通信工程专业新工科创新人才培养模式研究

作者: 李军 王晓东 许高明 金明

通信工程专业新工科创新人才培养模式研究0

[摘 要] “新基建”已成为国家创新驱动发展的重要战略,5G和AI引领的“新基建”发展,对新工科人才培养提出了更高的要求。目前,传统科学范式下专业人才培养的薄弱环节主要集中在创新研究能力和工程实践能力上,这与社会和产业发展对人才的需求存在明显的差距。宁波大学通信工程专业在新工科创新人才培养的研究与实践中,形成了学科、专业、产业深度融合的新工科创新人才培养模式,实现了新工科人才培养从科学范式到工程范式的转变,研究成果为高校相关专业的人才培养提供了重要参考。

[关键词] 新工科;通信工程;人才培养;融合

[基金项目] 2019年度宁波市教育科学规划重点课题“双一流建设背景下通信工程专业人才培养模式的探索”(2019YZD004);2019年度宁波大学教研项目“双一流高校通信工程专业人才培养体系研究”(JYXMXZD201915);2020年度宁波大学人才培养综合改革专项“双一流视角下通信类拔尖人才培养模式的改革与实践”(JYXMRCZX202012);2021年度宁波大学教研项目“2022版本科专业人才培养方案的优化研究——以通信工程专业为例”(JYXMXZD2021022);2022年度宁波大学教研项目“‘信号与系统’线上线下混合式课程建设研究”(JYXMXZD2022181)

[作者简介] 李 军(1983—),男,湖北汉川人,博士,宁波大学信息科学与工程学院副教授,主要从事无线通信研究;王晓东(1970—),男,浙江绍兴人,硕士,宁波大学信息科学与工程学院教授,主要从事多媒体通信研究;许高明(1985—),男,山东费县人,博士,宁波大学信息科学与工程学院副教授,主要从事智能射频电路和非线性建模及矫正技术研究。

[中图分类号] G642.41 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2022)35-0169-04 [收稿日期] 2022-04-20

“新基建”是以新发展理念为引领,以技术创新为驱动,以信息网络为基础,提供数字转型、智能升级、融合创新等服务的基础设施体系,是驱动数字经济和新一轮产业革命的关键基石,已成为国家创新发展的重要战略[1]。5G和AI引领的“新基建”发展,对新工科人才培养提出了更高的要求。高等教育起着引领和支撑的重要作用,高校必须把高质量人才培养置于优先发展的位置[2]。

传统的人才培养模式以知识内容为基础,以学科为主导,以教师为中心,可以称为科学范式的教育理论[3]。这种模式过度注重学生的工程专业知识的获得,而忽视了创新能力和实践能力的培养,偏离了工程技术与实践的培养机制。为此,将新工科人才培养模式从科学范式转换为工程范式,以提升新工科人才培养质量,适应并引领未来社会[4]。这种工程范式强调以学生为中心,以产出为导向,并持续改进,通过创新教学方式,构建多方利益相关者的协同育人机制,以保障高等工程教育人才培养质量的提高[5]。

一、传统科学范式下人才培养存在的问题

目前,传统科学范式下新工科[6]专业人才培养的薄弱环节主要集中在创新研究能力和工程实践能力上,与“新基建”相关产业的高速发展对人才的需求存在明显的差距,主要表现为:由于教学内容和教学方法较陈旧、评价体系和激励机制不完备而造成学生培养指导与教师科学研究相脱节的问题;由于专业教育教学重理论、轻实践,双创指导重成果、缺培育,而造成专业教育教学与创新创业教育相脱节的问题;由于行业需求和培养产出不一致,培养环节和培养手段难以融合,而造成专业人才培养与行业产业发展相脱节的问题。

二、基于工程范式下人才培养模式的探索

宁波大学通信工程专业依托教育部工程中心、科技部创新基地等高端平台和“双一流”学科资源,基于学术引领和学科交叉开展海洋通信特色的创新人才培养;完善评价模式、创新激励机制,将教师的优秀科研成果转化为高水平教学资源,形成一流学科引领一流专业、科学研究反哺专业教学的良性循环,不断深化教育改革,提升专业教育质量。专业联合华为、锐捷、海康、德州仪器等通信行业的知名企业,产教融合共建5G+数字通信网、AI+多媒体通信新工科专业模块和实践平台,并基于产出导向理念重构人才培养方案,开展人才培养模式创新与课程教学方法改革,构建专业与企业深度合作、高校与行业有机结合的协同培养体系。专业学科产业融合的育人体系架构如图1所示。

(一)凝练专业特色,提升专业内涵,基于产出导向重构培养方案

面向新一代通信技术和行业产业的发展,结合宁波大学“尊重学生选择权的高层次复合型创新创业人才”的培养定位,在人才培养目标中强化了创新研究能力和工程实践能力的要求;基于宁波大学“平台+模块”的培养体系和通信学科的优势方向,凝练专业的“海洋通信”特色,提升专业的“5G+AI”内涵,在专业模块中开设了5G+数字通信网、AI+多媒体通信等两个新工科专业方向模块,提升通信工程专业人才培养质量。

基于产出导向、学生中心和持续改进的教育理念[7],以教育部工程教育认证和国家一流专业建设为抓手,以工程教育认证十二条通用标准[8]、专业类补充标准和新工科产业人才需求为依据,面向国家“新基建”创新发展战略,重构通信工程本科专业人才培养方案,修订培养目标、毕业要求和相应的课程体系,并基于课程目标产出修订了课程教学大纲。同时,建立保证通信工程专业毕业要求达成的质量要求分解体系,针对教学过程的各个环节完善了质量监控与评价机制和方法,包括课程体系设置的合理性、教学过程质量监控、课程目标达成、毕业要求达成情况的评价机制和方法,基于校内校外两个闭环、定性定量两种方法的评价结果,以及“新基建”行业产业发展需求变化进行持续改进。

(二)强化学术引领,借力学科交叉,基于能力导向培养创新人才

依托宁波大学“双一流”学科群建设,基于多媒体通信教育部工程研究中心、科技部新型通信与信息技术国际科技合作基地、“海洋信息感知与通信”2011省协同创新中心等高能级学科平台,以新一代通信技术海洋通信为特色,以学术为引领提升人才培养层次,培养德才兼备、身心健康、志向高远、沟通能力良好,具有扎实的专业基础知识、合理的知识结构、突出的专业能力、科学思辨方法、富有创新精神、勇于探索的高素质创新型研究人才。

通过信息与通信工程、电子科学与技术和计算机科学与技术等多学科交叉,强化学生解决通信及相关领域复杂工程技术问题的能力,锻炼学生在科学研究和工程实践中的创新意识与创新能力。借助海洋信息感知与传输国际合作联合实验室平台及国内外专家资源,组织学生参与学术交流与研讨,跟踪通信技术前沿和产业发展趋势,拓宽学生的学术视野和国际视野。

高水平的跨学科创新团队和平台将科学研究与人才培养相结合,向本科生开放高端科研平台和学科团队资源,建立优秀学术带头人、高素质研究骨干、高水平技术人员组成的跨学科本科生导师团队,借助全员本科生导师制和拔创班学术导师制,设立面向本科生的丰富科研项目,将学生纳入研究团队参与科研攻关,促进跨学科创新人才的培养。

(三)基于产学合作,联合行业企业开展协同育人

面向“新基建”国家创新发展战略开展产学深度合作,联合华为、锐捷、德州仪器等国内外通信行业的知名企业,以教育部华为智能基座、产学合作协同育人项目的建设为载体,共建“5G+数字通信网”“AI+多媒体通信”新工科专业方向模块,建设无线网络、移动通信、多媒体通信、物联网技术、DSP技术和网规网优等专业实验平台,开发工程教学案例与新形态教材,培养双师教学队伍,共建虚拟仿真和社会实践金课。

联合中国联通、海康威视、利尔达等移动互联网、物联网、人工智能的技术厂商和运营企业,共建学生实习实训、科研创新和创业就业的校外基地。学生基于自身技术兴趣和职业发展规划选择校外基地实习实训,在学校和企业双导师的指导下自主选择企业项目作为毕业设计和毕业论文的选题,优秀毕业生在合作企业中高质量就业,成为技术专家和业务骨干,形成企业引人、育人、留人和用人的良性循环,实现专业与企业的深度合作,高校与行业的有机结合。

宁波大学通信工程专业通过新工科创新人才培养的研究与实践,基于“学术引领、学科交叉、产教融合”,形成了学科、专业、产业深度融合的新工科创新人才培养模式,实现了新工科人才培养从科学范式到工程范式的转变。

三、实施成效

专业聘请通信行业的知名企业和用人单位的技术专家、管理人员和招聘经理进入专业建设委员会成为人才培养的责任共同体,对专业培养方案的培养目标合理性、毕业要求的达成度、课程体系的合理性、学生能力的满意度进行定期(每4年一次)和不定期(按需)评价,帮助专业根据评价结果和行业需求进行修订,形成专业教学质量持续改进的校外反馈闭环体系。

实践表明,学生的创新研究能力提升显著,通信工程专业的学生在“互联网+”大学生创新创业大赛、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、大学生电子设计大赛、大学生数学建模大赛、美国大学生数学建模竞赛、大学生物联网大赛等比赛中获国家级奖项110多项、省部级奖项260多项,发表高水平学术论文14篇,获得专利和软件著作权23项。

2022届拔尖创新班推免和上线人数达到80%,学生就读“985”“211”和“双一流”高校的比例达到90%以上,除了考研深造的学生外,就业创业的学生中有三分之二以上就职于信息传输、软件和信息技术服务业,大部分毕业生进入知名IT企业工作,工作能力得到行业企业的广泛认可,平均起薪名列各专业前茅,入职后快速成为企业骨干和行业精英。以2015级为例,学生毕业要求的达成情况如表1所示。

结语

本文以宁波大学通信工程专业为例,研究了新工科人才的培养模式,强化学术引领以提升培养层次、开阔专业视野,借力学科交叉以推进教学实践、促进拔尖创新,深化产教融合以加强校企合作、服务产业需求,开展“5G+数字通信网”“AI+多媒体通信”新工科创新人才培养,建设国家一流专业,开展专业工程教育认证,提升通信工程专业的人才培养质量。

参考文献

[1]赵剑波.新基建助力中国数字经济发展的机理与路径[J].区域经济评论,2021(2):89-96.

[2]杜玉波.适应新发展格局需要 推进高等教育高质量发展[J].中国高教研究,2020(12):1-4.

[3]王胜春,林松柏,王晓伟,等.基于工程范式的工程教育理论与实践刍议[J].教育教学论坛,2021(38):26-29.

[4]袁广林.欧林工学院:工程教育的一种新范式[J].高教探索,2022(1):80-86.

[5]杨冬.从科学范式到工程范式:高质量新工科人才培养的逻辑向度与行动路径[J].大学教育科学,2022(1):19-27.

[6]王武东,李小文,夏建国.工程教育改革发展和新工科建设的若干问题思考[J].高等工程教育研究,2020(1):52-55+99.

[7]申天恩,夏重鑫.成果导向教育理念概念内涵、理论溯源与发展态势[J].教育文化论坛,2021,13(4):49-54.

[8]林健.新工科人才培养质量通用标准研制[J].高等工程教育研究,2020(3):5-16.

Research on Training Model of Innovative Talents for Communication Engineering under the Background of New Engineering

LI Jun, WANG Xiao-dong, XU Gao-ming, JIN Ming

(Faculty of Electrical Engineering and Computer Science, Ningbo University, Ningbo, Zhejiang 315211, China)

Abstract: “New infrastructure” has become an important national strategy of innovation-driven development. 5G and AI have been leading the development of “new infrastructure”, which has put forward higher requirements for the training of new engineering talents. Currently, the weak links in the training of professional talents under the traditional scientific paradigm are mainly concentrated in the ability of innovative research and engineering practice, which has a clear gap between the demand for talents in social and industrial development. The communication engineering major of Ningbo University has carried out research and practice on the cultivation of innovative talents in new engineering, forming a training model for innovative talents in new engineering with deep integration of disciplines, majors and industries, and realizing the transformation of talent cultivation in new engineering from a scientific paradigm to an engineering paradigm. The research results can provide an important reference for the talent cultivation of relevant majors in colleges and universities.

Key words: new engineering; communication engineering; talent training; integration

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