工程教育認(rèn)證下的數(shù)據(jù)通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程融合改革與實(shí)踐

摘要：為了打造新工科專業(yè)，培養(yǎng)及提升工程技術(shù)人才的創(chuàng)新力和競爭力，針對通信專業(yè)基礎(chǔ)課“數(shù)據(jù)通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程存在的種種問題，研究了將多個課程的理論與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容交叉融合，綜合利用不同學(xué)科、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和信息網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對通信工程中復(fù)雜工程問題的預(yù)測、分析與模擬解決。據(jù)此培養(yǎng)學(xué)生多課程交叉、理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)習(xí)方法，提升其分析解決復(fù)雜工程問題能力和綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

關(guān)鍵詞：工程教育認(rèn)證;計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：融合;復(fù)雜工程問題;創(chuàng)新能力

中圖分類號：G642.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-8228（2020）08-102-03

1 數(shù)據(jù)通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程多平臺融合的背景

2013年6月19日，我國成為《華盛頓協(xié)議》臨時簽約組織[1]，表明我國工程教育質(zhì)量及其保障機(jī)制得到了國際工程教育界的認(rèn)可。這將為我國工程類畢業(yè)生走向世界提供國際互認(rèn)的“通行證”，這也標(biāo)志著我國工程教育國際化已經(jīng)邁出了重大步伐，我國的工程制造業(yè)將進(jìn)一步走出國門，走向世界[2]。我校順應(yīng)時代潮流，積極把握契機(jī)，2016年ll月我校辦學(xué)歷史悠久、特色鮮明的通信工程專業(yè)，經(jīng)過層層嚴(yán)格選拔與考核，順利通過教育部專業(yè)教育審核評估。歷時三年的專業(yè)持續(xù)性發(fā)展，2019年6月，通信工程專業(yè)迎來了第二次工程教育認(rèn)證專家的入校考察。

歷經(jīng)三天的考察工作圓滿結(jié)束后，專家們提出了寶貴的建設(shè)意見。其中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了：“要設(shè)計、開發(fā)復(fù)雜工程問題的解決方案，在設(shè)計環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，同時考慮對安全、健康、法律、文化及社會的影響”。

結(jié)合目前我校通信工程省級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心開設(shè)的“計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信”、“現(xiàn)代交換技術(shù)”和“通信網(wǎng)技術(shù)”三門課程，同屬數(shù)據(jù)信號處理方向，其存在以下問題：①理論與實(shí)踐內(nèi)容有所脫節(jié)，同時缺少充分、全面、具體的對學(xué)生的安全、健康、法律和文化等方面的教育灌輸與引導(dǎo);②這三門課程的理論和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均有交叉共性之處，即通過不同組網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)語音或數(shù)據(jù)傳輸，但也各有特色，關(guān)鍵是能否將相關(guān)理論、實(shí)驗(yàn)平臺相互融合，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計、解決復(fù)雜工程問題的能力;③還要看能否進(jìn)一步推廣該融合理念至其他通信類如無線、光纖通信等課程中，借助不同通信原理及不同課程實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，設(shè)計綜合的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生能夠理論聯(lián)系實(shí)際的同時，達(dá)到不同學(xué)科知識的融會貫通。因此，針對認(rèn)證專家建議及通信工程專業(yè)相同領(lǐng)域課程及實(shí)驗(yàn)開設(shè)現(xiàn)狀，本課程組以“數(shù)據(jù)通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”課程為例，進(jìn)行了理論與實(shí)踐教學(xué)改革與實(shí)踐。

2 數(shù)據(jù)通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程融合的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)

目前，通信工程省級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心分別建立了現(xiàn)代交換技術(shù)、通信網(wǎng)技術(shù)和數(shù)據(jù)通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)課程群專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)每門課程側(cè)重點(diǎn)有所不同，各實(shí)驗(yàn)室分別配備了不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，近年來順利開展了多類型多層次的課程實(shí)驗(yàn)及開放實(shí)驗(yàn)，這為融合平臺的實(shí)現(xiàn)提供了豐富的硬件資源保障;其次，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院的成立，為融合平臺在通信專業(yè)及全校范圍工程專業(yè)的推廣提供了一個更為開闊的平臺;最后，各課程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富，并且隸屬同一研究領(lǐng)域，通過頻繁的學(xué)術(shù)交流、互相借鑒，為融合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容制定、實(shí)驗(yàn)開展、實(shí)驗(yàn)評價、可持續(xù)改進(jìn)提供了一個強(qiáng)大的智囊團(tuán)。這些硬件及軟件資源，保證了融合平臺的穩(wěn)步順利建設(shè)。

3 數(shù)據(jù)通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程融合平臺的目標(biāo)

首先，對照工程教育認(rèn)證要求，明確本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及畢業(yè)要求在各相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程中的具體要求，針對認(rèn)證中對實(shí)驗(yàn)環(huán)境安全、社會法規(guī)文化、職業(yè)道德規(guī)范、環(huán)境能源可持續(xù)發(fā)展等方面提出的要求，補(bǔ)充完善現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)安全規(guī)范制度，切實(shí)落實(shí)“安全教育”。關(guān)注國際國內(nèi)的通信專業(yè)動態(tài)，工業(yè)、社會、環(huán)境發(fā)展需求，在實(shí)驗(yàn)前需對學(xué)生進(jìn)行實(shí)時、系統(tǒng)、全面的理念灌輸與積極引導(dǎo)[3]。

其次，在保證開設(shè)滿足畢業(yè)要求的單獨(dú)課程的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)后，分析本專業(yè)畢業(yè)要求對實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)達(dá)成能力的要求，分析學(xué)生是否達(dá)成畢業(yè)要求，是否具有復(fù)雜工程問題解決能力，是否具有創(chuàng)新能力[4]。針對上述問題，為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐創(chuàng)新能力和復(fù)雜工程問題解決能力，深入研究各相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程的共通點(diǎn)，結(jié)合專業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用，模擬設(shè)置復(fù)雜工程問題，讓學(xué)生通過多課程融合的實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，通過不同技術(shù)路線，達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康腫5]。

最后，多課程融合理念的推廣實(shí)施。多課程融合首先應(yīng)從課程性質(zhì)、培養(yǎng)目標(biāo)相似的教學(xué)小組課程群間的實(shí)驗(yàn)交互入手，其次推廣至通信專業(yè)其他方向的教學(xué)小組課程群，最后建設(shè)成為“有線+無線”立體式通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺m，。

4 數(shù)據(jù)通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程融合平臺的實(shí)施

首先，將授課理論與實(shí)踐內(nèi)容相結(jié)合，解釋實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中應(yīng)用到的技術(shù)原理，使學(xué)生能夠?qū)W以致用。通過設(shè)計與多課程相關(guān)的綜合型實(shí)驗(yàn)課題，引導(dǎo)學(xué)生將不同課程中理論知識進(jìn)行融合，設(shè)計出合理的解決方案，逐步培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜過程問題的能力。同時，教師應(yīng)進(jìn)一步完善通信實(shí)驗(yàn)室安全規(guī)范制度，針對不同實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容及多門課程實(shí)驗(yàn)融合后的具體實(shí)驗(yàn)操作的安全、規(guī)范內(nèi)容進(jìn)行分類匯總、研究編制，制定不同的實(shí)驗(yàn)安全規(guī)范，用于對學(xué)生安全意識進(jìn)行灌輸引導(dǎo)，最終使其在今后的工作中，嚴(yán)守安全條例、自覺維護(hù)生產(chǎn)實(shí)踐的安全環(huán)境[7]。

其次，引導(dǎo)學(xué)生評價自己設(shè)計的實(shí)驗(yàn)方案對社會及環(huán)境的影響，理解自己應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任，遵守職業(yè)道德和規(guī)范。教師與學(xué)生均需與時俱進(jìn)，關(guān)注國內(nèi)外專業(yè)動態(tài)及社會動態(tài)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中增加人文社會科學(xué)素養(yǎng)內(nèi)容，灌輸與培養(yǎng)學(xué)生對社會、健康、法律及文化，對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感[8-10]。

再次，實(shí)現(xiàn)多門課程的開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容交叉融合。本文中試點(diǎn)的三門課程具有一定的共通性，在學(xué)生完成必修的課程學(xué)習(xí)及課內(nèi)實(shí)驗(yàn)之后，設(shè)置了“傳感技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合的報警系統(tǒng)設(shè)計”、“語音通信技術(shù)與計算機(jī)通信技術(shù)結(jié)合的家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)”、“基于信號波形生成原理的發(fā)生器設(shè)計”等融合實(shí)驗(yàn)課題，作為課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充與拓展，融合后的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、內(nèi)容、方法多樣化，既節(jié)約了單開實(shí)驗(yàn)的時間、資源成本，也可以使學(xué)生在原理知識融合、實(shí)驗(yàn)設(shè)備融合、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容交叉、解決思路拓展的基礎(chǔ)上，綜合利用不同技術(shù)路線、現(xiàn)代工程實(shí)驗(yàn)設(shè)備、信息技術(shù)工具實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜工程問題的預(yù)測與模擬解決。

最后，可將多課程實(shí)驗(yàn)融合理念，推廣至通信專業(yè)所有專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)中，模擬現(xiàn)場復(fù)雜工程問題，如“遠(yuǎn)程酒駕報警系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)”、“智能家居系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)”、“信號發(fā)生器設(shè)計與實(shí)現(xiàn)”等與人民生活息息相關(guān)的實(shí)際課題，通過相關(guān)的多課程知識點(diǎn)原理相互關(guān)聯(lián)，解決思路相互借鑒融合，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)意識，在互聯(lián)網(wǎng)+時代，建設(shè)“有線與無線通信網(wǎng)絡(luò)”的全方位立體式開放實(shí)驗(yàn)體系[11]。

5 結(jié)論

工程教育認(rèn)證中，對學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力要求放到了首要位置[12]。為促進(jìn)我校培養(yǎng)的工程技術(shù)人才能夠適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，提升其就業(yè)競爭力，在通信專業(yè)“數(shù)據(jù)通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”類課程的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計中，可將“數(shù)據(jù)通信+通信網(wǎng)技術(shù)+數(shù)字信號處理+通信系統(tǒng)原理+交換技術(shù)+無線通信”等課程理論及實(shí)驗(yàn)相互融合，設(shè)計與實(shí)際生活緊密相關(guān)的復(fù)雜工程問題如“遠(yuǎn)程監(jiān)控、智慧物聯(lián)網(wǎng)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)”等實(shí)踐內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立分析設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案、灌輸職業(yè)道德理念、考慮環(huán)境保護(hù)與社會影響因素，充分模擬專業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用，不僅使學(xué)生達(dá)到對多課程理論知識的融會貫通，而且使學(xué)生建立與時俱進(jìn)的健康、安全、文化、環(huán)境保護(hù)、社會可持續(xù)發(fā)展等方面的規(guī)范意識，實(shí)踐表明，該教學(xué)方法逐步提高了本專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力與復(fù)雜工程問題解決能力。接下來的教學(xué)設(shè)計中，需進(jìn)一步增加理論融合深度，設(shè)計更多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，穩(wěn)步提升學(xué)生的理論水平與實(shí)踐能力。

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基金項(xiàng)目：蘭州交通大學(xué)通信工程系課程建設(shè)項(xiàng)目，蘭州交通大學(xué)校教改項(xiàng)目（JGY201923）;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課程建設(shè)項(xiàng)目（2019CXCKCY09）;教育部產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目;甘肅省高等學(xué)校創(chuàng)新能力提升項(xiàng)目（2019B-058）;甘肅省住建廳項(xiàng)目（JK2019-31）

作者簡介：王春麗（1981-），女，內(nèi)蒙古包頭市人，碩士研究生，副教授，主要研究方向：信號處理、數(shù)據(jù)通信與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的研究。