融合成果导向与新工科教育理念的数字通信技术课程建设探索与实践

融合成果导向与新工科教育理念的数字通信技术课程建设探索与实践

                  ,范晖①,          ,全斯农②

1中南林业科技大学计算机与信息工程学院 长沙 410004

2国防科技大学电子科学学院电子信息系统复杂环境效应国家重点实验室 长沙 410073

摘要

随着物联网、大数据、人工智能等新兴领域的迅猛发展，通信行业迎来了发展的关键时期，急需大量高质量数字通信技术人才，因而对数字通信技术课程体系和人才培养模式的探索与改革势在必行。本文融合成果导向与新工科教育理念，针对数字通信技术课程现有人才培养体系中的不足，准确定位数字通信技术课程培养目标，在人才培养体系、课程结构、实践教学等方面进行教学改革，从而加强本专业学生实践能力和创新能力的培养，有效提高人才培养质量。

关键字：成果导向；新工科；数字通信技术；课程体系

1、引言

基于成果导向的教育模式(Outcome-Based Education, OBE)以学生预期学习成果为依据反向设计人才培养体系，强调学生的个人进步和学业成就[1]。“以学生为中心，以成果为导向”的OBE理念要求教学设计和教学实施应以学生通过教育最终获得的成果为目标，其中的“成果”，不是传统教育中学生获得的分数，而是指学生在学习结束后获得的知识、能力和素质。OBE理念作为新型教育理念，注重学生在课堂上的学习自主性，尊重学生的课堂主体地位，能够有效解决传统教育模式产生的学习板块混乱、学生学习目标不明确等问题。同时，该理念还将教学成果作为导向，对教育质量进行持续性改进，从而能够培育出专业化、高素质的人才[2,3]。

在国家经济不断攀升、国际地位持续提升的背景下，为主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略，2017年2月，教育部先后形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”，并发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》，全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验，助力高等教育强国建设，大力推进新工科建设。“新工科”一经提出就引领了我国工程教育改革的方向，它强调以德育为基础，建立工科发展新范式、构建工科专业新结构、更新工程人才知识体系和创新工程教育方式与手段，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承和创新、协调发展为实施路径，为未来培养出新时代、专业性的技术人才[4]。

数字通信技术人才的培养质量对我国打造世界工程创新中心和人才高地，建设工程教育强国和信息强国有十分重要的意义和影响。然而我国现阶段数字通信技术教育的培养模式与新时代信息技术人才的需求之间仍存在很大差距。高校人才培养不能一味落后于时代发展，走老工科的老路子[5]。尤其对于地方院校来说，必须加快工程人才培养模式的改革与创新，为地方应用型工程人才培养提供应有的服务，在区域经济发展和产业转型升级中发挥支撑作用。OBE的核心理念与新工科的教育思想与地方院校工科专业为区域建设服务、立足于现实需要的发展要求一致，有利于帮助其实现发展愿景，因而亟需开展成果导向视域下新工科教育理念融入数字通信技术课程建设的探索与实践研究。

2、数字通信技术课程教学现状及不足

2.1 教材内容陈旧滞后

新一代信息技术发展迅猛，然而国内现有数字通信技术教材对于新技术的内容更新缓慢滞后。对于现代数字通信技术中的先进科技成果如5G移动通信、北斗卫星系统、物联网技术等内容融入较少，对于先进科技成果中涉及的科学理论如5G技术中核心的信道编码方案更是鲜少提及。一直以来，教材是学生获取知识的主要渠道，学生对教材的依赖和信任程度较高，教材内容的滞后，将限制学生对学科内先进科学技术知识的认知。

2.2 教学方法单一固化

在现有数字通信技术课程教学中，教师大多以板书结合PPT的传统模式进行线下课堂教学，形式较为单一，内容相对死板。PPT中呈现的内容大多为让人难以理解的文字、公式、函数等，理论性和抽象性强，直观性差。照本宣科的教学方式使课程枯燥乏味，无法充分调动学生的主观能动性，影响学生对课堂知识的吸收，更难以激发学生对专业领域自主探索的兴趣和创新思维的培养。

2.3 实践教学比重低效果欠佳

现有数字通信技术课程中的实践教学内容多为实验课，由于实验课的课时有限、内容单一、创新性不高，无法有效提升学生的实践能力和创新能力。现有数字通信技术课程的实验大多为低创新性的验证性实验，针对每个实验，学生只需根据实验指导书上的详细说明和具体实验步骤依葫芦画瓢即可完成。学生虽然可以独立完成实验，但由于高度依赖实验指导书，缺乏主动探索和独立思考的意识，无法从真正意义上提高实践能力与创新能力，更无法培养分析解决实际问题的能力。

2.4  缺乏对课程培养方案的反馈优化过程

    现有数字通信技术课程缺乏对课程培养方案科学评价反馈、实时优化改进的过程。教师在讲授课程内容、结束课程考试以后，即完成课程的教学任务，缺乏根据学生毕业要求、行业实际需求对课程培养方案反思、优化和改进的反馈过程。因而难以实现课程内容与毕业要求、行业需求的有效呼应，也无法确保人才培养的高效性以及科学性。

3、融合成果导向与新工科教育理念的数字通信技术课程教学改革

3.1 教学内容融入前沿科技成果，培育学生创新思维

充分利用互联网资源，结合线上教学模式，将现代数字通信技术中的前沿科技成果融入教学内容中，弥补教材对新技术内容更新缓慢滞后的问题。引领学生了解行业内先进科技成果，激发学生探索未知领域的兴趣，培育学生创新思维。对于学科内的前沿科技成果，如5G技术中采用的Polar信道编码方案，目前国内数字通信教材均鲜少涉及。为了使学生对信道编码技术的认识更加深入全面，使教学内容与行业热点紧密连接，可将Polar码这部分学习内容进行整理，并通过超星学习通、中国大学MOOC等平台组织线上教学。通过在教学内容中融入前沿科技成果，有效激发学生对数字通信技术课程进行主动探究的兴趣，并培育学生文化自信和创新思维。

3.2 综合运用多种教学方法，实现高质量教学效果

      在传统教学方法的基础上，结合任务驱动教学法、案例分析法、小组讨论法等教学方法，提高课堂趣味性，营造良好的学术研究氛围，有效增强学生分析与实践能力，沟通与合作能力，激发学生创新思维，从而实现高质量的教学效果。任务驱动教学法是由教师提出一项具体的学习任务，通过让学生解决问题从而促使学生对知识展开主动探索与学习。在数字通信技术课程中，部分内容较抽象而不易理解，此时可借助任务驱动教学法将教材内容与实践结合，引导学生主动探索与思考。针对课程内的重难点问题，教师可以真实应用案例为突破口开展教学，加深学生对数字通信技术实践与应用的理解。对于数字通信技术课程教学中一些较为复杂的问题，可以开展小组讨论式教学。组织学生在组内展开头脑风暴，对问题展开深入探讨，促进学生形成科学的思维模式。

3.3 构建具有企业强合作、行业高匹配的实践教学体系

  构建与企业密切合作、与行业实际需求高度匹配的校企合作、产教融合、协同育人实践教学体系，促进数字通信专业骨干教师实践能力、科研能力提升，促进学生实践能力、应用能力及创新能力全方位提升。首先，可在现有实验平台基础上，与企业联合共建现代数字通信应用实验室、虚拟仿真实验室等实验平台用以开展与行业实际应用匹配的实验，通过真实设备的感官认知和虚拟设备的联合应用，提升学生对数字通信前沿技术的认知。同时，通过选派教师参加企业进修、引进企业技术人员来校培训等多种措施，提高教师的创新创业能力。通过开展学生创新创业项目、组织学生参加大学生创新创业大赛、挑战杯、计算机IT大赛、信息安全大赛等通信类科技竞赛和实践项目提升学生专业技能水平，培养学生创新实践能力。此外，通过聘请企业技术人员参与数字通信课程设计、项目实训等实践工作，设立课程/毕业设计双导师结构（校内导师+企业导师），校内导师为学生提供丰富的理论知识，企业导师则指导学生将课堂知识与工作实践相连接，从而有效提高学生实践创新能力。

3.4 构建多维评价反馈系统，持续优化改进课程培养方案

构建校内校外、毕业要求与课程内容、课程内容与教学方法密切贯通的多维评价反馈系统，实时优化改进课程培养方案。在对数字通信技术课程培养方案进行审核时，需依据目标定位，根据利益相关者进行多维度开展，也就是企业雇主、教职工、校友、学校指导委员会等多角度实施审核，但角度都需立足于成果导向及新工科理念下，根据数字通信技术课程的培养目标开展，提供给教育教学、课程建设发展相应的咨询与建议，并实施相应的反馈，构建包括校内与校外评价密切贯通、毕业要求与课程内容相互有效呼应、课程内容与教学方法实时优化的多维评价系统。此多维评价系统的有机结合能够保证对融合成果导向与新工科教育理念的数字通信技术课程建设进行全过程、全方位、多层次、多维度的质量监控，从而确保学生自身发展能够与企业需求、行业应用相贴合，并为课程建设提供相应保障，确保人才培养的高效性以及科学性。

4、结语

数字通信技术人才的培养质量对我国打造世界工程创新中心和人才高地，建设工程教育强国和信息强国有十分重要的意义和影响。然而我国现阶段数字通信技术教育的培养模式与新时代信息技术人才的需求之间仍存在很大差距。针对新工科的时代背景和地方院校工科专业发展需要，亟待开展融合成果导向与新工科教育理念的数字通信技术课程建设探索与实践研究。融合成果导向与新工科教育理念的数字通信技术课程，以培养具备健全人格、社会责任感和创新精神，基础扎实、实践能力强的应用型高级专门人才为人才培养目标，强调能力培养、能力训练和能力创新的过程。本文系统地分析了当前数字通信技术课程中存在的突出问题，积极探索与实践融合成果导向与新工科教育理念的新模式，以学生为中心，以结果为导向，围绕课程设置优化、实践创新能力提升、产教融合发展、双师型师资培养、评价机制创新等方面进行创新研究和改革，构建一种师生、校企良性互动发展的新型人才培养模式，面向经济发展战略与国内经济转型发展，依托行业特色与地域优势，稳步提升人才培养质量，为区域经济发展提供大量高素质的数字通信技术人才，实现专业教育与行业发展的无缝对接。

参考文献

[1]任大勇.基于OBE理念的应用型本科通信工程专业新工科建设［J］.文存阅刊，2019（7）：176.

[2]李光梅. 成果导向教育理论及其应用[J]. 教育评论, 2007, (01): 51-54.

[3] 凤权. OBE 教育模式下应用型人才培养的研究[J]. 安徽工程大学学报, 2016, 31(03): 81-85+95.

[4] 教育部．“新工科”建设行动路线 (“天大行动”)[J]. 高等工程教育研究 ,2017(02):24-25.

[5] 崔玉祥 艾.  高等工程教育创新理论与实践[M].北京: 科学出版社, 2015: 126-137.

作者信息：

范晖，女，博士，中南林业科技大学计算机与信息工程学院讲师。18688966736 ；全斯农，男，博士，国防科技大学电子科学学院讲师。18525860930