应用型通信工程专业工程实践教学环节的实现

应用型通信工程专业工程实践教学环节的实现

童峥嵘 马秀荣 宫铭举 白 媛 秦 娟

天津理工大学电气电子工程学院 天津 300382

摘 要：工程实践能力的培养是本科生工程教育中的关键环节，为面向复杂工程问题培养具有分析实践能力、创新意识、职业素养和团队协作精神的高素质应用型人才有重要意义。结合学校推进工程教育认证以及新工科新型人才培养的目标，根据通信工程专业的特点，加强实践课程的工程化教学内容，系统性设置工程实践环节的相关课程，规范实践教学过程管理，以分组测试和答辩进行考核，促进学生工程实践能力和创新能力的培养，构建并实现科学合理的通信工程专业工程实践教学体系。

关键词：工程实践；教学环节；应用型；通信工程

我国正在推动创新驱动发展，实施“一带一路”倡议以及“互联网+”“中国制造2025”等重大战略，这些措施不仅为高等学校工程教育改革和新工科建设提供了良好契机，而且对工程科技人才的培养提出了更高要求。尤其是信息产业的迅猛发展，促进了高等学校通信工程及相关专业的快速发展，通信领域人才的需求量也日益增加，促使一些学校也增设与通信工程相关的专业[1]。据不完全统计，我国高校中有通信工程专业的大学已达到500余所[2]。从国家总体层面来看，通信工程专业的毕业生供求形势是基本平衡的。但由于培养符合工程认证和新工科要求的通信工程专业所需的硬件设备和环境要求较高，培养成本较其他信息类专业要高，因此目前高等学校通信工程专业的培养模式存在重理论、轻工程的现象，结构性矛盾依然十分突出，使得人才培养与产业需求差距很大[3]。

天津理工大学的通信工程专业是天津市“十二五”期间的品牌专业，天津市“十三五”期间的应用型专业，依托一级硕士点学科信息与通信工程、光电器件与通信技术教育部工程研究中心等研究平台，强化产学研合作教育，加强素质教育和能力培养为核心，以通信工程高级应用型人才培养为定位，将科学研究和工程实践能力的培养贯穿于公共基础课程、学科基础课、专业课教学和集中性实践教学环节过程中，形成完整的培养方案，提高学生的工科素养和应用新工具的能力，从而保证通信工程专业培养目标符合产业、社会的需求，在专业建设和人才培养中形成一定的优势。

鉴于目前通信工程人才的供需现状[4]，着眼于天津市及京津冀协同发展的信息化产业需求，结合对工程实践人才的培养需求，对应用型通信工程专业人才培养体系中的实践教学环节进行探索和研究，修订后的培养方

案能充分体现工程教育和新工科的理念，满足21世纪应用型人才培养的要求[5-7]。

1 工程实践教学环节的研究和探索

目前，学校培养方案修订的背景是进一步推动工程教育认证和新工科的相关工作，通信工程专业培养方案修订的总学分从原来的199学分降到176学分。为了体现创新创业 教育，突出应用型人才工程实践能力的培养，提高实践教学环节的学分比重，达到29.7%。因此，制订出科学合理的培养方案是学生知识体系和能力培养的关键。在制订培养方案过程中，尤其工程实践环节的课程设置，通过充分调研，即“交流、学习和聘请”等体现通信工程专业应用型的特色。交流，参加电子信息教指委组织的高峰论坛、信息技术新工科产学研联盟会等会议，与相关学校的专家、专业教师进行教学方法和教学内容的探讨；学习，到相关学校去学习，了解其他院校的培养方案及其运行情况；聘请，聘请大唐移动等企业的专家和工程技术人员，了解企业对专业人才的需求情况，共同讨论培养方案、部分课程设计以及生产实习的内容安排。总之，在工程实践教学环节的课程设置、内容、管理和考核等环节进行研究和探索，并在日常的教学中执行。

1.1 加强实践课程的工程化教学内容

与理论教学类似，工程实践教学内容也具有关联性和完整性。因此，在加强实践教学内容体系的过程中，既要考虑理论教学是基础，是对实践教学的指导；也要遵循实践教学的规律，是对理论教学的理解和促进[8]。将理论课程中的部分综合性、设计性的实验教学内容进行调整，形成的实践课程。

作者简介：童峥嵘，理学博士，教授；马秀荣，理学博士，教授；宫铭举，工学博士，副教授；白媛，工学博士，副教授；秦娟，工学博士，讲师。

基金项目：天津理工大学校级教改项目“通信工程专业集中实践教学环节的构建与探索”(编号：YB16-11)。

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例如新增MatLab仿真与工程应用实践课程，既可以保证学生实验技能与创新能力培养的连续性，也可以提高实践教学效果。例如，增加2周的通信原理课程设计与实践与2周的数字信号处理课程设计和实践两门实践课程，使学生不仅加强理论学习，同时增强与工程技术领域有关问题及其解决方法的融合学习，达到学以致用；调整电子技术课程设计与实践课程为3周，该课程的设计结合模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理及接口等课程所学的知识，基于无线通信系统提出实践内容和项目，鼓励学生制作出相关实物。此外，本专业的培养方案继续保留2周专业认识实习，增加3周毕业实习等实践课程，不仅可以让学生在校期间实现和企业文化和管理方面的对接，还加强学生对相关工程实践知识的综合运用能力，为后续的工作打下坚实基础。

1.2 系统性设计工程实践教学环节课程

通过调研和分析，充分掌握通信行业、企业、社会对本科毕业生的能力需求，制订符合要求的培养目标，注重培养解决复杂工程问题的能力，系统性设置工程实践环节的课程和教学进程，结合相关理论学习的进程，保证4年工程实践教学不间断。如在大学第一学期安排工程训练课程的内容，第三学期安排MatLab仿真与工程应用课程，第四学期安排专业认识实习课程，第五到第六学期分别安排电子技术课程设计与实践，通信原理课程设计与实践，数字信号处理课程设计与实践3门课程设计，第七学期安排专业设计和毕业实习课程，第八学期安排毕业设计。通过分阶段、分层次、循序渐进地培养学生的各项工程实践技能与应用能力，形成符合学校发展和培养目标定位、面向通信行业、贴近社会需求的应用型人才培养的实践教学体系，让学生的理论知识、实践能力和创新精神、综合素质有机融合。其中第四学期的专业认识实习，通过到企业参观、培训、学习，让学生认识所学的通信专业及行业对人才的要求。第七学期的毕业实习，充分利用本学校已有的与大唐移动通信设备有限公司搭建的TD-SCDMA 3G移动通信平台、TD-SCDMA 3G通信系统仿真链平台和TD-LTE 4G移动通信平台，安排学生学习“TD-LTE原理及无线网络优化、路测”等内容，让学生充分体验企业工程师的学习和工作。在这些课程的教学中，均会聘请通信行业中的企业工程师授课，也鼓励本校教师参加大唐移动通信设备公司举办的“双师培训”，提升教师的企业认知。

此外，注重集中性实践环节课程以及实验类课程中的“学生体验式”培养。增加“专业创新实践”课程，鼓励学生参加国家级及市级各种创新性项目和竞赛，参与教师指导的科学研究项目，促进学生实践能

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力和创新能力的培养。

1.3 规范实践教学过程管理

规范实践教学过程管理，对工程实践类课程的目的与性质、主要内容与要求、方式、程序及时间安排、考核与成绩评定等做出规定，同时针对不同的实践类课程，提供相应的教学方式、方法和教学手段。例如，在已开设的电子技术课程设计与实践等课程的实践教学过程中，培养需要解决“复杂工程问题”的能力，要求一个项目最多由3个学生完成，每1名学生要有自己的工作内容，整个教学过程都有选题、开题、实物测试、答辩、论文共5个环节组成。

对于课程设计的实践类课程，也要有针对性地对教学的内容进行改革，结合各种电子设计竞赛、行业大赛等，每年对课程设计的选题都有一定的更新，删减陈旧的题目，增加具有新技术、新工艺、新方法等元素的项目。例如，在已开设的电子技术课程设计与实践课程中，兼顾电子技术的基础与前沿，选择具有一定应用价值的题目作为研究课题，并鼓励学生自由选题。同时每年增加实物制作的比例，进一步提高学生动手操作技能的培养。

1.4 分组测试和答辩的考核方式

重视实践教学环节的考核与成绩评定的合理性，采用分组测试和答辩等方式进行考核。通过对实践教学的考核，确保了每位学生都能进行实际动手操作，尤其在分组测试和答辩的环节中，对于教师而言，可以发现自己在理论教学中出现的问题，找到改进的方法；对学生而言，可以激发学习动力和动手能力，促进创新能力和综合素质的提高。

2 结语

根据通信技术、行业、社会的发展及其对通信人才的需求，按照工程教学和新工科的理念，结合通信工程特色专业的具体情况，转变教育教学理念，将实践教学与学生能力培养相结合，构建工程实践环节的课程体系。加强实践课程的工程化教学内容，系统性设置工程实践环节的相关课程，规范实践教学过程管理，以分组测试和答辩进行考核，促进学生工程实践能力和创新能力的培养，实施通信工程教育认证计划，对于进一步提高人才培养质量将起到重要的作用。参考文献

[1] 熊炜.通信工程专业应用型、创新型人才培养研究[J].大学教 育,2015(5):146-148.

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则和应用场景进一步发现Snort安全规则的新用法，提升学生利用已有安全软件工具编写安全规则、对所学知识进行扩展创新的能力。

实验总结：本文通过设置初级、中级、高级不同难度等级的演示实验，学生可以由浅入深、逐步理解Snort入侵检测安全规则的作用和配置方法，实现入侵检测选项、规则头、规则选项的编写及综合应用，通过制订入侵检测规则实现对抗外部非授权访问、SQL注入攻击的安全目标，为学生将来从事网络信息安全技术和管理工作奠定基础。本文所设计实施的网络安全实验教学案例取得了良好的教学效果，提高了学生的网络安全实验技能，获得学生的一致认可。

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识，促进学生将其所学信息安全理论与实践相结合，逐层次促进对相关知识点的掌握。本文以OpenSSL安全编程和入侵检测Snort安全规则编写为例设计了信息安全实验教学案例，实验教案包括实验题目、实验目的、实验仪器及环境、实验原理、实验教学步骤及内容、实验思考、实验扩展、实验总结等。通过实际的网络安全实验教学实践表明本文提出的网络安全实验案例教学法有利于提高学生对网络安全知识的理解与认识，取得了良好的综合教学效果。参考文献

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3 结语

本文通过信息安全实验案例设计培养学生理论联系实际能力，在布鲁姆六层次认知理论指导下，通过分级设计实验加深学生对理论知识的充分理解与认

Research on Information Security Experimental Teaching Case Graded Design

Chen Hongsong

School of Computer and Communication Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing, 100083, China

Abstract: The characteristics of information security experimental case teaching are analyzed. According to the practice-oriented characteristics of the network information security undergraduate course in University, two experimental teaching cases are designed on the learning rule, which include experiment goal, experiment theory, experiment steps, experiment thinking and experiment extension, the grades are from primary experiment, middle experiment and advanced experiment. Experimental teaching cases of the OpenSSL security programming and Snort intrusion detection are designed. The structure and content of the experimental teaching case are designed. The teaching practice proves that the experimental case teaching can strengthen students' understanding of the key knowledge of information security, and promote students to combine theory and practice of network information security. Good experimental teaching results are obtained.Key words: information security; experimental teaching; teaching case design; graded experiment

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[2] 2018开设通信工程专业的大学有哪些[EB/OL].[2018-05-06].

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Implementation of Engineering Practice Teaching Link for Applied Communication Engineering

Tong Zhengrong, Ma Xiurong, Gong Mingju, Bai Yuan, Qin Juan

School of Electrical and Electronic Engineering, Tianjin University of Technology, Tianjin, 300384, China

Abstract: The cultivation of engineering practice ability is the key link in the education of undergraduate engineering, which plays an important role in training high quality applied talents with analytical practice ability, innovative consciousness, professional accomplishment and team spirit in order to face complex engineering problems. Combining with the school goal of promoting the training of new talents in Engineering education certification and new engineering, according to the characteristics of communication engineering specialty, strengthening the engineering teaching contents of practical course, systematically setting up the relevant courses of engineering practice link, standardizing the practice teaching process management, grouping test and defense to evaluate, promoting student's engineering practice ability and innovation ability, constructing scientific and reasonable engineering practice teaching system of communication engineering specialty.Key words: engineering practice; teaching link; applied; communication engineering

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