“通信网络规划和优化”课程教学的创新改革与实践
2024-06-20秦小旭
摘要:针对课程内容建构层次低,理论迁移应用难,专业课教学与思政教学、行业发展脱节等教学“痛点”,本文以立德树人为目标,以学生发展为中心,结合新工科、课程思政建设,基于行业发展及企业对人才的需求、学科竞赛等,重构课程内容,融入多种教学方法,全面优化课程评价机制等,开展教学创新改革和探索。实践证明课程教学效果良好,学生的实践动手能力和个人综合素养等均得到持续提升,该教学创新改革方案也成功推广应用到其他专业课中,取得了较好的效果。
关键词:通信网络规划和优化;教学创新改革;新工科;课程思政
近两年的两会政府工作报告中,多次提到5G新基建。例如,2022年广西政府工作报告中提到:新建5G基站1.5万个,建设区市深度覆盖、县城和乡镇基本连续覆盖的5G网络[1]。5G网络对数字经济具有赋能作用,促进数字经济的发展,释放数据要素潜力,提高应用能力。与此同时,5G产业的发展也需要大量高素质的专业人才。为了培养更多优秀的应用型人才来支持国家5G新基建等项目的建设,高校需要实现服务行业和区域经济社会发展的目标,完成高水平应用型本科高校的建设。高校需要将行业发展、“新工科”以及“课程思政”等因素充分融合,进行深层次的整合。在教学中,需要将“显性”专业教学内容与“隐性”思政教学内容交叉融合,培养满足新时代建设要求的高素质人才
专业课教学是高校培养应用型人才的关键环节。对于与通信工程专业学生就业密切相关的“通信网络规划和优化”课程来说,需要顺应时代潮流,积极进行教学实践探索,并进行有效的变革。
一、课程教学现状
(一)教学模式陈旧,学生缺乏持续深入学习的内驱力
授课教师未能充分把握课程在产业发展、新工科建设、课程思政建设等新形势下的新要求。以往的教学过程注重通信技术原理等知识的传授,采用填鸭式、一言堂等授课模式,忽略了学生作为学习主体的地位。学生被动地接收枯燥而抽象的理论知识,无法深刻理解课程内容,也无法真正将所学知识运用于实践之中。这样的教学方式容易导致学生失去学习兴趣,且学习效果较差。
(二)知识建构层次低,理论迁移应用难,所学与企业所求匹配错位
“通信网络规划和优化”课程的教学主要分为理论和实验两个模块,其中理论教学主要涵盖2G、3G、4G网络架构、通信网络优化理论以及4G信令流程等知识点。该课程的知识点较多,重难点内容与企业实际工作内容不完全一致。实验教学主要着重于验证性内容,如网络测试等,但缺少网络规划、问题分析与问题解决等设计性和综合性内容。
(三)教师工程实践能力薄弱
部分任课教师是从高校毕业后直接到学校任教。尽管他们具备扎实的理论知识和丰富的授课技巧,但缺乏实际企业工作经验,或者与企业实践的间隔时间太久,导致对于行业最新技术和人才需求的变化不够敏感。因此,他们对课程内容的理解主要来源于教材,无法结合企业实践对课程进行深入分析和浅显讲解。
(四)专业课教学与思政教学脱节
1.专业课与课程思政脱节,在以往授课过程中,过多注重专业技术能力的培养,忽略融入课程思政元素,有时也会生硬地讲一些思政故事,没有真正做到课程内容与课程思政的有机结合。
2.课程内容与课程思政融合难度大,“通信网络规划与优化”课程内容的工科专业属性非常强,与课程思政内容融合的知识点很少,需要教师深度挖掘。
3.工科学生的思维特点加大了课程思政的实施难度。跟其他学科学生相比,工科学生学习规律是发现问题→分析问题→寻求对策→解决问题→再发现新问题[2]。假如生硬地加入思政元素,学生没有真正理解思政内涵,可能导致偏离新工科专业学习路线和实践过程,让学习效果大打折扣。
(五)课程缺少工程实践内容
学科竞赛是培养学生实践能力和创新精神的有效载体,可以作为校企协同育人、课程实践(实验)等育人手段的重要补充。学生通过参与学科竞赛,一方面可以验证学生对专业知识的掌握程度,另一方面能够提升学生的自学能力、分析问题和解决问题的能力以及综合实践能力等。通过竞赛,学生能够在实践中运用所学知识,探索问题的本质,提升创新思维。同时,竞赛还有助于促进学校与企业的合作,为学生提供更多实践机会和学习资源。因此,将学科竞赛与课程教育相结合,能够更好地激发学生的学习热情和兴趣,提高教学效果。
(六)课程考核评价方式单一
在以往课程考核评价中,缺乏阶段性和过程性考核、动手能力考核、解决问题能力考核等,期末考试成绩占比过高。不能全面而真实地评价学生,也缺乏数据支撑,以确定教学目标是否达成。重构和量化考核体系,对学生进行全方位评价,引导学生注重学习方法与能力、工程应用能力等的提升。授课教师还可以通过分析考核体系中相关数据,发现教学中的不足,并及时改进授课过程。通过在学生和教师双向的持续改进中,教学体系可以实现课程教学质量的不断提高。
二、教学创新举措与实践
(一)“一心五步”闭环教学模式
基于“启发式教学”、OBE等教学理论,教学团队开展线上线下、拓展第二课堂等混合式教学改革,结合实践效果总结出“一心五步”闭环教学模式。
1.一心即以学生发展为中心
课程坚持以立德树人为目标,以学生发展为中心,构建有温度的课堂,让整个教学过程始终体现关爱之心。
2.五步:学、思、固、用、拓
学:即学生自学。课前提供“有的放矢”的线上精品课程,充分考虑学生的认知、课程重难点、学生对线上资源使用习惯等,从中国大学慕课、哔哩哔哩等平台挑选优质资源,并提供相应的练习题用于学习巩固。
思:即引导学生对课程导入案例的思考。精心挑选与课程重点内容和学生认知匹配的案例作为导入,引导学生使用自学内容对案例进行思考和分析。
固:即课堂巩固和强化知识点。授课教师通过学生对导入问题的回答、课堂练习的结果等,评估学生对知识点的掌握情况,动态调整授课方案,帮助学生系统化夯实理论基础。在讲授专业知识的过程中有机融入课程思政,做到润物细无声。
用:即利用所学知识解决实际网络问题,践行“学以致用”。精心准备与课程知识点强相关的案例(网络故障、学科竞赛等),引导学生通过所学知识对案例进行分析。
拓:即拓展第二课堂。以“两性一度”为指导,提升学生课外学习能力和综合素质为目标,引导学生利用所学技能,在课堂之外参与创新创业、学科竞赛等活动,提升学生的综合素养。
(二) 整合教学内容,构建立体多维知识架构并持续优化
1.引入华为技术有限公司的4G、5G规划和优化培训教材,学习通信行业领先企业的优秀实践成果,很好地兼顾理论和实践内容,跟上行业发展步伐。
2.引入华为4G、5G规划优化认证考试大纲内容,课程重点以认证、实际规划优化工作所需的内容为主,让学生在校期间就能掌握企业工作所需的相关知识点,力争通过华为规划优化认证考试,提升就业竞争力。
3.依托校企合作平台(深圳市讯方技术股份有限公司,中国移动通信集团桂林分公司),引入4G、5G现网优化项目的工作内容,丰富实验内容。让学生了解、体验和实践现网规划和优化过程,掌握规划和优化的基本方法,激发学生对课程的学习兴趣,让学生实现校企身份的无缝切换。
4.项目主持人根据自身的工作经历,引入企业工作内容及方式,让实验课堂转变成模拟的工作场所,将实施过程中效果较好的内容,建设成教学资源,便于对外推广。
5.由在企业工作的项目组成员,参与教学设计,教学反思等过程,负责引入企业最新的技能和工作方式,定期为项目组其他成员做技术培训,保证课程内容的与时俱进。
(三)以赛促教、以赛促学、以赛促改
以“培养应用型人才”为目标,以“能力为中心”为导向,以“培养学生实践应用能力”为主线,可以引入 “大唐杯”全国大学生移动通信5G技术大赛等学科竞赛,将竞赛内容有机地嵌入到课程的理论教学与实践训练中。比如在介绍传输规划知识点时,可以引入“大唐杯”比赛的相关案例或原题作为教学内容,以赛促教、以赛促学。学生通过学习竞赛案例或解决竞赛题目,可以更直观地理解和应用传输规划的知识与技能。这样的教学方式能够激发学生的学习热情,提高他们的自主学习能力。同时,教学团队也可以通过参与竞赛,获得更多的案例素材,丰富课堂内容,提升教师的工程实践能力,并推动课程的教学改革。通过将竞赛内容融入课程中,学生可以在实践应用中理解和掌握传输规划的技能和知识。这种实践训练的方式可以帮助学生更好地提升自己的技能水平,并在竞赛中得到实践验证。这样能够培养学生的创新思维和团队合作能力,提高他们在移动通信行业的竞争力。总之,引入学科竞赛能够将理论教学与实践训练有机结合,促进学生的学习热情和自主学习能力的提升,丰富课程内容,提高教师的实践能力,并推动课程的教学改革,从而更好地培养应用型人才。
(四)坚持“育人为本”,专业教学与思政教学深度融合,全过程思政育人
深挖课程内容中蕴含的思政育人素材(家国情怀、创新创业、辩证性思维、工程领导力、沟通与协调、团队合作等),并在课程安排上进行巧妙的内嵌,以实现如盐入水般的润物细无声效果。以下是部分专业知识与思政融合的例子:①结合大规模天线,体验绿水青山即金山银山的可持续发展内涵。②将无线空口协议栈与团队协作结合起来,实践团队沟通与协作能力。③通过探究华为在5G基础专利上的突破,培养创新思维能力。
通过教学实践活动将思政育人的目标隐性地达到,以网络规划内容为例:首先提出规划要求,要求学生组建团队共同完成规划任务。在任务分析和讨论中,提升学生的沟通技巧;在结果反馈的过程中,锻炼学生的口头表达和沟通技巧;并通过分组评比,让学生亲身体会团队合作精神、团队荣誉及竞争意识,实现从学习到领悟的高阶思维训练。
(五)强化过程性考核,以闭环改进为保障,持续优化课程评价机制
借助信息化工具,强化过程考核,实施多维度课程成绩评定方式,激发学习内驱力。结合线上线下过程评价、第二课堂学科竞赛成绩、实验过程考核(向设计性实验倾斜)、期末综合性评价等进行多维度的评价(见表1)。以学习成果质量和学生期末评价为基础,综合人才培养方案,用人企业(单位)对毕业生评价等因素,常态化评估“教学分析→教学设计→资源开发→教学实施→教学评价→诊断改进”教学全过程,持续改进评价机制和课程实施方案。
三、教学创新效果及成果
经过上述教学创新实践,学生的知识、能力和素质均实现全面提升:
(一)学生学业成绩优良,高阶能力得到显著提升
近三年学生参加的学科竞赛取得了较好的成绩:①2022年至2023年 “大唐杯”全国大学生新一代信息通信技术大赛中,获得了国赛二等奖1项,三等奖3项,省赛33项;②2022至2023年华为ICT大赛,荣获省赛二等级1项;③2021至2022年,教学团队成员共指导学生立项大学生创新训练项目3项。
(二)教学团队的教学与科研水平相互促进
包括作者在内的课程教学团队成员,近3年共获省级教改立项3项,校级教改立项5项,校级科研立项3项;另外教学团队3位老师通过学校“双师型”教师认证。
(三)课程学生评教结果优秀
近2年学生对主讲教师授课的“通信网络规划和优化”课程评教,总评分均在99分以上,并且在评价意见中亦提到课程对其就业的帮助,体现了学生对课程改革效果的认可。
四、结束语
课程经过改革探索与实践,在达到了改革的既定目标的同时,也取得了较好的成绩,并为其他工科课程的改革实践提供了参考依据。展望未来,教学创新改革还需进一步深化,与时俱进,吸收最新的教学创新成功经验,争取培养更多优秀的应用型人才。
作者单位:秦小旭 桂林信息科技学院
参考文献
[1] 广西政府网http://www.gxzf.gov.cn/zfwj/zxwj/t11239588.shtml
[2] 潘显民,万莹.新工科专业课程思政教学改革与实践—以计算机网络技术课程为例[J].教育文化论坛,2021,13(05):121.
[3] 祝鹏.新工科背景下基于OBE理念的数字电路课程改革与实践[J].电脑知识与技术,2021,17(30):167-168.
[4] 夏瑞华等.新工科背景下基于OBE理念的通信原理课程改革与实践[J].物联网技术,2022,12(03):122.
[5] 林健.新工科专业课程体系改革和课程建设[J].高等工程教育研究, 2020,01:5-9.