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通信专业本硕连读培养模式探究

　　高质量的人才培养是高等教育的出发点和落脚点,学生的成长和成才是衡量高等学校人才培养质量的关键[1]。从本世纪初开始,许多教育部直属高校,如北京大学、清华大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学等根据学校学科优势和专业特点设立了各具特色的本硕连读试点班,其他一些地方院校也陆续开展了相关试点工作[2]。其目的是为推动高校本科教学模式改革,促进优秀人才脱颖而出,满足社会对高层次创新型人才的需求。北京交通大学电子信息工程学院以通信与信息系统国家级重点学科为依托,以国家级教学科研平台为支撑,以课程体系内容改革为核心,以拔尖创新人才培养为目标,于2001年开始了通信工程专业本硕连读试点工作,经过九年的探索与实践,迄今为止已经毕业了六届学生,取得了良好效果。本文就通信工程专业本硕连读贯通培养试点的培养目标、培养模式、课程设置、方法与手段等方面实践进行了研究与探讨。
　　一、问题的提出
　　为建设创新型国家,培养大批创新型人才,让优秀学生从本科教育起就接受更系统、更全面的教育,从而探索研究型大学培养高层次拔尖人才的新途径,许多高校都在探索各具特色的人才培养模式。北京交通大学是一所以理工科为主的全国首批进入“211工程”建设的教育部直属重点高校。学校注重人才培养模式改革,形成了“厚理博术,知行相成”的教学理念,意在重点培养一批具有强烈的创新意识、创新能力、创新品质的高水平人才,满足经济社会对具有创新精神和创新能力等方面人才的要求[3]。着力在掌握坚实的基础理论、系统的专门知识,具有开阔的视野、良好的合作精神的前提下早出人才,快出人才,出好人才。21世纪是信息技术高速发展的时代,通信技术已经走在了时代的前列。北京交大通信与信息系统是国家级重点学科,在高校学科评估中名列前茅。为了加快高层次人才的培养步伐,追踪通信技术的国际前沿,通信工程本硕连读贯通培养试点由此孕育而生,成为北京交通大学人才培养的创新试验区。
　　二、培养目标
　　旨在培养个性突出、基础宽厚、视野开阔、发展潜力大、创新意识强、综合素质优秀的人才,掌握信息处理、传输、交换、通信网络基础、光纤通信、计算机应用等坚实的基础理论和系统的专门知识,具备在电子信息工程领域跟踪新理论、新知识、新技术的能力及发展潜力,重点培养能够从事电子、信息技术、通信设备与系统的设计、网络运营、信息管理、科学研究与开发等方面的高级专门人才。以理工科拔尖创新人才为培养目标,采取精英化培养模式,紧跟学科发展的前沿,结合科学研究项目与社会需求,将最新的学科专业知识引入课堂,突出学生知识、能力、素质的全面培养,在基础知识方面更扎实,在知识结构方面更具前瞻性,既增加学习与专业训练的强度,又注重创新能力的培养,为国家的科技事业发展培养出具有潜力和创新精神的现代科技人才。本硕连读拟为培养厚理博术、踏实笃行的更高层次的科技拔尖人才奠定基础[3]。
　　三、培养模式
　　本硕连读培养是本科生教育和研究生教育相结合的一种培养方式,是力争在最短的时间内培养出更多优秀人才的重大改革举措。北京交通大学通信工程专业本硕连读贯通培养,是经过专家、教授充分论证后,在培养模式方面进行的积极而有益的探索。现在国内各大学本硕贯通培养学制年限一般设置为6年,北京交通大学通信工程本硕连读试点在6年学制的前提下实行3+1+2的培养模式。具体分为三个阶段:
　　第一个阶段:大学前3年,按照本硕连读的本科阶段课程设置进行培养。为了激励学生,保证培养质量,每个学年结束后按照成绩进行排序并实施分流,普通班成绩优异的学生可以调整到本硕连读试点班,试点班学习成绩排名靠后的学生分流到普通班,来自竞争的压力给学生带来了自主学习的动力。三年经过三次调整,通过考核和面试选拔确定攻读硕士学位的学生人选。入选学生在第一阶段所学部分专业课比其他学生增加了学时,提高了理论深度,减少研究生阶段课程教学内容的重叠[4]。
　　第二个阶段:大学第4年。第4年第一学期根据自身爱好和兴趣双向选择导师,进行硕士研究生阶段的课程学习;第二学期进行本科毕业设计,毕业设计的选题来自于导师的研究领域,毕设题目一般是由导师根据自己的研究方向和科研课题给定,从而实现本科生阶段与研究生阶段培养的无缝对接。第二个阶段是本科生课程和研究生课程同时交叉选择,本科课程以专业选修课为主,结合导师的研究方向自主选择,所选课程与硕士研究生阶段的研究方向有机衔接,研究生课程以硕士基础课为主。
　　第三个阶段:获得研究生学籍的学年开始为第三阶段。这个阶段主要任务是科学研究能力的提高和完成硕士学位论文,提高科学研究水平。根据个人意愿,综合素质与学业成绩较好的学生在硕士第一年第二学期可以申请硕博连读或提前攻博资格。其他学生则进行硕士学位论文的选题并完成硕士学位论文,最后经学位评定委员会审定授予硕士学位。申请攻读博士学位的学生按照博士培养方案进行培养,最后授予博士学位。
　　四、课程设置
　　本硕连读培养是把研究生培养和本科生培养有机结合起来,教学内容前后贯通,避免课程设置上的重复,重在创新能力、实践能力与研究能力的培养[4]。课程设置总体框架以强化自主学习和科研训练为主线,分为通识教育、学科专业教育和自主教育三个层次。其中通识教育层次为推进全面素质教育奠定基础,主要为人文、艺术、体育和思政课。学科专业教育层次又分为学科门类基础、专业基础和专业三个模块。学科门类基础模块是必备的数学和物理等基础性课程;专业基础模块是为专业领域中必要的、最基础的知识和能力而设置的理论与实践课程;专业模块除专业必须主修的理论课程和毕业设计外,还特别设定了导师指定的以科学研究训练为载体的研究性专题课程,培养学生的动手能力和研究能力。自主教育层次关注学生兴趣爱好,促进学生个性发展,为培养拔尖创新人才奠定基础而设计[3]。本科阶段部分专业基础课必修课程和专业主修课程及研究性专题、专业选修课程设置如下。
　　大四第一学期本硕连读学生可以选择硕士生阶段的基础课程,例如数学、英语、政治类课程。硕士生的总学分是28学分,由于本科阶段部分课程的学分可以计入到硕士生阶段的学分中,所以硕士生阶段只需要选没有学过的课程即可。硕士生阶段随同正常入学的硕士生一样选课,在此不再赘述。
　　1.构建“厚理博术”的教学模块
　　按工科需求在理论方面拓展和加深了数学和物理课程内容,如解析几何、傅立叶变换、实数理论、常微分方程组、近世代数、近代物理等知识模块;专业课方面,在学好专业基础课的基础上,注重多学科知识的交叉,注重新技术和专业前沿的发展,强化学生实践与科学研究训练。为了加强学生的新技术研发能力,掌握专业前沿技术,增设了电子系统课程设计、嵌入式系统课程设计、DSP系统课程设计、片上系统课程设计、移动通信研究性专题、数字通信研究性专题等技术课模块。
　　2.优化专业基础课程体系
　　根据新的教学理念,按照“电子电路、信号处理、电磁场”三大课群,重构了电子信息类专业基础课程体系。新的专业基础课程体系强化了课群内知识点之间的内在联系,突出了课群之间的相互关联,其知识结构更加清晰,教学内涵更加丰富。引入教研与科研成果,优化专业基础课程的教学内容,使理论更加深厚、技术更加先进,形成了理论、方法和技术的有机结合。例如,在信号处理课群中,精简了经典的时域分析系统响应的方法,淡化了三大变换的计算技巧,增加了信号的多速率处理和时频分析理论,拓展一维信号处理至二维图像处理;在电子电路课群中,弱化了经典的割集分析法、回路分析法、网孔分析法,融入了适合大规模电路分析的修正节点法、双图法等,引入了中、大规模集成电路和现代设计方法,以及现代仿真技术和系统实现技术等。为丰富电磁场课群的内涵,根据专业特点开设了电磁兼容和工程电磁场等课程。
　　3·完善实验教学体系
　　依托我校国家级电工电子实验教学示范中心,构建了以实验目标为导向、实验内容为载体、创新能力为核心的实验教学体系。该实验体系分为基础性试验、综合设计性试验、自主探究性试验三个层次。各层次既有侧重也有交叉。基础性实验侧重培养学生的基本实验技能、基本实验数据分析能力和基本工程素质;综合设计性实验侧重训练学生电路级的综合设计能力和系统级的开发应用能力;自主探究性实验侧重提高学生自主性探索研究能力和解决实际问题的能力及创新能力。实验内容注重趣味性、工程性和探究性。本硕实验班的学生将获得更多的实验机会和更优越的实验条件,除了完成教学大纲的实验要求之外,还需要参加各级各类学科竞赛,独立设计综合性实验,参与大学生创新项目和导师的科学研究项目。实践表明,实验教学可以激发学生兴趣,挖掘学生潜能,增强创新能力,实现共性要求和个性发展的和谐统一。
　　五、方法与手段
　　1.强化科研训练环节
　　在专业课的学习中,强化培养科研训练能力。以国家工程实验室和教育部、北京市重点实验室为支撑,以大学生创新试验计划项目和全国电子大赛为载体,以学术前沿讲座为先导,形成了学生自主选择和导师引领的科研训练体系。增设了研究方法课程模块,如专业导论、文献检索等课程,引领学生了解学科前沿研究成果,吸引学生参与知识探索,使学生对专业产生兴趣。学生在了解本专业的前沿知识和研究内容基础上,可以自主选择各个试验项目,获取自主教育学分,学校鼓励学生通过各类竞赛和科技训练发表科研论文,申请专利。通过科研进课堂、进教材、进实验、参加竞赛等环节,将最新的科研成果和通信技术前沿发展趋势融入全部教学过程中。通过科研训练,切实提高学生的动手能力和创新意识,强化学生专业素质与创新能力的培养。
　　2.专业主干课程实施研究性教学
　　实施研究性教学,推进创新性教育,是进行创新型人才培养的有效途径。积极探索和推行“基于问题驱动”的研究性教学,将理论教学与实验教学紧密结合,通过问题的提出、分析、解决、延伸等环节,实现融知识传授、能力培养、素质教育于一体的人才培养模式改革。研究性教学在课程目标、课程内容及课程实施三方面进行了探索与创新。在课程目标上,形成了知识的了解和掌握、理解与运用、总结与凝练、挖掘与升华等多元化目标;在课程内容上,强化教学方法设计,以专题研究为主导、以启发式、研究式、问题式、案例式等为导向组织教学内容;在课程实施上,以专题研究、综合设计、综合实验和开放式大作业等为手段,结合大学生创新性实验计划等科研训练系列项目,使学生达到参与、合作、探究、实践的目的[3]。例如,一门课在课堂上将学生分成几个小组,布置小专题,通过查阅国内外资料撰写小论文,每组选出一名代表在课堂上讲解,任课教师及学生代表现场评议打分,这将作为本组学生的平时成绩的一部分。对专业课程采取教改立项的方式进行支持,鼓励教师主持优质教学资源建设,支撑创新拔尖人才培养。
　　3.推行双向选择的导师制
　　在本科阶段,进行双向选择导师,形成贯穿四年的学业指导、科研训练、成人成才“三位一体”的导师制,实施全方位导学。学业指导主要是指导学生进行重要基础课程和主干课程自主性学习与研究。科研训练指导是对试验班的科研训练进行总体策划和实施。成人成才与学业规划旨在引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观和科学发展观,引导学生对学科产生兴趣,指导他们选择专业课程,形成自主学习计划。导师制的推行有助于学生提早接触科研活动,激发他们对科学研究的兴趣。
　　4.建立淘汰和分流机制
　　培养模式的变革必须有相应配套的管理办法才能行之有效。学生进入本硕连读试点班,并不等于拿到了免检资格。学院每年对本硕连读学生进行年度考核,考核内容主要包括学习成绩、科研能力以及思想品德表现等方面,并根据考核结果进行淘汰和分流。凡学业成绩不合格或受到纪律处分的学生,将被取消本硕连读资格,滚动到其他班级学习。普通班学生如果成绩达到试点班水平,其他方面考核合格,将加入到试点班。
　　5.营造学生自主学习氛围
　　通过营造自主学习的氛围,使学生从灌输式学习变为自主式学习,激发学生的学习和探索兴趣,点燃其追求科学梦想的火花,这样的学习氛围有利于创新型人才的脱颖而出。首先,营造宽松的学习环境。适量增加选修课的比例,让学生多选择一些感兴趣的专业拓展课程。据统计,美国研究型大学选修课的比例占到总课程的50%左右,而我国研究型大学一般情况下则仅占到25%左右,这样的课程设置不利于学生成长[5]。目前,我校通信工程专业本硕连读选修课的比例占总课程的27%,有利于学生的自主性学习,扩大了知识覆盖空间。改变以前课堂以灌输式为主的教学方式,开设了多门讨论课和专题研讨课,以问题入手训练创新思维,以科技前沿激发学习兴趣,以课堂互动启迪心灵智慧,以鼓励质疑倡导探索精神[6]。这样,帮助学生解决疑难问题,有针对性地组织教学,营造了一个宽松的学习环境。第二,强化实验环节,改善硬件条件,创造良好的实验室环境。由于通信工程是电子信息类学科,很多课程要通过实验环节强化和巩固学生所学的理论知识,它不仅能验证理论,又能锻炼学生的观察能力、分析能力和动手能力,是培养学生综合能力的重要手段。学校在这方面投入大量财力、物力,下大力气改善实验室环境,更新硬件设施,购买了多种软件和硬件设备,满足了学生的实验要求。第三,鼓励学生参加全国大学生电子大赛,构建研究型学习小组,抽调部分教师专门设立针对性专题带领学生进行赛前准备,已经连续几年在全国性电子大赛中取得优异成绩。目前,学院有各类教学或科研实验室十多个,完全能够满足学生自主学习和自我发展的需要。
　　六、结语
　　通信工程专业本硕连读人才培养是在优势学科的支撑下进行尝试的创新培养方式,该专业拥有国家级重点学科、国家级科研平台、国家级教学平台、国家级基础课程教学团队、国家级精品课程、国家级精品教材、国家级教学名师、“973”首席科学家、长江学者特聘教授、国家杰出青年基金获得者等优秀教学资源,其他学科要根据自身的特点和优势,采取灵活有效的方式因材施教。通过几年来的实践和探索,通信工程本硕连读为创新人才的培养奠定了良好基础,为社会输送了大批优秀创新人才,在实践过程中提升了一批优质资源,形成了创新人才培养与特色专业建设的良性互动,通信工程专业也建设成为国家级特色专业。教育教学改革是永恒的课题,需要在不断探索的基础上不断完善。我们愿与同行们共同努力,进一步优化培养过程,更新教学方式,营造育人环境,提高管理水平,为更快更好培养创新拔尖人才做出积极的贡献。通信专业本硕连读培养模式探究