时间:2023-03-21 17:03:07
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超宽带无线电是对基于正弦载波的常规无线电的一次突破。几十年来,无线通信都是以正弦载波为信息载体,而超宽带无线通信则以纳秒级的窄脉冲作为信息载体。其信号产生、调制解调、信号隐蔽性、系统处理增益等方面,具有独特的优势,尤其是能够在密集的多径环境下实现高速传输。由于脉冲持续时间很短,多径分量在时域上不易重叠,多径分辨能力高,通过先进的多径分离技术或瑞克接收机,可以充分利用多径分量。
目前,典型的超宽带无线通信调制方式以TH-PPM、TH-PAM为主,本论文中,介绍超宽带无线通信中的调制技术,主要讨论TH-PPM、TH-PAM的基本原理,并且对比调制技术的优缺点,性能的好坏,并进行动态的仿真,从仿真图中较清楚的研究调制方式,从而得出正确的结论,细致的研究超宽带无线通信中的调制技术。
关键字:超宽带 调制方式 PPM调制 PAM调制 OFDM调制
2 概述
2.1 总述
近几年来,超宽带短距离无线通信引起了全球通信技术领域极大的重视。超宽带通信技术以其传输速率高、抗多径干扰能力强等优点成为短距离无线通信极具竞争力和发展前景的技术之一。FCC(美国通信委员会) 对超宽带系统的最新定义是:相对带宽(在- 10dB 点处) (fH - fL)/fc > 20 %(fH ,fL ,fc分别为带宽的高端频率、低端频率和中心频率) 或者总带宽BW> 500MHz。[1]它与现有的无线电系统比较,在花费更小的制造成本的条件下,能够做到更高的数据传输速率(100~500MbPs) 、更强的抗干扰能力(处理增益50dB 以上) ,同时具有极好的抗多径性能和十分精确的定位能力(精度在cm 以内) 。
2.2 UWB基本原理
发射超宽带(UWB) 信号最常用和最传统的方法是发射一种时域上很短(占空比低达0. 5 %) 的冲激脉冲。这种传输技术称为“冲击无线电( IR) ”.UWB - IR 又被称为基带无载波无线电,因为它不像传统通信系统中使用正弦波把信号调制到更高的载频上,而是用基带信号直接驱动天线输出的[6];由信息数据对脉冲进行调制,同时,为了形成所产生信号的频谱而用伪随即序列对数据符号进行编码。因此冲击脉冲和调制技术就是超宽带的两大关键所在。
2.2.1 脉冲信号
从本质上讲,产生脉冲宽度为纳秒级的信号源是UWB 技术的前提条件。目前产生脉冲信号源的方法有两类: ①光电方法,基本原理是利用光导开关导通瞬间的陡峭上升沿获得脉冲信号。由于作为激发源的激光脉冲信号可以有很陡的前沿,所以得到的脉冲宽度可达到皮秒(10 - 12 ) 量级。另外,由于光导开关是采用集成方法制成的,可以获得很好的一致性,因此是最有发展前景的一种方法。②电子方法,利用微波双极性晶体管雪崩特性,在雪崩导通瞬间,电流呈“雪崩”式迅速增长,从而获得具有陡峭前沿的波形,成形后得到极短脉冲。在电路设计中,采用多个晶体管串行级联,使用并行同步触发的方式,加快了雪崩过程,从而达到进一步降低脉冲宽度的目的[7]。
冲激脉冲通常采用单周期高斯脉冲,典型的单周期高斯脉冲的时域和频域数学模型分别表示为:
(2-1)
(2-2)
单周期脉冲的宽度在纳秒级(0. 1~1. 5ns) ,重复周期为25~1000ns ,具有很宽的频谱,如图2-1 所示。实际通信中使用的是一长串的脉冲,由于时域中信号的周期性造成了频谱的离散化,周期性的单脉冲序列频谱中出现了强烈的能量尖峰。这些尖峰将会对信号构成干扰,通过数据信息和伪随机码来进行编码P调制,改变脉冲与脉冲间的时间间隔,可以降低频谱的尖峰幅度[2]。
图2-1 单周期脉冲的时间域和频率域的表示
2.2.2 UWB的调制技术
超宽带系统中信息数据对脉冲的调制方法可以有多种。脉冲位置调制( PPM) 和脉冲幅度调制(PAM) 是UWB 最常用的两种调制方式。通常UWB信号模型为:
(2-3)
其中,w ( t) 表示发送的单周期脉冲, dj , tj 分别表示单脉冲的幅度和时延。
a PAM- UWB
PAM是一种通过改变那些基于需传输数据的传输脉冲幅度的调制技术。在PAM调制系统中,一系列的脉冲幅度被用来代表需要传输的数据。任何形状的脉冲都是通过其幅度调制使传输数据在{ - 1 , + 1}之间变化(对于双极性信号) 或在M 个值之间变化(对于M 元PAM) 。增加传输脉冲所占的带宽或减少脉冲重复频率,都可以增加一个固定平均功率谱密度的UWB 系统所能达到的吞吐量和传输距离,可以看出这一效果与增加传输功率的峰值的效果是相似的。[8]
采用脉冲幅度调制(PAM)的超宽带信号波形如下:[4]
(2-4)
其中, dj 是信息序列, Tf 是脉冲重复周期。根据dj 的不同取值, 可将PAM调制方式分为以下三种:
(1) OOK(发送数据为1 ,UWB 信号的幅度为1 ;发送数据为0 ,UWB 信号的幅度为0) ;
(2)PPAM(发送数据为1 ,UWB 信号的幅度为β1 ;发送数据为0 ,UWB 信号的幅度为β2) ;
(3)BPSK(发送数据为1 ,UWB 信号的幅度为1 ;发送数据为0 ,UWB 信号的幅度为- 1) 。
对于这三种方式,在超宽带的PAM调制方式中多采用BPSK方式。
b PPM- UWB
脉冲位置调制(PPM) 又称时间调制(TM) ,是用每个脉冲出现的位置落后或超前某一标准或特定时刻来表示某个特定信息的[3]。二进制PPM 是超宽带无线通信系统经常使用的一种调制方法,相对其它调制方法来说也是较早使用的一种方法。采用PPM的一个重要原因是它能够使用零相差的相关接收机来接收检测信号,而这种接收机有着非常好的性能。采用脉冲位置调制( PPM) 的超宽带信号波形如下:
(2-5)
其中, dj 取0 或1 ,δ为调制因子, 与脉冲宽度Tm (1/Tf ) 是一个数量级。当发送数据为1 时脉冲就会相应滞后一个时延δ。
图2-2 给出了上述四种调制方法的信号波形图,对这四种调制方式给出了一个比较直观的描述。
除了这些对脉冲的调制方法外,用伪随机码或伪随机噪声(PN) 对数据符号进行编码以得到所产生信号的频谱时,根据编码的不同即扩频和多址技术不同,超宽带系统又被分为跳时的超宽带系统(TH - UWB) 、直扩的超宽带系统(DS - UWB) 、跳频的超宽带系统(FH - UWB) 和基带多载波超宽带系统(MC - UWB) 等[9]。
图2-2 不同调制方式的信号波形[4]
2.3 UWB 技术特点
由于UWB 与传统通信系统相比,工作原理迥异,因此UWB 具有如下传统通信系统无法比拟的技术特点[4]:
(1)系统容量大。香农公式给出C = Blog2 (1 +S/N) 可以看出,带宽增加使信道容量的升高远远大于信号功率上升所带来的效应,这一点也正是提出超宽带技术的理论机理。超宽带无线电系统用户数量大大高于3G系统。
(2)高速的数据传输。UWB 系统使用上GHz 的超宽频带,根据香农信道容量公式,即使把发送信号功率密度控制得很低,也可以实现高的信息速率。一般情况下,其最大数据传输速度可以达到几百Mbps~1Gbps。
(3)多径分辨能力强。UWB 由于其极高的工作频率和极低的占空比而具有很高的分辨率,窄脉冲的多径信号在时间上不易重叠,很容易分离出多径分量,所以能充分利用发射信号的能量。实验表明,对常规无线电信号多径衰落深达10~30dB 的多径环境,UWB 信号的衰落最多不到5dB。
(4)隐蔽性好。因为UWB 的频谱非常宽,能量密度非常低,因此信息传输安全性高。另一方面,由于能量密度低,UWB 设备对于其他设备的干扰就非常低。
(5)定位精确。冲激脉冲具有很高的定位精度,采用超宽带无线电通信,可在室内和地下进行精确定位,而GPS 定位系统只能工作在GPS 定位卫星的可视范围之内。与GPS 提供绝对地理位置不同,超短脉冲定位器可以给出相对位置, 其定位精度可达厘米级。
(6)抗干扰能力强。UWB 扩频处理增益主要取决于脉冲的占空比和发送每个比特所用的脉冲数。UWB 的占空比一般为0. 01~0. 001 ,具有比其它扩频系统高得多的处理增益,抗干扰能力强。一般来说,UWB 抗干扰处理增益在50dB 以上。
(7)低成本和低功耗。UWB 无线通信系统接收机没有本振、功放、锁相环( PLL) 、压控振荡器(VCO) 、混频器等, 因而结构简单,设备成本将很低。由于UWB 信号无需载波,而是使用间歇的脉冲来发送数据,脉冲持续时间很短,一般在0. 20ns~1. 5ns之间,有很低的占空因数,所以它只需要很低的电源功率。一般UWB 系统只需要50~70mW 的电源,是蓝牙技术的十分之一[10]。尽管如此,UWB 在技术上面临一定的挑战, 还有诸多技术的问题有待研究解决,比如需要更好地理解UWB 传播信道的特点,建立信道模型,解决多径传播;需要进一步研究高速脉冲信号的生成、处理等技术;研究新的调制技术,进一步降低收发结构的复杂度等。
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2.4 UWB发射机和接收机组成框图
2.4.1 UWB发射机组成框图
UWB发射机直接发送纳秒级脉冲来传输数据而不需使用载波电路。所以,UWB发射机比现有的无线发射设备要简单得多。TH-UWB发射机组成框图如图2-3所示[5]。
图2-3 UWB发射机组成框图
调制后的数据与伪码产生器生成的伪码一起送入可编程延迟电路,可编程延迟电路产生的时延控制脉冲信号发生器的发送时刻,脉冲信号发生器输出的UWB信号由天线辐射出去。脉冲信号产生电路的一个关键部分是天线,它的作用相当于一个滤波器。
2.4.2 UWB接收机组成框图
TH-UWB接收机采用相关接收方式,接收机框图如图4所示。图4中虚线内的部分是相关器。它由乘法器、积分器和取样/保持电路三部分组成[5]。
接收机与发射机类似,两者的区别在于接收机的基带信号处理器从取样/保持电路中解调数据,基带信号处理器的输出控制可编程时延电路,为可编程时延电路提供定时跟踪信号,保证相关器正确解调出数据。
图2-4 UWB接收机组成框图
2.5 UWB 技术的应用前景
UWB 系统在很低的功率谱密度的情况下,UWB具有巨大的数据传输速率优势,最大可以提供高达1000Mbps 以上的传输速率,使UWB 同其它短距离无线通信系统的技术优势非常明显,如表1 所示。现有的各种无线解决方案(例如802. 11 ,Bluetooth等) 的速率均低于100Mbit/s ,UWB 则在10m 左右的范围之内打破了这一限制,UWB 的应用将使人们可以摆脱更多线缆的牵绊,通信因而变得更为方便[6]。
2.6 结束语
无线通信已经迅速渗入我们的生活当中,对容量不断增长的要求需要一种不对现有的通信系统造成影响的新的无线通信方案,超宽带脉冲无线电系统正好满足了这一要求。UWB 技术对于无线短距离的高速数据通信是非常有竞争力的,随着研究的深入,凭借多方面的优势,它将在很多领域占有一席之地。特别是短距离传输的后3G领域,UWB 将有广阔的发展空间[8]。
表1 几种短距离无线通信比较
家庭和办公室互连
笔记本、台式电脑、掌上电脑、因特网网关
无线电视、DVD , 高速因特网网关
3 MATLAB 软件工具介绍
3.1 MATLAB语言的概述
MATLAB是一种科学计算软件,适用于工程应用各领域的分析设计与复杂计算,它使用方便,输入简捷,运算高效且内容丰富,很容易由用户自行扩展。因此,它已成为大学教学和科学研究中最常用且必不可少的工具。
MATLAB是“矩阵实验室”(MATrix LABoratoy)的缩写,它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言,着重针对科学计算、工程计算和绘图的需求。与其他计算机语言相比,其特点是简洁和智能化,适应科技专业人员的思维方式和书写习惯,使得编程和调试效率大大提高。它用解释方式工作,键入程序立即得出结果,人机交互性能好,为科技人员所乐于接受。特别是它可适应多种平台,并且随计算机硬、软件的更新而用时升级。因而,MATLAB语言是数值计算用得最频繁的电子信息类学科工具。它大大提高了课程教学、解题作业、分析研究的效率。
3.2 MATLAB的历史
在1980年前后,美国的Cleve Moler博士在New Mexico大学讲授线性代数课程时,发现应用其他高级语言编程极为不便,便构思并开发了MATLAB(MATrix LABoratory,矩阵实验室),它是集命令翻译、科学计算于一身的一套交互式软件系统,经过在该大学进行了几次的试用之后,于1984年推出了该软件的正式版本。它是以著名的线性代数软件包LINPACK和特征计算软件包EISPACK中的子程序为基础发展而成的一种开放型程序设计语言,其基本的数据单元是一个维数不加限制的矩阵,这就允许用户可以根据数值计算问题的复杂程序,对问题进行分段甚至逐句编程处理,显然这与C、FORTRAN等传统高级语言完全不同。在MATLAB下,矩阵的运算变得异常的容易,后来的版本中又增添了丰富多彩的图形图像处理及多媒体功能,使得MATLAB的应用范围越来越广泛,Moler博士等一批数学家与软件专家组建了名为MathWorks的软件开发公司,专门扩展并改进MATLAB。
为了准确地把一个控制系统的复杂模型输入给计算机,然后对之进行进一步的分析与仿真,1990年MathWorks软件公司为MATLAB提供了新的控制系统模型图形输入与仿真工具,并定名为SIMULAB,该工具很快在控制界得致函广泛的使用。但因其名字与著名的软件SIMULA类似,所以在1992年正式改名为SIMULINK。此软件有两个明显的功能:仿真与连接,亦即可以利用鼠标在模型窗口上画出所需的控制系统模型,然后利用该软件提供的功能来对系统直接进行仿真。很明显,这种做法使得一个很复杂系统的输入变得相当容易。SIMULINK的出现,更使得MATLAB的控制系统的仿真与其在CAD中的应用打开了崭新的局面。
3.3 MATLAB语言的特点
MATLAB语言有以下特点。
(1) 起点高
每个变量代表一个矩阵,以矩阵运算见长。当前的科学计算中,几乎无处不用矩阵运算,这使它的优势得到了充分的体现。
(2) 人机界面适合科技人员
MATLAB的语言规则与笔算式相似。MATLAB的程序与科技人员的书写习惯相近,因此,易写易读,易于在科技人员之间交流。矩阵的行列数无需定义。MATLAB不必有阶数定义,输入数据的行列数就决定了它的阶数。键入算式立即得到结果,无需编译。MATLAB是以解释方式工作的,即它对每条语句解释后立即执行,若有错误也立即做出反应,便于编程者立即改正。这些都大大减轻了编程和调试的工作量。
(3) 强大而简易的做图功能
能根据输入数据自动确定坐标绘图,能规定多种坐标系,(极坐标系、对数坐标系等),能绘制三维坐标中的曲线和曲面,可设置不同颜色、线型、视角等。如果数据齐全,通常只需一条命令即可出图。
(4) 智能化程度高
绘图时自动选择坐标,大大方便了用户;做数值积分时自动按精度选择步长;自动检测和显示程序错误的能力强,易于调试。
(5) 功能丰富,可扩展性强
MATLAB软件包括基本部分和专业扩展两大部分。
基本部分包括矩阵的运算和各种变换、代数和超越方程的求解、数据处理和傅立叶变换及数值积分等等。可以充分满足大学理工科学生的计算需要。
扩展部分称为工具箱。它实际上是用MATLAB的基本语句编成的各种子程序集,用于解决某一方面的专门问题,或实现某一类的新算法。现在已经有控制系统、信号处理、图像处理、系统辨识、模糊集合、神经元网络及小波分析等工具箱,并且向公式推导、系统仿真和实时运行等领域发展。
MATLAB的核心内容在于它的基本部分,所有的工具箱子程序都是用它的基本语句编写的。
3.4 MATLAB仿真
通过利用所学的理论知识,建立一个完整、准确的需求说明,清楚、准确地提出仿真试验所要解决的问题。
对所提出的仿真系统给出详细定义,明确系统中的模块、系统构成、模块之间的相互关系,系统的输入输出、边界条件以及系统的约束条件,并明确仿真所要达到的目标。
根据仿真系统分析的结果,确定系统中的参数、变量及其互之间的关系,并以数学形式将这些关系描述出来,从而构成仿真系统的数学模型。数学建模是系统仿真中最关键的一步,所建立的数学模型必须尽可能准确地反映所关心的真实系统的特性,而又不能过于复杂,以免降低模型的效率,增加不必要的计算过程,即建模需要根据求解问题的要求,在模型的近似程度与复杂程度之间折中。电子与通信系统的数学模型通常以方框图形式或数学方程形式来表达。
根据建立的数学模型所需要的数据元素,收集与模型系统有关的数据。根据数学模型建立系统的计算机仿真模型,收集数据,确定其中各子模块的结构,输入输出接口,输入输出的数据表达形式,数据的存储方式等。然后编制相应的程序流程,用MATLAB语言实现。
1培养目标
大连海洋大学信息工程学院通信工程专业是从学校的学科专业结构特点和学科特色出发,合理配置学校的教学资源,在电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术、船舶与海洋工程和航海技术的学科交叉基础上设立的专业。学校以提升人才培养质量为核心,立足辽宁,面向黄、渤海,辐射全国,为区域经济建设服务,为国家水产和海洋事业服务,致力于培养德、智、体、美全面发展,知识面宽,基础扎实,综合素质高,具有创新精神和实践能力,敬业、专业、乐业、创业的复合性应用型人才的人才培养战略。在人才培养过程中注重培养学生的自主性、研究性学习的能力和分析问题、解决问题的能力,结合地方经济社会发展需要确定本专业的培养目标、任务和要求,加强海洋渔业通信方面的特色教育。在多年办学经验的基础上,经多方调研,结合本校实际,制定并逐步完善了通信工程专业的培养目标:以培养德、智、体、美全面发展,熟练掌握通信技术、通信系统和通信网络的基本理论、基本知识和基本技能与方法,并具备电子和计算机技术等方面知识,具有较强的工程实践能力,能够从事固定通信、移动通信及船舶通信等现代通信系统及设备的研究、设计、开发与应用的,具有海洋、渔业科学背景的人才。
2课程体系的改革和优化
课程体系主要包括课程设置、教学内容及课程结构,是教学思想、教育理念的具体化,也是实现创新能力培养与综合素质提高的保证。课程设置是否科学,教学内容是否合理,直接影响创新能力的培养与综合素质的提高。按照我校建设“蓝色大学”理念,构建了通信工程专业蓝色人才培养方案。培养方案坚持“加强通识教育、拓宽学科基础、凝练专业方向、提升实践能力、培养创新精神”的人才培养原则,优化人才培养过程,构建课内、课外一体化的培养模式,依照“浅蓝、蔚蓝、湛蓝、深蓝”的蓝色课程体系,用蓝色课程元素来承载水的精神与海的文化,延伸至涉海涉水教学内容要素。(1)浅蓝(通识课程)包括公共基础课(思想政治理论课、大学外语、大学计算机基础、高等数学、大学物理、体育等),公共选修课(军事理论、健康与安全教育、选修课),公共集中实践环节(军训)。通识课程虽然不一定与通信专业有直接联系,但它是培养具有远大的理想、高尚的情操、科学的思维、可持续发展的能力和健康的心里的人才,为进一步学习提供方法论的不可缺少的课程。基于学校开展课程建设的“双百工程”,从公共选修课着手,打造了蓝色海洋类、人文与社科类、艺术与体育类、自然科学与技术类共100门校级精品视频公开课。其中蓝色海洋类公共选修课有利于进一步加深学生的海洋知识背景。(2)蔚蓝(学科基础课)包括复变函数、电路理论、信号与系统、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术、数字信号处理、微机原理与应用、电磁场与电磁波、单片机原理与接口技术、通信原理等。学科基础课是通信工程专业学生必须具有的基本知识结构,为专业课程提供有效的支撑,使学生具备本专业的基础理论和基本工程应用能力,有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的能力及开拓创新精神,为学生后续学习专业方向课打下坚实的基础。(3)湛蓝(专业课)包括专业必修课(电子线路仿真、电子线路CAD、移动通信、计算机通信、DSP技术与应用)、专业方向课、专业任选课(C++高级语言程序设计、随机信号处理、电视原理与技术、现代通信系统仿真技术、计算机网络安全、嵌入式系统开发技术、数据结构C、扩频通信、通信工程专业英语)。通过对其他高校相同专业的大量调研,反复论证比较,通信工程专业设立两个专业方向:通信工程(程控交换技术、船舶通信、光纤通信)、计算机通信(数字通信、多媒体通信技术、计算机网络技术)。通信专业依托海洋信息技术,在船舶通信、船舶导航、海洋渔业3S技术等方面进行了卓有成效的尝试,同时,紧随时代的发展,对部分课程进行压缩和调整,开设一些学生喜爱的,又能与现实接轨的课程,如扩频通信、嵌入式系统开发技术等选修课。(4)深蓝(专业集中实践环节)包括模拟电子技术课程设计、数字电子技术课程设计、电子线路仿真课程设计、电子线路CAD上机、高频电子技术课程设计、现代通信系统仿真技术上机、通信原理课程设计、单片机原理与接口技术课程设计、通信工程专业教学实习、通信工程专业实习、通信工程专业毕业设计(论文)等。专业集中实践环节对培养通信专业逐步树立工程观念、提高解决工程实际问题的能力和创新能力,有着极为重要的作用。
3强化实践环节,培养提高创新能力
通信工程专业将实践环节作为培养学生创新精神和实践能力的主要途径,制定了科学合理的实践教学方案,构建了多层次、全程化实践教学体系,较好地保证了通信工程专业实践教学的需要。坚持实践教学与理论教学并重、实践教育与创新教育结合,对构成实践教学的各个要素进行整体设计,所有的实践环节围绕培养学生实践动手能力和创新能力而展开,把实践环节分成实验教学、课程设计、实习、毕业论文(设计)、科技创新五个模块,模块之间衔接紧密、层层推进,为学生从入门到提高再到创新夯实基础。
3.1实验教学
实验教学模块主要依托辽宁省海洋信息技术重点实验室、辽宁省实验教学示范中心,以提高实验动手能力为主线,以掌握基本实验技能和方法、融会贯通科学知识、促进创新思维为主要教学目标。加强基础课、主干课实验;实验内容优化配合,避免重复或脱节;增加设计性、综合性实验的比重,形成基本实验、选做实验、设计性和综合性实验组成的立体化实验结构;对含有实验的课程,加大实验教学在整个课程考核中的比例;鼓励学生自主设计实验。在2013版培养方案和教学大纲中都有体现。针对不同课程的特点,有选择地在教学过程中引入仿真实验环节,以缓解实验设备和空间的紧张情况,有效扩展实验空间和时间,节省资金。
3.2课程设计
课程设计着眼点是把理论学习与工程实践相结合,让学生初步掌握设计的程序和方法。一般以单门课或课程群为主选择题目,它是毕业设计的初级阶段。课程设计教学中压缩验证性课题,增加能够体现设计型、综合型和创造性的课题。在课程设计教学设计过程中,鼓励学生自主选题,自行讨论方案,自己组织实施,给予学生自我发挥的余地,充分激发学生的创造性思维,为学生个性的发挥和创造能力的锻炼创造条件。
3.3实习
以校内外实习基地为平台,以使学生学会理论联系实际、建立工程意识和锻炼实际操作技能为主要教学目的,并且通过接触社会,增强学生的劳动观念和社会责任感。目前,通信工程专业校外实习基地2个(人民4810厂,北京尚观科技有限公司大连分公司),合作的企事业单位有18个(渤海船舶重工有限责任公司等),同时学校也正在积极运作与通信公司合作。到企业参观实习和请企业技术专家来校讲座,通过参观和专家公开课的形式,使学生对企业文化、船舶通信及导航设备的发展现状与趋势和本行业领域的前沿技术等有所了解,有利于学生学习目标的确定和职业素质的提高。
3.4毕业论文
(设计)以学院各类实验室、校内外实习基地为平台,学生通过完成毕业论文(设计),在综合运用专业知识能力、外语和计算机应用能力、信息资料检索和收集能力、论文撰写能力和解决实际问题等能力上有较大提高。为切实保障毕业论文(设计)的质量,从以下几方面进行加强:①精心设计备选题目,组织开题报告。学生选题后,在指导教师指导下,查阅文献和撰写文献综述,并精心组织好开题报告,以保证毕业论文的先进性、可行性;②加强毕业论文的中期检查,以保证毕业论文在有限的时间内按质按量完成;③建立毕业论文答辩规范和质量标准,在毕业论文答辩期间开展“毕业论文检查周”活动,有效提升了毕业论文的质量。④学校出台了《大连海洋大学本科生学位论文学术规范检测暂行办法》,针对毕业的本科生的学位论文进行了学术不端行为的检测,有效地杜绝了学术不端行为。
3.5科技创新
以各类兴趣小组和科技社团、大学生科技创新基地、科研实验室为平台,学生通过参加大学生创新创业训练计划项目、科学研究等活动,使创新意识和能力得到进一步培养和提高。低年级的学生专业基础还比较薄弱,鼓励他们参加兴趣小组或者科技社团,以增加学生对创新的认识,提高学生对创新的兴趣;高年级的学生参加各种校内外的竞赛,使学生在竞赛过程中自主学习、自我探索、自我发现。目前,通信工程专业学生在教师有针对性的训练下,参加了“飞思卡尔杯”全国大学生智能汽车竞赛、“大唐杯”全国大学生移动通信技术大赛、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生电子设计大赛等,并取得了优异的成绩。
4结语
大连海洋大学通信工程专业作为涉海高校的“非特色”专业,在复合性应用型培养目标的前提下充分利用和挖掘自己的优势资源,发挥地方特色、行业特色;在加强学生思想道德教育和身心素质培养的同时,主动适应国家和辽宁省沿海经济带发展的新需求,抓住实践能力和创新精神培养的核心,对通信专业的人才培养模式进行调整,使之更好地符合学校的定位与专业培养目标的要求,从而更好地适应社会需要,符合高等教育的发展趋势,并在实践中不断探索与发展。
主要参考文献
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[3]江海,田春艳.机械类应用型本科人才培养模式的探索与实践[J].装备制造技术,2010(3):159-160.
2.实践教学要有专业特色。通信工程专业对于学生的动手操作能力以及创新能力都有较高的要求,但是学生只有在掌握扎实的专业基础知识条件下才会知道如何动手操作,怎样去创新。因此该专业在重视实践教学的同时也不要放松对于专业理论知识的教学。该专业的实践地点一般是各自学校的实验室或者与学校合作的校内外企业,所以学校需要建立起自己的实习基地,保障与外界企业的良好合作,同时学生去实习也要为自己的学校争光,给企业留下好的印象,让企业相信我们学生的能力,为下一届学生再次去企业实习奠定基础。
3.实践教学要有可操作性。在进行通信工程的实践教学中,最重要的一点就是要保障实践过程的质量,让每个学生都能从中收益,所以学校必须对实践教学进行监督考察,并且建立适当的实践教学制度体系,在实践教学中形成自己的操作程序和操作规范,学生和老师从中积累经验,让实际教学和实践教学具有很强的可操作性。
二、通信工程专业实践教学中存在的问题
1.实验室条件和环境较差。由于大部分学校都在进行学生的扩招和学校的扩建,通信专业的人数也会大幅度地增加,学校在扩建过程中会存在资金问题,导致对于实验室仪器设备的资金投入不足,设备更新缓慢,与现代快速发展的通信技术严重脱节,学生在实践过程中学到的知识也是几年前的,已经过时。同时在扩招过程中该专业人数大幅度增加,导致实践教学的场地紧缺,存在多人共用一套实验设备进行实践学习的情况,这就导致实践教学的质量不是很理想。
2.实践教学的老师对于这门课程不够重视。与老师熟知的理论教学相比较,实践教学操作十分麻烦,其中各种各样的环节让人头疼,长期从事理论教学的老师难以适应这样的教学过程,他们就会选择逃避,没有将实践教学真正地开展起来,学生只是进行一些简单的操作,无法学到真正的知识,没有获得实际的动手能力和创新能力。有些学生在老师的影响下也是持比较消极的态度,认为该专业的实践教学可有可无,没有十分重要的存在意义。
3.提供给学生的实习单位较少。有些学校处在偏远地区,当地没有大型的通信企业,城市的经济相对较为落后,只有一些移动、联通、电信的服务型营业厅,没有从事通信工程方面的产品生产的大型公司,所以学生很少有机会进行实习,如果到深圳、广州等通信产业发达的城市进行实习,不仅组织起来比较困难,而且需要大量的资金投入,学生过去之后的管理问题也不是特别的方便。所以老师只是为学生讲解一些实习的经验供学生参考,学生学习效果不明显。
4.集中式的实践教学多是形式主义。在通信工程专业的实践教学中大多采取的是集中式的实践学习,在这个时间段学生要进行毕业论文的撰写,学生在时间上存在较大的问题,他们没有足够的时间写自己的毕业论文,往往就在网络上下载一些资料,选择一些没有创新意义的主题,抄袭问题不可避免。学生专业工程实践的时间和毕业论文的时间冲突,学生为了顺利毕业,把很多时间用在写毕业论文上面,集中实践的效果从而受到影响,这样就导致集中式的专业实践教学形式化,没有达到想要的效果。
三、通信工程专业实践教学环节教学改革的主要方式
1.加强通信工程专业课程体系的建设。通信工程专业的课程设计主要培养学生的能力,科学合理地构造该专业的课程模体系和专业模块,根据不同学生的不同能力、不同爱好,老师为他们选择合适的模块,让教学的基本要素和基本内容与学生能力密切联系。(1)通信基础课程。学生主要学习的课程有信号与系统、通信原理、通信电子线路等,在对这些理论基础学习的时候注重培养学生的信息分析处理能力,为以后的专业课奠定基础,让学生对通信系统有一定的分析和设计能力。(2)通信技术课程。学生需要学习的课程有移动通信、光纤通信、计算机通信网、交换技术等等,主要让学生能够围绕着通信技术进行其中的理论学习,掌握现代的通信技术,将其应用到通信行业,促进通信行业的发展,促进新产品的开发。(3)专业任选课程。学生学习的主要课程有电子测量技术、数字图像处理、光传输和光交换、电信业务开发等等,这些课程主要是根据学生兴趣开设的专业方向课程,相对来说难度大一些,主要是让学生有一个学习的专业方向,学生根据自己的特长和兴趣学习专业课程,学生学习的积极性和主动性也会提高,视野更加开阔,为以后工作打下必要的专业基础。
2.加强通信工程专业实践教学体系的建设。通信工程专业课程基本体系的建设要以实践教学体系为重点,在通信工程专业的实践教学环节中,其设计性、科学性、创新性要全面地体现出来,让每个学生在实践中都能够提升自身的能力,并且要注重学生整体能力的培养,加强实践教学的应用性,让学生在实践中分析问题、解决问题,对于课程设计、毕业设计重点管理和监督,学生在实践中有明确的目标,各自有明确的任务和分工,全面构造通信工程专业实践教学体系,为学生在未来的就业竞争中提供有效保障。
3.加强通信工程专业实验室的建设。在通信工程专业实践中,实验室是学生的主要实践地点,学校应当关注实验室的设备的更新,对实验室进行科学合理的管理,加大资金的投入,为学生创造良好的实验室学习和实践条件,同时实验室也要制定相应的管理制度,损坏实验仪器的学生应当赔偿一定的费用,学生在实验室进行实验之后要打扫卫生,保障实验室的良好环境。实验室应当长期对学生开放,为学生提供良好的实验环境和条件。
4.加强校企协作,在校外投资实习基地。实习是实践教学的重要组成部分,学生总是在实验室中进行实验无法学到真正的工作经验,只有将学生带到通信工程的企业,让他们在其中进行实际的动手操作,他们才会学到实际有用的东西。因此,学校就必须与校外通信企业进行良好的沟通,学校与企业之间联合进行人才的培养,共同制定实习方案,让学生参与到实际的测试、开发、设计中,增加学生的兴趣,毕业后学校为该企业提供专业型人才,保持与该企业的良好联系。如果条件允许,学校可以在校外投入资金建设校企,这样就更加方便学生进行实习。
通讯工程专业建设体系应包括学科基础体系、专业和专业包含专业方向的知识体系和专业实践等内容,其中,通识教育内容应该包含人文社科、自然科学以及数学,经济管理和外语,计算机技术以及实践活动等知识体系。学科基础知识体系应包括电路电子专业领域,信号系统、控制领域,计算机知识领域,以及电磁场等领域知识,专业方向知识应包括交通通讯系统,交通联网等相关知识,专业实践应包括课程实验,课程设计等专业内容,一系列的专业实践技能。
一、专业评估体系建设
进行专业评估是十二五期间教学改革的建设目标之一,继续升华普通高等学校本科教学工作水平,通过师职队伍建设,教学条件、课程内容体质改革等多方面的体系建设,可以明确通信工程专业建设的内容与目标。
师职队伍的建设应该包括专业教师的年龄、学历学位、职称、专业背景、学科结构等方面的内容,主要表现为教师是否使用教学的发展,有无学科带头人的经历,如何形成学术梯队的条件,是否有相当数量的教学骨干,以及,获得硕士、博士、副高职称的教师比例。
师资队伍建设的还应包含本专业教师人家发表学术论文的数量,获得省级以上科技奖项的数量,高水平的学术论文,副高职称以上教师的引进,等等。为了加大对年轻教师的培养力度,要争取本专业发展更多的高层次人才,调动教师从事本专业科研技术发明的积极性,完善科研项目奖励基金建设。
二、教学方法与方式的体系建设
通信工程专业建设的体系应有实践教学体系和专业知识的体系,两者紧密结合,教学内容应该由简单到复杂,通过设计型实验,进步到综合实验,在实验手段上,无比采取硬件软件相互结合的办法,。因为通信工程专业知识体系由各个不同学科的知识领域构成,通过不同层次的实验教学计划可以培养和激发学生眼中理论的能力,设计能力,更好的达到综合应用知识的能力。
与其他专业相比较而言,通信工程专业建设要有一套比较完备、合理和科学的教学计划和教学体系,按照人才培养模式和课程改革的要求不断完善达到教学计划目标。在这里,可以通过各种方法不断提高教学效果和教学目的,提高毕业生的就业率,积极开展第二课程活动,培养学生动手实践的兴趣和能力,规范管理学生参加各类学科竞赛活动,也要成立人才领导小组,选派教学和实践经验丰富的教师为学生提供讲座和实验讲解,让那些经验丰富的教师担任转职卡知道,争取获得更多好级别更高的参赛作品,动员广大教师和学生踊跃参加各类科技实验比武竞赛中去。
在教学条件的指标上,有设有实验室、实习实训基地以及,专业图书资料等几个指标,主要是有生均教学科研仪器设备,有开放性的实验室,在校内外有稳定的实习实训基地,专业图书馆等等。
所以在教学资源方面有重视通信工程专业的体系建设,必须投入大量资金,改善学习和实践环境,加大实验建设力度,完善信号与系统、移动通信、光纤通信等专业实验室,不断完善扩大实习基地的规模,将实习基地建设形成制度化。
三、教学制度与管理建设
高等学校要完成日常的教学教务活动,必须制定系统化、规范化、科学化的教学管理制度,使教学教务活动的每一个环节要有指导、有监督保证教学计划按时完成,保证教学质量,整体上各项教学指标达标,这些都是最基本的前提。
在软件方面,体系化建设还体现在,文字与表格的一些关键性指标,需要实实在在的材料和数据体现,比如,各种职称证书、学历学位证书,获奖证书,合同,论文、教材、实习报告等等,在平时的体系建设过程中务必将这些档案材料的搜集、汇总,成为一项关键工作,这就要求在平时日常的教学活动中,要有意的收集积累这类与本专业相关的档案资料。
四、课程与核心课程建设
按照专业指导意见,通信工程专业建设要开展广泛调研,参考名校的培养方案,构建通信工程专业核心课程框架,逐渐形成完整的课程,分为基础课,学科基础课,专业基础课,专业与计算机能力培养等五个方向的培养课程。各个课程下应该设有核心和主干课程,各课程与课程群之间也须有横向的协调关系。专业基础核心课程为通信原理、通信电子电路以及数字信号处理,强调通信工程专业的基本概念,一些基本原理和理论,更多的则是基本技能的培养,专业课的核心课程为光纤通信原理,现代交换技术,无线通信,这方面的课程更加强调专业素质的培养,让课程出于核心地位,对其他课程形成辐射作用。
五、科研成果转化为教学资源
通信工程专业是一门实践操作性很强的专业,要多采用教学科研互动机制,将“运动平台总线”、“系统电磁兼容”等方面的科研成果有效融入到专业教学的实践活动中去。特别是“无线电通信”“电波传播”“信号与信息处理”“嵌入式系统”等课程要建立常态的教学平台,让教学案例常用常新。
其次要多举办开设技术论坛这样的前沿讲座,学科带头人要为优秀人才营造一个良好的学术氛围。对现在的大学生而言,他们更需要产业技术的探讨,为成为未来的企业家和技术精英而积累宝贵经验。这些活动不仅能够让学术理解产业的前沿技术,还能够让他们对本学科在企业中的商业模式、运营管理、商业策划、技术管理等多方面有一个大致全方位的了解,这对本专业毕业生提高对企业人才预期有很大的帮助,提高自身作为未来企业人才的知识和能力要求。
六、结语
通过学科竞赛、课程实验、综合实践设计和毕业论文等等方面的教学教育实践活动多做探索常识,让通信工程专业体系建设成为一种持续有效改进的过程,根据通信技术的发展和通信企业对人才要求,与时俱进,不断改进教学与实践课程内容,让教学手段与教学方法不断更新。
参考文献:
[1]杨树臣.通信工程专业“3+1”教学模式的研究与实践[J].吉林工程技术师范学院学报.
华南理工大学继续教育学院现设置有工商管理、工商企业管理、人力资源管理、市场营销、项目管理、工程管理等管理类专业。
华南理工大学继续教育学院在2014年4月修订与的本科毕业设计(论文)工作条例中指出:毕业设计(论文)是本科专业人才培养计划中最后一个综合性实践教学环节,是培养学生专业实践应用能力、理论研究能力和创新意识的重要途径,是学生毕业及学位资格认定的重要依据之一。毕业设计(论文)的目的是培养学生综合应用所学知识,独立分析、解决实际问题和初步进行科学研究的能力,培养学生的创新意识和实践能力。然而在对本科毕业设计(论文)过程管理的调查中,我们对管理类专业本科毕业论文选题与撰写结构有以下的看法:
一、论文选题存在“过空过大”现象
对于人文管理经济类专业本科毕业论文的选题,继续教育学院在本科毕业论文撰写规范中提出以下的遵循原则:要依据本专业的特点,尽量从经济、管理、社会发展的实际出发进行选题。选题要有明确的针对性,避免“过空过大”。
然而在调查中我们发现毕业论文选题的确存在“过空过大”的现象。有些学生对论文选题把握不当,选定的论文题目范围太宽太大,难以收集第一手资料,难以展开撰写。[1]论文内容不充实,不符合培养要求和目标。有些学生什么资料好找就选什么题目,选题理论性太强,与学生实际水平不相符,不知如何下笔,不知如何分析、论证,难以完成。有些学生则利用互联网提供的“搜索”“剪切”“粘贴”等功能,摘抄、堆积而拼凑毕业论文,甚至存在抄袭现象。
对于管理类专业学生有选择“中小企业人力资源危机与预警研究”“薪酬调整机制的探讨”“企业目标市场的选择与产品定位”“房地产营销战略研究”“论企业品牌战略”“工程建设成本控制研究”“工程项目管理信息化建设研究”“论建筑工程的监督管理”等作为毕业论文选题,我们认为就成人教育的学生而言,以上本科毕业论文的选题都是很大的研究题目。
二、选择撰写应用研究型的毕业论文
我们认为成人教育管理类专业本科应选择撰写应用研究型毕业论文,从而确定毕业论文选题。选择应用研究型毕业论文的原因分析如下:
(一)应用研究型毕业论文更符合成人教育特点
成人教育的对象,主要是高中或中专毕业后走上生产、工作岗位的从业人员。而选择修读管理类专业的学生很多已在单位从事管理岗位的工作,因此成人教育管理类专业本科生一般具有以下的特点:
1具有较丰富的社会经验与工作经验
华南理工大学继续教育学院管理类专业采取成人高考(业余、函授)、网络教育、高等教育自学考试等学习的形式。很多学生在本科学习前已在管理等岗位工作了多年,积累有较丰富的社会经验与工作经验,这些经验增强了他们的认知能力。经验是他们学习的一个重要的资源。
2期望把理论学习应用于实践
由于很多学生是一边工作,一边学习。在工作实践中遇到不少的困难与问题。在学习管理学基础理论和专业知识的本科阶段,不少学生已尝试结合所学习的管理学基础理论和专业知识应用于工作实践,分析问题存在的原因,寻找解决问题的对策。在毕业论文阶段,他们期望借助指导教师的帮助,解决一些工作实践的问题。因此与全日制本科生相比,他们的学习目的更明确,学习动力更大,更期望把理论学习和工作实践相结合,学以致用。
3理论知识积累尚不足
成人教育采用传统的教学模式是目前的主流,很多学生工作相当忙,又有家庭负担,工学矛盾使学生很难有时间保证系统专心研究管理学基础理论。由于成人教育的学生理论知识水平普遍较低,有些学校在教学与考试上降低对学生的培养标准,学生学习与接受的知识面较窄。与普通高等学校学生相比,成人教育的学生理论学习的系统性和理论知识积累上有欠缺,理论分析能力显得不足。
(二)管理学科的特点有利于撰写应用研究型毕业论文
管理学科是直接指导实践的方法论,管理学科的知识体系具有专业性、广泛性和社会性。[2]对于成人教育的学生,在管理类课程教学过程中,教师更重视以管理类课程理论为基础,联系社会实际分析较典型的案例,培养学生特有的管理思维,鼓励学生运用所学理论进行分析和实践。
管理研究论文按论文的功能可分为:基础理论型论文、应用研究型论文和学术论争型论文。基础理论型论文是运用科学抽象、实证分析等研究方法,对管理领域的理论进行研究的论文。应用研究型论文是运用管理学的基本理论对实际问题进行分析,指出问题产生的原因,提出相应建议的论文。学术论争型论文是就管理问题的不同观点开展争论的论文。根据成人教育学生的特点,我们认为撰写应用研究型毕业论文更有利于成人教育学生发挥其长处,能将理论学习与实际密切结合,更有利于他们丰富的社会经验与工作经验的优势得到充分发挥。而且在应用研究型论文的撰写过程中,能进一步提升学生的理论水平,提高学生分析问题与解决问题的能力,进一步培养学生的创新意识。
(三)定制式应用型人才培养模式的探索与实践
华南理工大学继续教育学院目前已构建了“以企业需求为导向,以学科知识为基础,以实践能力为核心”的定制式应用型人才培养模式。学院整合教学资源,实现送教上门,打造“学科知识+实践技能”相结合的创新性课程体系。现工商管理、人力资源管理等管理类专业已探索与实践定制式应用型人才培养模式。由于是联合行业、企业创办直属班,学生群体都在同一企业工作,具有共同的职业生涯,具有较强的归属感和凝聚力。他们有较为丰富的实践经验,丰富的感性认识。他们关心企业的发展,有共同的企业研讨问题。因此选择撰写应用研究型毕业论文,更有利于定制式应用型人才培养,解决企业的实际问题,企业更欢迎。
三、本科毕业论文的选题
毕业论文的选题是毕业论文的起点,是决定论文基本框架、主要研究内容和论文质量的关键因素之一。毕业论文的选题既要保证专业培养目标的基本要求,更要注意与他们的工作实际和专业有机结合,选题宜小而具体。[3]应用研究型毕业论文选题规模应适当,应选择密切联系学生具体的工作实际,能够独立完成的课题。
在对本科毕业论文选题调查中,我们认为管理类专业的一些学生在指导教师的引导下,选择“广州欧康公司员工培训的误区与对策研究”“广州海洋公司员工激励机制研究”“南建公司提高客户装机满意度的研究”“ST零售企业经营的市场定位研究”“广东省空调行业销售管理策略研究”“通信代维企业通信工程成本管理研究”“中铁十六局工程档案信息化管理研究”“广州萝岗区经济适用房工程质量监理研究”等研究课题,是属于管理类专业应用研究型毕业论文的选题。
四、本科毕业论文的撰写结构
在华南理工大学继续教育学院毕业设计(论文)撰写规范中提出:一份完整的毕业设计(论文)一般包括以下几部分内容:题目、摘要和关键词、目录、正文、参考文献、附录、致谢。在撰写规范中示例了某一管理类专业本科学生毕业论文的目录。从“允升公司知识型员工激励机制研究”一文的目录中,我们可以看到该生毕业论文的撰写结构,了解该生撰写论文的思路。该生结合允升公司知识型员工的激励机制的实际情况,在实地调查与问卷调查研究的基础上,广泛收集第一手资料,运用管理学理论与研究方法,分析允升公司知识型员工的激励机制存在的问题及其原因所在,为允升公司知识型员工的激励机制的改进提出相应对策。本论文层次分明,具有逻辑性,论据充分,论证有力,研究结果很有实际意义与借鉴作用。研究结果也表明:该生能较好运用管理学的理论知识,在深入调查研究的基础上,为允升公司知识型员工激励机制的完善做出一份贡献,也展示了该生本科阶段学习的成果。
“允升公司知识型员工激励机制研究”的正文结构如下,第1章绪论,包括本课题的研究背景、理论意义与实际意义,国内外文献综述,主要研究内容、解决问题的基本方法。其中国内外文献综述是在查阅相关文献的基础上,针对本论文主要内容和研究方法进行文献综述。文献综述包括了国内外研究理论、研究方法、进展情况、存在问题、参考文献等。第2章允升公司概况与公司知识型员工的激励机制现状分析。通过对公司员工的结构与公司知识型员工激励现状的描述,分析公司知识型员工激励机制存在的问题。第3章允升公司员工满意度调查。采用问卷调查方式,在调查结果统计的基础上,深入分析公司知识型员工激励机制存在问题的原因。第4章允升公司知识型员工激励机制改进对策与实施建议。运用管理学理论知识,提出允升公司知识型员工激励机制改进的思路和原则,提出相应的改进对策,以及实施的建议。最后一章是结论部分。结论是对整篇毕业论文主要研究成果的总结,指出本研究内容的创新性,应用前景以及对社会经济的影响,指出本研究中尚存在的问题及需进一步研究的问题。
中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)11-0181-02
当前我国在高等工程教育人才培养数量上居世界前列,但教育创新、培养质量等指标仍与世界发达国家存在差距。对于高等工程教育质量,业界的共同反映是毕业生工程实践能力较弱,岗位适应慢,缺乏团队合作与创新精神。[1]
针对高等工程教育培养现状,2010年6月国家启动了“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”),提出了高等工程教育的改革方向:[2]一是行业企业深度参与培养过程;二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才;三是强化培养学生的工程能力和创新能力。从国家发展策略上可以看出,重视高等工程教育,提高工程人才培养质量是我国高等教育的重要工作,而其中的核心就是工程实践,应当将培养学生的工程实践能力贯穿于整个本科阶段。
中北大学通信工程专业于2012年2月获批成为第二批卓越工程师教育培养计划高校学科专业(教高厅函[2012]7号),作为中北大学重点建设的优势学科专业,在学科建设和本科教育方面积累了丰富的教学经验,形成了自己的人才培养特色。但不可否认,在工程教育方面还有所欠缺,特别是在实践教学方面还存在一些不足,限制了学生创新思维与实践动手能力的培养。因此,将以此次“卓越工程师教育培养计划”实施为契机,以实践教学改革为工作核心,对适应“卓越计划”要求下的实践教学体系进行研究探索,改革和创新通信工程人才教育理念,培养一批工程技术应用能力强、能够快速适应社会需求的高等工程技术人才。
一、高等本科院校实践教学现状分析
目前我国高等本科院校通信工程专业普遍存在“培养目标不太明确,重理论轻实践”等问题。具体体现在以下几个方面:[3-5]第一,相对于“卓越计划”的培养目标,工程教育偏离工程实践,实验课程设置与工程实际脱节,教学过程重视理论知识学习,却忽视了对学生实践动手能力的培养,致使学生分析、解决实际工程问题的能力较差,创新意识薄弱。第二,实践教学大纲陈旧,验证型实验内容较多,设计型实验与多学科知识综合性实验相对较少,各类实习环节相对固定,留给学生的动手与思考空间有限,无法有效调动学生的积极性,难以适应卓越工程师对工程创新人才培养的要求。同时,由于对实验教学的重要性认识不足,学生存在不动脑思考、仅是按实验步骤机械进行、抄袭实验报告等现象,实验效果不理想。第三,由于高等学校与企业之间没有国家层面的学生实习制度的规范与保障,也没有相关的鼓励政策,使得生产实习、毕业实习等重要实践环节流于形式。第四,毕业设计环节效果较差。由于指导教师缺少工程经历以及学习设计场所和投入经费的不足,选题受到诸多限制,并且大多与工程实际联系不够紧密。同时,由于复习考研、各类资格考试、找工作等原因,很多学生无法投入足够精力完成毕业论文,论文质量较差。
因此,如何解决上述问题,将对学生工程实践能力的培养造成巨大影响。本文将以中北大学通信工程专业为对象,研究探索适合于通信工程“卓越工程师”人才培养的专业实验教学体系。
二、“卓越计划”模式下通信工程实验教学体系的探索
1.建立适应“卓越计划”要求的实验教学体系
实验教学体系的构建要为学生创新意识、工程能力的培养提供保障。根据“卓越计划”工程应用型人才的培养要求,结合专业实际,将实践能力培养划分为三个层次:基本技能层、综合应用能力层、工程实践与创新能力层。
(1)基本技能层。该阶段主要是培养学生扎实的专业基础知识以及学生对各种电子仪器与性能参数的测量方法和实验技能。主要包括以下两个方面:一是大学物理、工程制图、电路分析、数模电子技术、程序设计语言C++、MATLAB基础、单片机原理与应用、专有集成电路设计、嵌入式系统设计等通识教育与专业基础课程实验;二是认知实习、专业发展科普讲座、电子工艺实习等。
(2)综合应用能力层。主要为专业实验、课程设计与专业综合实验,目的是强化学生的系统思维方法和提高学生的综合设计应用能力。主要包括以下四个方面:一是信号与系统、通信原理、电磁场与微波、高频电子线路、计算机通信网、现代交换技术、光纤通信、移动通信等;二是电子线路与系统设计、软件设计实践、通信系统仿真及大型实验、VHDL项目设计、嵌入式系统项目设计等;三是专业综合实践周;四是计算机通信网技术工程实训、程控、传输通信综合技术工程实训。
(3)工程实践与创新能力层。主要培养学生的创新思维、工程实践能力、团队协作意识等。主要包括以下两个方面:一是课外科技创新活动(大学生电子设计竞赛、“挑战杯”课外科技作品竞赛、物联网创新应用设计大赛等);二是“3+1”培养模式的实施(包括顶岗实习、产品研发项目训练等)。
按照上述三个层次,实践教学由简单到复杂,能力培养由弱到强的方式实施,同时围绕工程教育理念,进一步突出“卓越工程师”人才培养特色。融传授知识、培养能力和提高素质为一体;融人文精神、工程素养和创新能力培养为一体;融教学、科研和生产实践为一体。
2.更新实验课程内容,改革实践教学方法,培养学生的工程实践能力和创新精神
在实验课程内容上,融入工程教育理念,以培养学生的工程实践能力与创新意识为核心,结合现有实验教学平台,更新实验教学内容与训练重点,增加综合性、设计性、创新性实践动手环节;同时,加大实验室的开放力度,使学生结合自己兴趣自主选题实验,全面优化提升学生的实践动手能力。
在实践教学方法上,改变传统的“知识灌输型”教学模式,引入先进的教学手段(如多媒体教学、动画设计等),增加互动环节,提高授课的感染力;同时,采取必修实验与选修实验相结合的操作模式,减少必修实验,增加选作实验的综合性与工程性,并逐步向创新型的实验教学模式转变;此外,积极吸引学生参与教师的科研项目,在科研项目中提炼转化实验内容,增加实验的应用性与学生参与的积极性。总之,要以工程教育理念为主线,以学生兴趣为动力,通过多种实践教学手段,充分发挥学生的主观能动性,全面提高学生的工程实践能力与创新能力。
3.整合校内实践资源,加强校企合作,逐步完善校内外实习基地建设
在校内实习基地建设上,通过整合校内实践资源,充分发挥校内现有实践实训场所的作用,可以实现优质资源共享,促进专业的建设和发展。中北大学通信工程专业的校内实习基地建设以国家级电工电子实验教学示范中心、工程训练中心为支撑,不断完善工程实践训练内容,加大工程训练与企业的结合力度,逐步形成了多层次、分阶段、模块化的工程训练模式,实现了将工程训练贯穿于整个培养过程中。同时,校内实习基地由专职教师负责管理,实施全天12小时开放管理模式,学生可以根据自己的兴趣和时间网上预约实习,以此提高学生主动实习锻炼的积极性,为培养学生的实践动手能力提供了保障。
在校外实习基地建设上,多方拓展渠道与企业建立合作关系,形成了一批产学实践基地,并与企业技术专家共同组建了产学合作教育领导小组,吸引了产业资深技术人员全面参与实践教学人才培养模式改革工作。采取的措施包括以下几个方面:一是设立新生校内本科生“导师制”,从入学开始就对学生开展学业规划和指导,根据学生的兴趣与专业培养目标合理制定实习训练计划,指导学生开展工程科研训练;二是为每位学生配备校内与校外导师,对学生全程跟踪与学业规划,形成“双导师”制,依托实习基地现有条件开展毕业实习和毕业设计等工作;三是充分利用校友、科研合作单位等多种资源,积极走出去与知名通信企业进行合作洽谈;四是组织学生定期进行实践总结,开展技术交流,逐步培养学生的工程实践能力。
此外,在应对“生产实习时间过短,企业不愿接纳,学生实习流于形式”等问题上,也进行了深入研究,认为通过一系列行之有效的措施可以改善上述情况。首先,教育部已经联合多个有关部门研究制订了实习安全与保险政策、联合培养企业的财税政策等,提高了企业参与“卓越计划”的积极性。[6]在国家政策不断完善下,校方层面应该出台关于“卓越计划”下的校企合作相关激励与保障政策,包括成立专门的“卓越计划”领导工作小组,制订校内教师参与卓越计划的职称评定与绩效考核激励政策,并积极聘请经验丰富的工程师作为校外指导教师,提供教学、实践、科研场所和设备以及可能的参与实践的机会,安排好学生在企业的学习生活、实践场所,并提供充足的安全和劳动保护等。[7,8]其次,学生在实习之前应做好准备工作,根据实习计划认真查阅相关资料,打下扎实的理论基础,以保证实习效果。最后,为解决企业无法接纳大量学生现场实习的实际情况,可以采用集中学习、分散跟岗的模式。“集中学习”主要是指集中培训与实习相关的理论知识和生产流程、操作注意事项等共性内容。“分散跟岗”主要是指将实习学生分成多个小组,每组配备1~2名企业技术人员,这样可以保证实习质量。
4.优化课程设计、毕业设计等综合实践环节,提高培养质量
课程设计、毕业设计要融入CDIO(构思―设计―实施―运行)工程教育理念,[9]让学生经历产品研发的全过程,从产品需求分析、方案论证到系统设计实现、运行测试等的全程参与可以使学生理论联系实践,掌握工程思维与研发手段,培养学生的综合知识应用能力和解决工程实际问题的能力。在时间安排与组织管理上,可以通过在学期初布置设计任务、在学期中定期检查与指导、在期末验收互评的方式进行,给学生充足的时间认真审核设计方案与不断完善系统功能,使学生深入体会整个设计过程,建立自信心,不断发挥他们的潜能。同时,鼓励学生自拟题目,通过多人共同参与的方式,锻炼学生的创新思维与团队协作能力。此外,将以实施“卓越计划”为契机,遴选教师到企业工程锻炼,形成一支“双师型”的指导队伍,与企业导师联合培养学生。在选题方面,要选取学生在企业中参与完成的工程项目作为选题内容,让学生能够真正结合实际工程问题完成课程设计、毕业设计。[10]
5.积极开展学生课外创新实践,培养学生的实践创新能力
以提高学生的实践创新能力和培养学生的综合素质为目标,积极开展学生课外创新实践活动,尽最大努力为广大学生提供科技创新平台。具体措施主要包括以下几个方面:一是投入专项资金,成立学生电子通信技术实践创新基地,配备相关仪器设备,由学生自主管理,为学生开展实践创新活动提供了良好的场所。同时,建立学生课外科技成果陈列室,营造浓郁的实践创新氛围。二是借助学校相关政策对学生立项项目进行资助,设立学生科研基金,支持学生设计研发;配备一支指导经验丰富、乐于奉献的指导教师队伍参与学生课外科技活动的指导工作。三是建立完整的学生科技创新组织管理办法,并制订《课外能力学分制度》、《科技标兵评选办法》等制度和相关奖励政策,定期举办电脑节、电子设计竞赛等活动,并组织学生参加国内外举办的包括“挑战杯”、全国大学生电子设计竞赛等在内的各类科技竞赛等。四是通过校企合作与教师科研项目开展大学生科技创新活动,吸引学生参与教师科研与校企合作项目,并在经费上予以保障,充分调动学生的积极性。五是鼓励学生成立各种学生社团,如“科技创新协会”、“电子技术爱好者协会”、“Android软件开发协会”等大学生创新组织,由教师及高年级会员定期培训与技术交流,发挥学生的传帮带作用,更好地培养学生的团队精神、创新精神,提高学生的综合素质。
三、结束语
基于“卓越计划”的通信工程专业实验教学体系的科学构建,有利于培养学生的工程素质与实践能力,激发学生的创新意识,进而提高通信工程技术型人才的培养质量。
本文对“卓越计划”背景下的实验教学体系科学构建、实践教学方法改革、实习基地建设等方面的内容进行了积极探索实践,相关方法措施在其他专业实施卓越计划的过程中具有很好的指引作用和借鉴价值。总之,“卓越计划”的有效实施是一个长期的过程,只有全体专业教师积极探索与思考,不断实施教学改革与创新教育思路,才能全面完成“卓越计划”提出的人才培养要求,提高我国工程技术人才的培养质量。
参考文献:
[1]赵晓闻,林健.工程人才培养模式的国际比较研究[J].高等工程教育研究,2011,(2):33-41.
[2]林健.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案研究[J].清华大学教育研究,2011,32(2):47-55.
[3]苗露.卓越工程师培养中的实践教学体系研究[J].价值工程,2011,(5):252-254.
[4]李莉.教学型大学卓越工程师培养中毕业设计(论文)若干问题[J].现代教育管理,2011,(12):109-111.
[5]卢均治,刘美.卓越工程师教育培养计划下的实践教学改革探索[J].实验实践教学,2011,26(6):60-61.
[6]林健.谈实施“卓越工程师培养计划”引发的若干变革[J].中国高等教育,2010,(17):32.
[7]朱秀民.“卓越工程师教育培养计划”模式下校企教学共管机制的构建[J].现代教育管理,2013,(6):72-74.
自21世纪高等教育改革以来,全国各高校招生规模不断扩大,导致毕业生数量也相应大规模增加,给高校学生的求职择业带来了严峻的考验。为了可以跟上时代的步伐,为求职带来一些实际项目经验,计算机专业越来越多学生选取了软件开发作为毕业设计课题。然而,在各高校实际当中,本科毕业设计质量已经下降,软件开发类论文与实际完全脱节,归根结底是没有一个可以从头到尾指导学生进行软件开发的学习模式,主要存在下面几个不足之处。
1.1 学生问题
学生设计能力低,编程水平差,无项目实际经验,既不知道软件开发的基本理论与方法,也不知道程序语言代码编写和开发工具界面操作,甚至不知道从何处开始下手准备毕业论文,成为目前软件开发类毕业论文质量差的根本原因;学生思想上存在误区,不重视毕业设计的重要性与必要性,认为毕业设计与普通课程一样,对毕业设计敷衍了事,不愿意花时间和精力认真努力开发软件,总是被动、消极地接受学习,成为软件开发类毕业论文质量差的直接原因。
1.2 学校问题
学生在大一至大三期间,一般只是简单地开设各科课程,并没有将所有软件开发类课程结合起来,直接导致出现学生软件设计能力低与开发水平差的现象;从论文开题、中期检查到论文答辩等过程中,并没有严格技照各种材米斗上交的日期进行,普遍是最后答辩时上交补交所有材料,甚至包括论文开题报告,直接导致学生消极怠慢的态度;最后的毕业论文考核是最关键的问题,也是目前毕业论文相关制度中管理最混乱的一部分。既没有一套规范毕业论文考核标准,也没有对毕业论文的中间过程进行监控,就连最后的论文答辩也只是流于形式。
1.3 教师问题
大部分教师没有项目开发实际经验,只知道软件设计理论基础,不能全方位地指导学生,更加无法让学生能够主动积极地学习,成为毕业论文水平不高的原因之一。
2.CDIO教育模式
CDIO教育模式继承和发展欧美20多年以来的工程教育改革理念,将“做中学”和“基于项目教育和学习”的集中概括和抽象表达,是2004年由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学研究创立,CDIO分别代表了构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)等四个学习过程,它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。
本文将CDIO模式的构思、设计、实现和运作等四个学习过程引入到计算机软件开发类毕业设计中,要求严格按照构思、设计、实现和运作这四个阶段进行,并将每一个阶段的成果都作为毕业论文考核的依据,以此调动学生的积极性与主动性,既能让指导老师清楚整个设计流程,并根据阶段安排加以指导和督促,也能让学生愿意付出时间和精力努力投入到毕业设计当中。在弥补学生软件开发水平不足的同时,提高学生思考问题、综合设计的能力,最后达到提高毕业论文质量的目的。
3.基于CDIO模式的计算机软件开发类毕业设计
3.1 构思阶段
毕业论文是从学生的选题开始,一般是由老师提供一系列题目,再由学生根据自己的具体情况选择,这种方式遏制了学生的主动性。应该由学生根据自己的爱好、专长和对将来的职业规划等情况,利用各种参考资料主动搜索与查找适合自己的题材范围,再在老师的指导下确定毕业论文题目。不仅能够调动学生的设计积极性,为后面的毕业论文工作提供有利条件,而且还可以培养学生查阅资料和思考问题的能力。之后,指导老师提供软件开发类参考资料,并在中国知网等学术平台搜索课题相关文献,确定论文的基本要求,给学生下达论文任务书。学生根据接收到的任努书,利用软件工程专业书籍、中国知网等学术平台、论文相关的Web网站,查阅大量的资料,了解论文的背景、研究现状和开发意义,确定论文的研究内容和幵发中的关键问题,撰写论文幵题报告,完成软件开发的构思阶段。
3.2 设计阶段
设计阶段主要包括需求分析和总体设计,正式开始毕业论文的设计工作。根据资料查阅、市场调查和企业要求等形式分析软件产品操作流程、功能列表,完成系统需求分析,并在需求分析的基础上重点进行功能设计、模块划分、模块接口规范、数据库概念设计及数据库逻辑设计,在老师的指导下反复修改不断完善,最终确定系统的总体设计。然而,在软件开发设计阶段,学生论文还没有开始写,软件程序也没有完成,指导老师无中期检查依据,不能有效地督促学生开发设计。因此,在设计阶段完成之后,应该形成需求分析、数据库设计、概要设计等相关说明书,作为毕业论文中期检查的材料,纳入论文考核的范围。
3.3 实现阶段
实现阶段是学生毕业论文工作的重点,也是毕业论文设计工作量最大、所需时间最长的一个阶段,直接决定最终毕业论文的质量水平。学生需要掌握软件开发工具、程序设计语言等基本理论与方法,根据系统总体设计的功能模块、接口规范等进行数据库的实现、程序代码的编写,并反复运行与测试。此阶段生成详细设计说明书、编程规范、测试等文档,作为毕业论文第二次中期检查材料。在这个阶段有了指导老师的督促,能够完全确定系统功能,不至于在后期阶段又需要反复修改。
3.4 运作阶段
根据前期产生的开题报告、需求分析、数据库设计、概要设计、详细设计、编程规范、测试等文档和开发好的软件系统撰写毕业论文,并参与论文答辩,是学生毕业论文的总结阶段,不仅着重体现学生的写作水平,更能了解学生对软件的学习情況,是分值比重最大的一部分。最后,将所有文档和论文、答辩情况一起评分,获得毕业论文成绩。
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)12-0274-02
一、引言
进入知识经济时代,创新能力已经成为时展的主题,社会所需要的人才大多为创新型人才以及复合型人才[1-2]。这对我国高等教育提出了新的要求,尤其是研究生教育,更应该注重创新能力的培养。然而科学上的很多重大突破以及创新成果的产生,大都是不同的学科在彼此交叉和相互渗透的领域和过程中形成的,所以不同学科的交叉已成为培养研究生创新能力的一种重要的渠道和方式。而打破各学科之间的壁垒,并使其交叉和融合也已成为当代科学发展的必然趋势。科学交叉与创新的本质有着必然的联系,正如同中国科学院院长路甬祥院士所说,学科交叉点往往就是科学新的生产点、新的科学前沿,这里最有可能产生重大的科学突破,使科学发生革命性的变化[3]。中国工程院院长徐匡迪院士也强调指出,培养创新型人才,学科交叉是正途。据不完全统计,交叉学科的数量目前几乎占据总学科数量的一半,交叉学科现象的研究已受到科技界普遍的重视,而且在国内外对交叉学科的定义、理论、特征及未来的发展方向等相关方面的研究已有了较多的报道,然而对涉及具体的交叉模式及如何提高交叉学科下研究生创新能力培养等方面的问题的研究还不多见。因此,研究当前高等学校学科交叉的最佳模式,探讨交叉模式培养体系对研究生创新能力培养的方式将对高校学科的建设和人才培养发挥更大的作用[4]。本论文将结合水声工程和信息与通信工程两个学科的交叉作为事例,对交叉学科研究生创新能力的培养、优势、意义以及方法等方面就自己的一些看法和想法简单谈谈。
水声工程学科是船舶与海洋工程一级学科下设的二级学科。由于声波是在海水中探测目标、传递信息的有效工具,所以水声工程学科主以水声为基础,包括基础研究、应用技术研究、水声装备研制和系统集成技术研究等多方面的培养目标。而信息与通信工程一级学科下设的两个二级学科信号与信息处理以及通信与信息系统,是以现代通信理论和现代信号处理理论为基础,主要包括涉及信息采集、传输和处理整个过程中的所有理论和技术手段,是基础知识面宽、应用领域广阔的综合性专业。对于船舶与海洋工程和信息与通信工程这两个不同的一级学科,然而它们存在着交叉性。在水声工程中所涉及到水声装备研制和系统集成技术等方面的培养内容,所需要的技术知识有部分是信息与通信工程学科的培养内容,而水声工程又可以是信息通信工程学科的应用背景之一。所以这两个学科交叉性明显,对于这两个学科的研究生的培养应该突破学科束缚,所以探索交叉学科研究生创新能力培养是非常有意义的。本文正是以此为背景,以水声工程和信息与通信工程这两个学科为例,浅谈交叉学科研究生创新能力培养的若干问题。
二、交叉学科研究生创新能力培养的意义
当代科学技术发展日新月异,不断有新概念、新理论、新技术手段涌现,许多新的研究成果及重大成就往往都出现在学科交叉的前沿,高度重视学科交叉融合才能始终把握科学发展的前沿。交叉学科对原有的传统学科是有利的补充,促进了传统学科的发展,同时也不断地加速新学科的形成、建设和发展,其对于现代化科技进步及社会发展起到了积极的作用。同时,交叉学科也是创新人才培养的重要因素,有利于研究生突破传统学科的束缚和思维定式,熟悉相邻学科领域知识,培养研究生合理的知识结构和能力结构,在研究生培养过程中,有利于培养研究生从多学科、多角度分析和解决问题的能力,从而有利于提高和培养研究生的创新能力,增强科研活力,同时也为高校的学科建设提供必要的支持,在探究新的学科方向中具有极其重要的意义。而且能够帮助高校形成多学科综合、协调发展的学科布局结构,有助于高校学科建设。以水声工程和信息与通信工程学科为例,这两个学科能够相互支撑,相辅相成。一个学科的建设能够支撑另外一个学科的建设,不同学科的研究生能够在发挥各自学科优势的同时,利用不同学科的差异,大大增加了其创新的机会和提高创新能力。
三、交叉学科研究生创新能力培养的优势
交叉学科在研究生创新能力的培养中具有与传统学科所不能比拟的优势:
1.交叉学科对研究生的知识面具有拓宽作用。学科交叉使得个学科内容的交叉渗透到平时学生的知识结构中,能够不断完善研究生的知识结构和专业视野,拓宽研究生的知识面。如水声工程学科在充分发挥其水声原理以及换能器技术等方面传统的知识结构同时,给研究生教授关于信号处理和通信原理等的信息与通信工程学科的理论知识,有利于拓展研究生的知识结构,更好的掌握声纳装备的设计与系统集成专业方向。
2.交叉学科有利于培养研究生的科技创新能力和方法。交叉学科是不同思维、观点、理论、技术、应用背景之间的相互碰撞,这种碰撞有利于产生新的火花,并且得到创造性的成果,是研究生创新能力培养的重要途径和方式。声纳正是水声工程与信息与通信工程两个学科相结合的重要体现。发挥其中一个学科的优势,以另外一个学科作为补充,将为研究生创新培养提供了良好的土壤。
3.交叉学科有利于培养研究生的综合思维能力。不同的学科有其各自独特的研究方法和思维方式。在研究生培养过程中,不同学科其对研究生的培养目标和培养内容不尽相同,势必会造成研究生思维的单一或只是使得研究生思维受到束缚。然而交叉学科具有独特的研究方法和思维能力,如何能够在研究生培养过程中结合这种独特的方式,将有助于研究生形成一种崭新的思维风格,为研究生的创新能力的培养提供非常有价值的条件。
4.交叉学科有助于帮助研究生进行论文选题。研究生的选题对于研究生培养来说是非常重要的一个环节,新颖的题目有助于研究生做出创新的工作,然而在研究生培养过程中,有些学生反映其论文选题很难,或者论文题目具有相似性,这都不利于研究生的培养。但是在学科的交叉和综合领域中有大量的值得去探索的研究课题,丰富了研究生的科研方向和毕业论文选题。比如声纳性能的提高、环境对声纳设计的要求等这些方向就是水声工程与信号与通信工程交叉学科有意义的研究课题。
四、交叉学科的研究生创新能力培养方案及措施
1.充分利用校内学科实验基地,建立多学科共享实验平台。学科实验室代表着不同学科的特色和优势,而开发的实验室能够激发研究生的自主学习能力和探研动机,对于培养学生解决实际问题的能力和实践能力也有非常大的帮助,所以鼓励不同学科的研究生参与或选择该学科下设的开放性实验,通过在实验中培养研究生的创新思维能力。所以,建立综合性的实验平台对提高研究生教学和科研水平,促进学科交叉和融合,加强高层次创新人才的培养起到显而易见的作用。在学校资金有限的条件下,应该尽量向交叉学科倾斜。通过整合全校范围内与相关交叉学科力量和科研资源,建立跨院系、跨转专业共享的实验平台,来调动教师在交叉学科领域进行科学研究的积极性,促进交叉学科研究生培养质量和提高研究生科学研究水平。比如以水声工程交叉学科为例,积极建立船舶与海洋工程学院与电子信息学院的共享实验平台。
2.选择性的跨学科招收研究生,并且制定交叉学科详细的研究生培养计划。鼓励和吸引更多跨学科、跨专业的人报考研究生,学校和研究生院应该制定相关政策鼓励跨学科招收。在研究生培养计划的制定中,要体现交叉学科在学生选择导师、选择课程等方面的特殊性,比如可以选择不同学科的导师共同指导,对于不同学科的课程研究生能够灵活地互相选择。学校可以充分利用现有学科点,吸收其他学科教师参加交叉学科培养计划的修订,制定既体现特色,又能够支持跨学科发展的人才培养计划。
3.努力提高导师科学研究水平,建立由不同学科教授组成的联合导师组。研究生导师在研究生教育中承担了非常重要的角色,导师所具有的知识结构、学识水平以及对学科的前沿把握等能力直接关系到研究生的培养质量。为了能够开拓研究生思路、挖掘和激发研究生潜能和创新思维,应该通过多方面的努力提高交叉学科研究生导师的指导水平,鼓励不同领域的导师经常在一起切磋交流;同时考虑到交叉学科的特点,仅仅依靠一个导师指导是很难的,因此,为保证交叉学科研究生的培养质量,应建立主要责任导师和副导师的联合导师指导方式,由交叉学科的各学科导师参与并制定研究生培养计划,选择高水平交叉学科研究课题,把握研究方向和动态,使研究生在不同学科学术思维的培养下,提升其创新能力。
参考文献:
[1]刘健.创新性应用型人才综合培养体系探析,东莞理工学院学报[J],2010,17(4):108-112.
[2]俞松坤,席洁.深化实践教学改革培养学生创新能力[J].中国大学教学,2009,(8):68-69.
以下从四个方面对本专业教改的必要性予以阐述。
1. 本专业特点
电子技术、计算机技术、通信技术方面的新技术、新理论层出不穷。通信行业有有线、无线、微波、卫星、光纤、移动通信等,使得本专业的教学计划、教学内容必须不断进行修改更新,以适应新技术的发展要求。
2. 社会对本专业人才的要求
在检查学生毕业实习和毕业设计过程中我们有意识地针对我们的教学计划和学生的实际情况与学生实习单位的领导和技术人员座谈讨论,认真听取他们的意见和建议。
3. 高职教育特点
我们的培养目标就是应用型人才,加强学生实践环节是非常必要的。强化学生设计能力和实际动手能力,突出创新意识和创新精神的培养是大学生素质教育的核心。我们在教学计划的制定和修订中,一直遵循着这个原则。
4.专升本的需要
因为我们电子信息工程专业的升本已经成功,这样有一部分学生有继续学习的要求。我们考虑到学生专升本,必须有较扎实的基础知识,因此在修改教学计划时也考虑了这个因素。
二、可行性
近几年我们在实验室建设和师资队伍建设方面做了很大努力,为我们专业的教学改革创造了有利的条件。
1. 实验室条件
目前已经建成电子信息工程专业EDA实验室和专业实验室,配有PC机、投影机及各类实验箱等硬件设备,并配有电子设计自动化的各种正版软件。本专业的有关课程实验、大作业和课程设计,以及高年级学生的综合课程设计均可以在本专业实验室完成。今后,随着专业发展的需要,我们将进一步扩充实验室的功能,完善实验室的建设。
2. 师资条件
近两年我们先后招聘了计算机、通信等专业的高职称、高学历的教师,形成了一支老中青结合的、具有敬业精神、创造能力、配合默契的团队,是我们的教学改革顺利进行的有利保证。
三、 具体措施
1. 满足宽口径教学的要求
宽口径的教学模式是目前我国高校教改的趋势。
为了满足社会主义市场经济的需求和飞速发展的科学技术需要,目前我国许多高校都把培养适应能力较强、专业面较宽、具有创新精神的跨世纪人才作为教改的目标。一些重点高校,例如北京大学、清华大学以及上海一些高校,目前在招生方面正逐步推广“按大类或按院系招生”新模式。学生入学后,前两年上全院基础平台课,能够得到宽口径、厚基础的培养,第三年再分专业方向学习。
2. 加强新技术、新知识的学习,不断完善课程建设
EDA技术即 “电子设计自动化技术”,是一门实用性很强的新技术,它提供了电路系统的先进设计方法。掌握这种技术是电子信息类学生就业的一个基本条件。经过调查,我们发现许多用人单位都对学生有这方面的要求。作为一门新技术,目前许多高校的EDA教学也还处在试验阶段,是教改的一个重要方面,我们这么做正是适应了这种教改的形势要求。
EDA技术方面的课程都是实践性很强的课程,入门并不太难,只要有电子技术基础和计算机的基本技能就可以掌握,因此这类课特别适合我们的学生学习。例如:在2000级学生进行综合课程设计时,我们只需大概讲述有关EDA软件的功能和用法,学生就能很快接受并能用其进行课程设计,效果非常好,使我们受到了很大鼓舞,这说明我们的学生在这类课程的学习能力上还是相当强的。
3. 增加实践环节,进一步加强学生综合能力的培养
具体作法如下:
(1) 增加综合课
我们这样做的主要目的是让学生对大学期间所学的电子专业基础知识和专业知识进行一次综合运用,为下一步毕业实习和毕业设计做好准备。学生通过本课程设计可以进一步理解电子技术、电路理论、微机、通信等方面的相关知识,并可综合运用这些知识解决一定的实际问题,使学生在所学知识的综合运用能力上以及分析问题、解决问题能力上得到一定的提高。
(2) 进一步提高毕业实习和毕业设计的水平、质量
毕业实习和毕业设计是学生走向社会之前最后的环节,是大学期间学习的总结。
理工学部一直非常重视学生的毕业设计环节,我们的毕业设计是让学生下到公司、科研院所参与实际项目来进行的。我们专业的专业主任、专业秘书具体负责组织学生进行开题、中期汇报和毕业论文答辩工作。每个同学要撰写1.5~2万字的毕业论文,并且要求每个同学都要进行毕业答辩。
4. 不断补充完善教学计划和教学大纲,明确教学要求
2电子信息工程专业人才培养方案修订遵循的基本原则
2.1充分的调查论证
(1)召开学生座谈会,征集毕业年级学生及毕业后走上工作岗位学生对“方案”的修订意见,了解学生自身需求。坚持以学生的学为中心,处理好教与学的关系。(2)邀请用人单位参与“方案”的修订。了解行业最新发展动态,邀请用人单位参与修订论证,充分考虑行业对专业人才的要求,尤其是行业协会制定的人才质量标准。(3)参照执行教育部的专业规范标准,确保专业完整性。
2.2德、智、体、美全面发展,处理好通识教育与专业教育的关系
本着“通识教育为体,专业教育为用”的思想,通识素质类教育贯穿始终,德育工作与通识类课程考核结合,学术讲座日常化,引进并开设高质量的艺术类通识教育课程。针对全国各地生源基础教育水平差异,对外语、数学、计算机课程进行分级教学。专业教育逐步向产学研合作的模式靠近,专业课程开设以业界需求为主导,鼓励与业界建立长期、稳定、互动的合作关系,鼓励“方案”的部分课程以合作教育的形式开展,包括合作办学、合作育人、合作就业、合作发展等。
2.3大力开展第二课堂教育,“方案”反映培养学生创新意识的要求设置6学分区间,给予参加学科竞赛、参与教师教、科研课题研究,参加人文、社会科学、自然科技、军事、历史、艺
术类通识课程修读,开展创业,参加职业资格认证考试、英语四、六级考试,参加计算机等级考试等学生的学分奖励,该模块是学生毕业必要条件之一。
2.4改革实践教学模式,加强实践教学环节,处理好理论教学与实践教学的关系
按照《普通高等学校本科教学工作合格评估方案》,工科实践教学比例占总学分不低于25%。根据校企合作的实际情况,改革实践教学模式,灵活多样,毕业实习以集中统一安排为主。重点让学生体验基层行业工人的工作过程,磨练意志,为走上工作岗位打下良好的基础。提倡学生的毕业论文(设计)以参与教师的教、科研课题的形式完成。重视课程设计。
2.5合理安排第四学年教学工作
根据学生职业发展需求“,方案”要考虑考取研究生深造和就业两种需求,1-10周集中安排课程,剩余时间安排毕业实习、毕业论文(设计)、准备研究生考试,确保教学秩序。
2.6教学计划统一性与灵活性相结合
随时关注行业发展需求,建立专业与行业信息交流机制,将行业发展最新的信息整合为课程资源,通过短课时的课程、讲座等形式开设,同时必须坚持“方案”的执行稳定性。
2.7分方向培养