工程教育專業下通信工程課程體系建設

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工程教育專業下通信工程課程體系建設

摘要:文章基于工程教育專業認證視角介紹通信工程專業的課程體系建設。闡述開展工程教育專業認證的意義和目的。從產出導向的軍校通信工程課程體系構建、以學生為中心的課程體系建設和課程體系持續改進三個方面,總結國防科技大學通信工程專業課程體系的改革探索。實踐表明,這些改革措施能進一步完善課程體系,有效提高通信工程專業人才培養質量。

關鍵詞:工程教育專業認證;通信工程;課程體系

工程教育專業認證是國際通行的工程教育質量保障制度,是實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎。目前針對本科工程學歷資格互認的國際協議中,權威度最高、體系相對最完整的是《華盛頓協議》,我國于2016年6月正式成為第18個成員[1]。對通信工程專業開展工程教育專業認證有利于在國際標準的規范下提升通信工程教育質量,有效地擴大我國通信專業工程教育的國際影響力,全面提升通信工程人才培養質量。國防科技大學(以下簡稱“我校”)通信工程專業具有悠久的歷史,早在1961年成立軍事工程學院電子工程系時就設置了相關專業。隨著現代通信技術的迅猛發展和通信應用的不斷更新,通信工程專業的內涵迅速發展,專業內容涉及信號的產生,信息的傳輸、交換和處理等,涵蓋了計算機通信、數字通信等多方面相關的理論和工程應用問題[2]。目前,我校通信工程專業已經以5A評分成功完成了湖南省卓越工程師教育計劃試點專業建設,并被評為教育部“雙一流”,軍隊院校“雙重”建設專業。通信工程專業鮮明的通用性和廣泛的應用性使其非常適合用工程教育專業認證的理念和標準進行規范性建設。課程體系是專業內不同課程的有序排列,是教學內容及進程的總和,決定了學生通過學習建立的專業知識結構。工程教育認證標準的通用標準和專業補充標準中都將課程體系作為一項重要內容進行了規范描述和明確要求。從2019年開始,筆者全程參加了國防科技大學通信工程專業工程教育專業認證的申報工作,同時對照工程教育認證標準在課程體系建設方面開展了一系列的改革和探索,下面分別從產出導向的軍校通信工程課程體系構建、以學生為中心開展課程體系建設和課程體系持續改進三個方面出發,闡述我校通信工程專業課程體系的構建和探索。

一、產出導向的軍校通信工程課程體系構建

OBE即Outcome-BasedEducation,是指基于產出的教育,該理念于1981年由Spady(斯派帝)率先提出[3],是工程教育專業認證標準的核心理念之一。在產出導向下,專業課程體系的制定需緊扣培養目標,圍繞畢業要求開展建設。與培養高級專業技術人才的地方高校不同,國防科技大學是一所直屬中央軍委領導的軍隊綜合性大學,是軍隊唯一進入國家985工程建設行列的院校,也是軍隊唯一納入國家“雙一流”建設支持院校。習主席訓詞指出:國防科技大學是高素質新型軍事人才培養和國防科技自主創新高地,必須在提升國防科技創新能力和水平、加快實現科技自立自強上發揮更大作用,要緊跟世界科技前沿,在基礎研究和原始創新方面持續發力,加強重大核心技術研究攻關,做好創新性、突破性成果轉化運用,為推進新時代強軍事業提供強大科技支撐將訓詞落實到通信工程專業的專業定位,就是要為我軍努力培養通用通信工程專業人才和聯合作戰通信保障人才,緊跟世界軍事通信發展潮流,將通信工程專業建設成為世界一流專業。專業定位明確了我校通信工程專業人才培養任務,在此基礎上擬定人才培養目標,再在培養目標的指導下設計課程體系整體思路。我校通信工程專業共制定了14條畢業要求[4],除了包含工程認證標準中普遍要求的工程知識、問題分析、設計/開發解決方案、研究、使用現代工具、工程與社會、環境和可持續發展、職業規范、個人和團隊、溝通、項目管理和終身學習以外,增加了第13條具備過硬的軍事素質和第14條具備初步崗位任職能力。這體現了我校培養高素質新型通信專業人才的歷史使命,也是我們和地方綜合性高校相同專業在人才培養目標上的根本性區別。課程體系通過建立完備的課程支撐矩陣,實現對畢業要求的緊密支撐。以我校專業課程軍事通信系統為例,該課程學分3分,分別支撐畢業要求第1條工程知識中專業知識(分值0.4),問題分析中的識別(分值0.2),使用現代工具中的檢索(分值0.1);以及第14條具備初步的崗位任職能力(分值0.3)。該課程以軍事應用需求為牽引,立足軍事通信系統講原理和關鍵技術,要求學員掌握軍事無線通信系統的基本原理、分析設計方法和關鍵技術,掌握幾種常用軍事通信系統的組成和工作原理。類比北京郵電大學通信工程專業課程體系中具有類似地位的移動通信課程[5],該課程同樣支撐畢業要求中的工程知識、問題分析和使用現代工具。在課程的主要內容上講授民用蜂窩移動通信的進化、架構、系統組成和關鍵技術。要求學生系統學習現代移動通信系統及網絡中的關鍵技術以及支撐這些技術的基本理論,強調工程方法論的學習,將專業知識用于解決復雜工程問題。類比兩所學校的這兩門專業課即可發現,國防科技大學作為軍校,其課程體系在支撐人才培養目標、傳授知識體系架構上與地方高校有顯著不同。國防科技大學的課程體系服務于“絕對忠誠、絕對純潔、絕對可靠”的生長軍官培養,因此把思想過硬和軍政素質過硬視為人才培養的基本要求。這種要求鮮明地體現在通信工程專業的課程體系設計中。首先,整個課程體系中,人文社會科學類通識教育課程中設置了多門重要的思政教育課和軍事理論與實踐課,使得該類課程比重超過24%,而工程教育專業認證通用標準中對于人文社會科學類通識教育課程占比的基本要求只有15%。思政教育課中包含軍人思想道德修養與法律基礎、馬克思主義基本原理概論、中國近代史綱要、人民軍隊歷史與優良傳統、毛澤東思想和中國特設社會主義理論體系概論(習近平新時代中國特色社會主義思想)等;軍事理論與實踐課有軍隊基層政治工作等。此外,為保證學員具備過硬的身體素質,課程體系中包含了眾多的軍事素質訓練和軍事體育課,例如野戰生存、輕武器操作、軍事體育等。軍事素質和思政教育課程貫穿了我校通信工程專業本科教育的整個階段,體現了學校培養高素質新型軍事人才的辦學定位。

二、以學生為中心開展課程體系建設

課程體系需要以學生為中心,就是指課程體系設計的目標應該圍繞學生培養,課程設計內容需要根據對學生的期望而設計,應該按照是否有利于學生達成預期目標這一標準進行課程體系的評判,將學生和用人單位的滿意度作為評價的重要參考依據,同時由于工程論證是一種合格性評價方式,因此必須考慮全體學生。以學生為中心的課程體系建設需要充分考慮學生作為教育服務對象的特征,關注他們的知識基礎、接收能力和預期目標,按照循序漸進、重基礎、強應用的思路,構建貼合學生的課程體系。國防科技大學通信工程專業所有課程按照培養階段分為公共基礎課、專業背景課(包含工程基礎課、專業基礎課和專業課)以及首次任職課程。這些課程按照修讀要求分為必修課程、選修課、自修課和講座課4種類別,方便學生采用不同的方式修讀。在入學的第1-2學年,主要夯實通識教育,打牢學生工程基礎,因此安排了大學英語、高等數學等人文社會科學與自然科學課程和工程基礎課。通信工程專業較為重要的工程基礎課:大學計算機基礎、電路分析基礎在第一學年完成,模擬電子技術在大二上學期完成,數字電路與邏輯設計、信號與系統以及電磁場與電波傳播在大二下學期完成。第三學年開設了較多的專業基礎課,完成通信原理、通信網絡基礎、信息論與編碼基礎等課程的學習;大四上學期主要面向應用開展專業課修讀,完成軍事通信系統、通信對抗原理與應用等不同方向的專業課程,大四下學期則充分考慮提升學生的專業任職能力和動手實踐能力,安排了面向實際裝備應用的衛星通信系統與裝備應用、移動通信系統與裝備應用等首次任職課程和本科畢業設計,同時輔以多樣化的工程實習和專業實習實踐。上述的課程體系設計體現了對學生每一階段知識接受度的關注和考慮,在第一學年的課程安排中既考慮與高中基礎教育的緊密銜接又幫助學生實現了從高中到大學在知識能力和素質方面的跨越,第二至第三學年課程則搭建起至下而上的工程與專業基礎知識架構,幫助學生夯實專業基礎;第四學年重在提升學生面向就業的任職能力和專業應用能力,體現了從通用基礎到專業應用、再到實踐創新的有序進階。圍繞著高素質新型軍事通信工程專業人才培養,我們在課程體系的構建和改進過程中發布了一系列針對全體畢業生和用人單位的調查問卷,收集學生對于課程體系的意見和問題,切實解決課程體系構建中以學生為中心開展跟蹤評價的問題。在針對畢業生的問卷調查中設計的問題包括:(1)畢業后從事的工作與大學所學學科專業是否匹配?哪些課程知識能幫助您快速解決工作中遇到的問題?(2)哪些實踐課程對于勝任部隊崗位最有用,哪些感覺沒有用或不太有用?(3)為勝任部隊崗位,母校教學安排和訓練中哪些方面的知識和能力需加強?哪些教學環節需改進?等。這些不記名問卷面向同一課程體系培養的所有畢業生發放,最后通過統計找到了課程體系優化建設的幾個痛點問題:有同學反映理論課程雖然學的比較扎實,但是到單位以后缺乏面向通信裝備實際操作能力訓練;有畢業生反映在本科教學過程中部分課程存在內容重復問題。這些問題都在新版課程體系修正中得到了針對性解決。針對在校學習的學生,我們通過隨機抽選大一至大四教學班召開座談會的方式,傾聽學生的意見建議,做到了每一條意見有記錄、有回答、有反饋,起到了很好的互動效果,也充分體現了以學生為中心的教育理念。

三、課程體系的持續改進

課程體系作為學校教學育人活動的組織和指導框架,在支撐畢業要求和培養目標的同時應該具有動態進化的特點。工程教育專業認證要求通過建立常態化的評估評價體系、實施專門的教學管理制度、構建切實可行的反饋機制,促進課程體系不斷更新,保證專業人才培養質量的不斷提升[6]。為了在制度上落實通信工程專業課程體系的常態化評估和持續改進,我校制定并頒布了《本科專業課程評價工作規范》,該規范以“工程教育專業認證標準”和“國防科技大學本科人才培養方案管理規定”為依據,指導和約束本科專業課程體系合理性評價、課程目標達成評價及基于評價結果開展持續改進的閉環過程。通信工程專業課程體系的持續改進機制如圖1所示。從圖1中可以看出,當培養目標和畢業要求發生變化時、或當學生任職發展調查或定期開展的課程評估發現問題時都會促成課程體系的修訂。課程體系的持續改進會牽引專業所有具體課程開展優化和調整。課程體系的持續改進需要廣泛征求用人單位、畢業學員、行業專家等多方意見和建議,同時也要結合軍隊相關人才培養政策和要求的變化,形成新培養方案下的專業課程體系。為了完成通信工程2020新版課程體系修訂,學校多次邀請部隊指揮員、兄弟院校和各軍兵種專家開展專題座談,針對專業課程體系調整優化進行審定,確保院校教學與部隊需求精準對接。其中有專家建議進一步促進本科畢業設計與專業任職崗位素質培訓接軌,在畢業設計中加大行業專家指導力度。該意見符合工程教育專業認證中對于畢業設計要求有行業企業專家參與的指導思想。因此,我們在新版的課程體系修訂中,著力加強了企業行業相關單位和專家對本科畢業設計立題方向、開題及進度檢查、畢業答辯等過程的參與程度。通過聯系景嘉微電子股份有限公司、基石信息技術有限公司等知名校友企業建立了50多名校外專家組成畢業設計指導專家庫;聯合中國電科集團第7研究所、第54研究所、湖南省軟件無線電工程技術研究中心、導航中心等軍工企業和研究所,聯合開展畢業設計的實踐指導工作,取得了顯著的效果。畢業學員普遍反映引入企業和用人單位專家參與畢業設計,使得自己可以更好地把基礎理論、專業知識和工程應用相結合,大大提升了工程素養和實踐能力。課程體系的“持續改進”需要落實到每一門課程的“評價-反饋-改進”環節中去。長期以來,我校堅持了常態化的督導評教和學生評教制度,以1學年作為反饋和改進周期,促進教師對課程教學中的不足及時進行改進。近年來,針對督導和學生反映較多的傳統黑板加PPT課堂教學模式單一,學員聽課效果不佳的問題,開展了以引入信息化網絡化教學手段為主的課程教學模式改革。在通信工程專業56門必修課程中,有近1/3的課程在愛課程中國大學MOOC、學堂在線以及軍網課程平臺建設了在線MOOC課程,其中核心課程通信原理[7]、模擬電子技術基礎等課程被評為教育部一流在線本科課程。不少老師在開展傳統課堂授課的同時結合反轉課堂教學、小班SPOC教學等多種教學模式,靈活采用慕課堂、雨課堂等信息化教學工具輔助教學活動開展,進一步提高了課堂教學效率,提升了學生聽課參與感和沉浸感,激發了他們的學習熱情。教學質量的提高通過考試成績的穩步提升進行驗證。針對課程的持續改進另一個重要的方面是考核方式的改革。我校2017版培養方案中大部分課程的終結性考試成績都在考核中占了較大比重。然而,常規閉卷考試并不能完全公平地反映學生掌握課程知識的情況。為此,在2020版培養方案中[8],我們要求所有通信工程專業核心課程對考核方式進行改革。在考核內容方面,提倡注重知識、能力、素質和應用的全方面評價,除了通過考題考察學生對基本知識點的掌握,還需要設置適當比重的無標準答案型考題、研討型考核問題以及應用型項目考核問題等;在考核方式設計中必須將過程性考核與終結性考核相結合,綜合考慮線上線下學習情況、課堂表現、研討課題完成情況等,避免出現期末考試“一錘定音”和“高分低能”的情況。

四、結束語

當前,我軍軍隊院校高等教育正處在大發展大變革之中,人才培養需要緊貼軍隊建設需求和時代發展趨勢。通信工程專業的課程體系建設對本科生的專業發展和人格塑造具有深遠的影響,以“工程教育認證標準”為依據對通信工程專業的課程體系進行修訂和建設具有重要意義。目前,我們已經從“產出導向、以學生為中心、持續改進”三方面對我校課程體系進行了系統的梳理和優化,從用人單位和畢業學生的反饋情況來看,已經取得了初步的建設成果。我們將在以后的教學實踐和人才培養中不斷探索,不斷改進,以工程教育專業認證工作為契機,進一步提升本專業人才培養質量。

作者:張曉瀛 馬東堂 趙海濤 曹闊 龔廣偉 單位:國防科技大學 電子科學學院

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