學(xué)科交叉背景下專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)方式的一些探討

張江鑫 吳俊

[摘 要] 隨著電子、通信、計(jì)算機(jī)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(duì)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(xiàng)實(shí)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(shí)踐教學(xué)兩方面進(jìn)行了探討，并提出改進(jìn)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(xiàng)目] 2018年度浙江省教育廳專業(yè)學(xué)位研究生專項(xiàng)，基于海思3518E的智能監(jiān)控終端的設(shè)計(jì)（Y201840631）

[作者簡(jiǎn)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(jí)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(hào)] G642.0 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）34-0200-03 ? ?[收稿日期] 2019-09-27

一、引言

近年來，電子、通信、計(jì)算機(jī)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(gè)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(huì)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(jì)算機(jī)專業(yè)之間交叉部分越來越多。同時(shí)，社會(huì)對(duì)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(shí)，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(duì)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(tái)建設(shè)兩個(gè)方面著重分析了推進(jìn)學(xué)科交叉的有效途徑。王冠凌[3]等人嘗試通過以項(xiàng)目為紐帶，融合學(xué)科競(jìng)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(diǎn)，促進(jìn)學(xué)科融合與資源共享”“以課程為載體，探索實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)形式”“以競(jìng)賽為延拓，促進(jìn)教學(xué)科研協(xié)調(diào)發(fā)展”三個(gè)角度出發(fā)，進(jìn)行學(xué)科交叉融合的實(shí)驗(yàn)體系的實(shí)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(diǎn)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(xiàng)，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(shí)際需求開展科學(xué)研究，提供科技服務(wù)。本次申請(qǐng)到的專項(xiàng)項(xiàng)目題為基于海思3518E的智能監(jiān)控終端的設(shè)計(jì)，項(xiàng)目從底層硬件設(shè)計(jì)開始，再到完善上層應(yīng)用，運(yùn)用了多門專業(yè)課知識(shí)，最終實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控以及嵌入式終端的視頻分析功能。針對(duì)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(xiàng)目開展過程中遇到的一些實(shí)際問題，從課程教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)兩方面進(jìn)行探討，并以電子與通信工程專業(yè)為例進(jìn)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(dòng)下，學(xué)科交叉趨勢(shì)越來越明顯，與“老工科”相比，“新工科”更強(qiáng)調(diào)學(xué)科的實(shí)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(jì)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(shí)融合的需要，也是社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐需求發(fā)展的必然結(jié)果。當(dāng)下許多社會(huì)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(jì)算機(jī)、通信技術(shù)、電子技術(shù)、測(cè)控技術(shù)等多個(gè)學(xué)科;智能機(jī)器人行業(yè)涉及了材料工藝、新能源、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、自動(dòng)化等多個(gè)學(xué)科。

就電子與通信工程專業(yè)而言，其本身就是一個(gè)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(jì)算機(jī)、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(jìn)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(huì)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(jìn)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(huì)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(diǎn)問題，因?yàn)橥瓿刹煌较虻目蒲许?xiàng)目所需的專業(yè)知識(shí)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(xiàng)目的研究過程來看，要設(shè)計(jì)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(shí)，網(wǎng)絡(luò)編程涉及學(xué)科計(jì)算機(jī)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(tái)控制也要調(diào)試串口通信，Linux下C語言和嵌入式驅(qū)動(dòng)開發(fā)涉及嵌入式電路設(shè)計(jì)，OpenCV涉及數(shù)字圖像處理，算法設(shè)計(jì)涉及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及一些算法思想。因此，項(xiàng)目的開展涉及電路設(shè)計(jì)、圖像處理、網(wǎng)絡(luò)編程等知識(shí)，需要多門學(xué)科知識(shí)的靈活運(yùn)用，才能最終完成一個(gè)合格的產(chǎn)品。

針對(duì)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(shí)要開足課程，不能因?yàn)檫x修學(xué)生人數(shù)少而停開，保證完善的知識(shí)體系。本次項(xiàng)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(jì)算機(jī)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(jìn)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(shí)內(nèi)容。在多學(xué)科融合、知識(shí)更新周期短的背景下，這種專業(yè)知識(shí)“填鴨式”教學(xué)不能完全適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，教師需要對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)拓展。但是，考慮到學(xué)時(shí)的問題，課堂上拓展的內(nèi)容太多，又可能會(huì)造成貪多嚼不爛的情況。針對(duì)這一問題，學(xué)?？梢猿浞掷没ヂ?lián)網(wǎng)傳播知識(shí)的便捷與多樣性，拓展教學(xué)內(nèi)容。在完成本次項(xiàng)目的過程中，部分問題也是借助網(wǎng)絡(luò)解決的。在項(xiàng)目中設(shè)計(jì)視頻分析功能時(shí)，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(shí)現(xiàn)沒有，沒有代碼實(shí)現(xiàn)的演示。而網(wǎng)上云課堂比較實(shí)用，有代碼實(shí)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(huì)發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行探討，甚至很多培訓(xùn)機(jī)構(gòu)會(huì)將一些教學(xué)視頻免費(fèi)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(yàn)可以進(jìn)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(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容的補(bǔ)充。

四、關(guān)于實(shí)踐教學(xué)的探討

（一）實(shí)踐教學(xué)中存在問題的分析

實(shí)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(gè)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(jiān)持“做中學(xué)”[7]。在知識(shí)點(diǎn)交叉的情況下，動(dòng)手實(shí)踐可以加速知識(shí)的吸收，更快的融合各學(xué)科的要點(diǎn)。目前很多學(xué)校的實(shí)踐教學(xué)是在實(shí)驗(yàn)室里，圍繞教材與試驗(yàn)箱展開，這一方式的主要優(yōu)點(diǎn)是，學(xué)校實(shí)驗(yàn)箱可以提供所有的源碼，甚至試驗(yàn)箱的電路原理圖，有利于快速掌握基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)于完成項(xiàng)目的基本功能設(shè)計(jì)有較大幫助。例如，本次項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中云臺(tái)控制電路的設(shè)計(jì)就參考了實(shí)驗(yàn)箱的原理圖，控制云臺(tái)的代碼也參照了實(shí)驗(yàn)箱的源碼。但圍繞實(shí)驗(yàn)箱展開實(shí)踐的缺點(diǎn)也比較明顯，實(shí)驗(yàn)箱只能完成一些基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于比較前沿的技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)。例如項(xiàng)目中需要使用onvif協(xié)議實(shí)現(xiàn)視頻傳輸，利用OpenCV實(shí)現(xiàn)視頻分析功能，這些比較復(fù)雜的問題，實(shí)驗(yàn)箱很難完成?？傮w而言，目前的學(xué)校的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容更偏向于基礎(chǔ)能力的培養(yǎng)，對(duì)于項(xiàng)目開展過程中會(huì)遇到的實(shí)際問題涉及較少。

（二）依托實(shí)際項(xiàng)目開展校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)

19世紀(jì)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(xiàng)目立項(xiàng)的初衷也是鼓勵(lì)、支持工程碩士專業(yè)學(xué)位研究生參與到實(shí)際的科研項(xiàng)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(jìn)入社會(huì)后需要面對(duì)的問題。就本項(xiàng)目而言，從硬件模塊設(shè)計(jì)到應(yīng)用層視頻采集播放、移動(dòng)偵測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)，這些問題都需要結(jié)合不同專業(yè)的知識(shí)才能解決。

基于以上問題，學(xué)校在制定專業(yè)實(shí)踐的內(nèi)容時(shí)，可以從教師的創(chuàng)新項(xiàng)目或基金項(xiàng)目中，精選一些能用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的項(xiàng)目作為實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容，并且每年對(duì)其進(jìn)行更新，增加前沿性強(qiáng)的課題?？梢宰寣W(xué)生以團(tuán)隊(duì)的形式，對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行分析與處理，以實(shí)際的項(xiàng)目開發(fā)為驅(qū)動(dòng)，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(jìn)行多學(xué)科融合思考。

（三）開展校企合作，加強(qiáng)校外實(shí)踐教學(xué)

學(xué)校是培養(yǎng)人才的地方，企業(yè)是檢驗(yàn)人才的地方。學(xué)校和企業(yè)合作是推動(dòng)工程實(shí)踐創(chuàng)新教育發(fā)展的先決條件，20世紀(jì)80年代工程實(shí)踐教育興起之時(shí)，校企合作就已經(jīng)嶄露頭角[9]。能在競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)環(huán)境下立足的企業(yè)都有自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，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(huì)發(fā)展的大趨勢(shì)。本次項(xiàng)目也是依托企業(yè)的實(shí)際需求展開的，很直觀的感受就是，企業(yè)會(huì)考慮很多實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)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(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，在學(xué)校課堂上很少會(huì)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(jí)大學(xué)生校外實(shí)踐教育基地立項(xiàng)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(shí)習(xí)場(chǎng)所，完成集中實(shí)習(xí)。讓學(xué)生參與到企業(yè)研發(fā)項(xiàng)目中去，接觸實(shí)際的項(xiàng)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(shì)。學(xué)科交叉背景下，企業(yè)對(duì)人才的要求越來越高，學(xué)校的培養(yǎng)方式也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)。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(xiàng)實(shí)施過程中遇到的問題，從課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)兩方面進(jìn)行了探討，并以電子與通信工程專業(yè)為例進(jìn)行了分析說明。總之，學(xué)校應(yīng)該加大對(duì)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(huì)需求的新工科人才。

參考文獻(xiàn)

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