興等通信企業(yè)需要大量同時具備無線通信理論與電波傳播測量仿真技術的工程師。因此在《無線通信系統(tǒng)原理與應用》和《無線傳播與網(wǎng)絡規(guī)劃》等相關課程內容中應引入電波傳播特性仿真和測量相關的實踐實驗內容，并將其與傳統(tǒng)電波工程理論基礎結合，通過案例仿真和測量方案設計，達到培養(yǎng)具備無線通信電波工程實踐能力人才的目的。

1.2 設計創(chuàng)新訓練

（1）建立良好的師生互動關系，充分進行師生交流。教師需要深入了解學生學習水平和興趣特長，有針對性地因材施教。教師應當向學生介紹當前無線傳播研究領域現(xiàn)狀以及教師自身研究課題內容，與學生建立互相信賴的關系，營造團結積極的團隊氛圍。

（2）要根據(jù)當前科研領域熱點與產業(yè)界需求確定創(chuàng)新訓練目標，進而結合本團隊人員結構和能力特點進行創(chuàng)新計劃制定。創(chuàng)新計劃要具備前沿性、實用性和挑戰(zhàn)性等特征。應積極開展校際交流，學習國內外高水平大學的科研訓練優(yōu)勢經驗，定期組織教研團隊成員赴外校實地考察或參加大學生科創(chuàng)培訓計劃。

（3）應積極推動開展創(chuàng)新研究，教師在研究實施過程中應起到引導作用，激發(fā)學生創(chuàng)新研究熱情和積極性，以學生為主體開展創(chuàng)新研究。以教師的科研課題為牽引，強化教學學術，促進教師教學指導與研究的融合，教師以學術研究的態(tài)度設計培訓課程、教學方式、教學資源，并在學生學習過程中融入學習共同體、實踐共同體，產生教學相長的效果。

1.3 改進教學方式

針對目前教學方式較為單一的現(xiàn)象，學習先進教學理念，探討并嘗試多種新型教學方式實施方法：

（1）引入分組式教學方法，根據(jù)學生特點進行學習小組分配，組織學生針對問題進行研討分析，教師對各個小組學習進度精確把控，并適當進行效果評比分析，便于提升教學能力和持續(xù)改進教學方法。

（2）采用案例啟發(fā)式教學方法，引導學生研究分析實際工程現(xiàn)場可能出現(xiàn)的各類問題，并結合分組討論的方式提出解決方案，鼓勵學生結合理論知識對問題進行發(fā)散思維討論，從而實現(xiàn)創(chuàng)新性設計。

（3）采用線上線下同步式教學方法，充分利用當前移動互聯(lián)網(wǎng)技術，將傳統(tǒng)課堂教學拓展至互聯(lián)網(wǎng)的線上教學。研究各類教學APP（移動應用軟件）使用方法，充分利用社交軟件（QQ、微信等）對學生進行教學，將教學場地由教室拓展至宿舍、圖書館以及學生家庭。

2 創(chuàng)新型工程能力培養(yǎng)方法

2.1 針對創(chuàng)新能力和工程能力培養(yǎng)，廣泛開展調研和教學研討

長期跟蹤與調研就業(yè)市場需求和產業(yè)發(fā)展趨勢，及時跟蹤社會發(fā)展、學科發(fā)展對人才需求的變化，建立培養(yǎng)方案反饋調整機制。與校內教研團隊進行合作交流，加強對學生科研能力培養(yǎng)方式研究；保持與國內兄弟院校交流聯(lián)系，積極主動學習國內外先進教學研究經驗。在本教研團隊內，建立長期穩(wěn)定的教學研討機制，定期組織主題教學研討活動，針對創(chuàng)新能力培養(yǎng)和工程實踐教學方法等課題進行深入交流。

2.2 積極進行教育教學改革嘗試，在教學實踐中總結和更新教學大綱

在確保學生學習效果的前提下，積極主動進行教學內容、教學方法及教學效果測評等方面的改革嘗試。根據(jù)學術界與產業(yè)界的技術發(fā)展，及時更新授課內容，完善電子信息類專業(yè)課程的知識體系。優(yōu)化師資隊伍，鼓勵優(yōu)秀青年教師將學術前沿知識適當?shù)丶尤虢虒W內容，同時鼓勵資深教師從教學技巧角度對教學大綱提出建議和做出貢獻。

2.3 完善實踐教學方案，提高應用能力

堅持以實踐促創(chuàng)新，完善實踐教學體系，強調實際應用開發(fā)，激發(fā)學生創(chuàng)新意識，鍛煉學生團隊協(xié)作精神，培養(yǎng)學生的求知精神和自我知識更新的能力。

（1）強化理論教學與實踐教學相結合、課內實驗與課外創(chuàng)新訓練結合、科研項目研究與學生課外科技活動相結合，形成以課內外一體的大學生創(chuàng)新能力和實踐能力培養(yǎng)模式，有效調動學生的學習積極性，促進實踐能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。通過實驗環(huán)境建設和師資的合理配置，提升理論和實踐教學環(huán)節(jié)的同步性、完整性、融合性，做到理論和實踐教學的無縫銜接。

（2）完善實驗室開放與管理制度，加大實驗室的經費投入和開放力度。針對無線電波測量等實踐實驗教學內容，購置或自行開發(fā)教學儀器設備；針對無線電磁環(huán)境建模，引入新型建模工具軟件。確保學生可在任課教師指導下自主選擇平臺和開發(fā)工具，靈活完成實驗課的學習。

（3）定期組織關于創(chuàng)新實踐教學研究的教研活動，逐步完善相關課程實驗內容教學大綱，精心組織實驗內容，不僅在實驗任務上求新，在實驗課堂、實驗形式、實驗成果等多個方面都體現(xiàn)教學內容的推陳出新。

2.4 實施授課質量監(jiān)控，完善教學評價體系

在堅持教學管理制度化、系統(tǒng)化、規(guī)范化、精細化的基礎上，重點在以下幾個方面加強建設：

（1）健全專業(yè)建設管理與質量監(jiān)控模式。由課程負責人主持開展多種形式的教學質量評價，定期或不定期地對教學質量和教學效果進行檢查。

（2）完善校內教學評價制度。在學校教務系統(tǒng)的學評教基礎上，結合各類移動互聯(lián)網(wǎng)社交軟件與學生充分展開教學評測活動，健全學生學習質量考核評價體系，建立合理的評測方法。

（3）建立產業(yè)界需求征集體機制。有組織地開展深入無線通信類企業(yè)調研活動，掌握目前電子信息類人才需求，并根據(jù)需求及時調整無線通信與無線傳播類課程內容安排設置。

3 創(chuàng)新型工程應用能力培養(yǎng)實踐中的核心問題

3.1 基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學資源完善

目前電子信息類專業(yè)課程的部分教學資源較為陳舊或存在不足，難以及時跟進學術界和產業(yè)界的技術發(fā)展。以《無線傳播與網(wǎng)絡規(guī)劃》課程為例，電子信息產業(yè)的全面發(fā)展對于復合創(chuàng)新型人才的需求日益增大，要求相關專業(yè)的高校畢業(yè)生不僅掌握無線通信原理和電子工程知識，更要將基礎知識與無線網(wǎng)絡規(guī)劃設計以及電磁工程軟/硬件設計技能充分融合。因此目前需要盡快完善相關教學資源，針對部分課程進行新版教材撰寫和出版，完成無線電波傳播與無線網(wǎng)絡設計相關網(wǎng)課制作，形成一批能夠滿足理論與實踐充分結合的高水平高質量網(wǎng)絡教學資源。

3.2 基于創(chuàng)新型工程實踐能力培養(yǎng)的實踐實驗教學改進

通過調研國內電子信息類特色高校的相關專業(yè)課程，發(fā)現(xiàn)當前針對電磁工程設計、電波傳播、無線網(wǎng)絡規(guī)劃等專業(yè)技能的實踐實驗教學存在不足。需要引入科學的電磁環(huán)境仿真軟件教學方法，購置相關射頻設備或自行搭建電路與微波工程測量教學體系，設計無線網(wǎng)絡規(guī)劃教學案例。將學生工程實踐能力與企業(yè)人才需求精準對接，從而提升教學效果。

3.3 基于成果導向的創(chuàng)新訓練方案設計與實施

科研創(chuàng)新訓練不宜簡單視為電子信息類專業(yè)學生的課外活動，而是需要與該類專業(yè)人才培養(yǎng)目標相結合，與專業(yè)課程教學體系互為支撐。應基于成果導向的教育理論，探索如何科學設計科研創(chuàng)新訓練方案，從而將學生創(chuàng)新能力與創(chuàng)新訓練目標細化、量化、可視化。在實施創(chuàng)新訓練過程中，嘗試結合電子信息專業(yè)優(yōu)勢與特色，融入依托先進信息技術的情境化教學方式與高階學習方式，進而培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和對復雜工程問題解決能力。

4 結語

針對面向新工科的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方法的教學研究與改革是一項對于國家新興產業(yè)發(fā)展具有重大意義的課題，也將是一項需要投入資源并長期開展的研究工作。在此過程中，需要結合本科人才培養(yǎng)的需要，適時地進行課程內容重新構建，進而開展周期性的以需求為導向的大類培養(yǎng)方案修訂工作，進一步深化教學改革，提高師資素質，保障學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)方案的順利實施。本文針對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方法進行了討論分析，為電子信息類相關專業(yè)課程的教與學提供可借鑒的思路和方案。