新工科建设背景下通信工程专业本科毕业设计改革探讨

2024-03-04徐鼎李群

高教学刊 2024年6期

关键词：考核评价通信工程新工科

徐鼎李群

基金项目：教育部产学合作协同育人项目“基于云教学平台openlab的AI教学案例开发与研究”（202101223008）

第一作者简介：徐鼎（1983-），男，汉族，浙江嘉兴人，博士，副教授，硕士研究生导师。研究方向为通信工程。

*通信作者：李群（1984-），女，汉族，山东临沂人，博士，副教授，硕士研究生导师。研究方向为人工智能。

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.06.030

摘要：新工科建设背景下，作为通信工程专业本科教育课程体系的重要组成部分和人才培养的重要环节，通信工程专业本科毕业设计面临着诸多问题而亟需改革。围绕新工科建设背景，通过分析通信工程专业本科毕业设计面临的选题难以适应高素质通信人才培养需求、时间短及投入不足、教学资源严重短缺和考核评价体系不健全等诸多问题，探求其可能改革方向，从选题优化、过程管控改革、教学资源投入和考核评价体系等方面探讨改革对策，对提升新工科建设背景下通信工程专业本科毕业设计质量具有重要参考价值。

关键词：新工科；通信工程；本科毕业设计；过程管控；考核评价

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2024）06-0127-05

Abstract： Under the background of the new engineering construction， as an important component of the undergraduate education curriculum system and a crucial link in the talent cultivation， the undergraduate graduation design of the communication engineering major faces many problems and urgently needs reformation. Focusing on the background of the new engineering construction， this paper analyzes the problems faced by the undergraduate graduation design of the communication engineering major， such as the difficulty in subject selection in order to adapt to the needs of high-quality communication talent cultivation， short time and insufficient investment， severe shortage of teaching resources， and incomplete assessment and evaluation system， and explores possible reformation directions. From the aspects of subject selection optimization， process control reformation， teaching resource investment， and assessment and evaluation system， this paper explores corresponding reformation strategies， which have important reference value for improving the quality of undergraduate graduation design of the communication engineering major in the context of the new engineering construction.

Keywords： new engineering; communication engineering; graduation design; process control; assessment and evaluation

為应对新一轮科技与产业变革，支撑“中国制造2025”等一系列国家重大战略部署，教育部于2017年启动了新工科建设，旨在利用人工智能、大数据、区块链等新兴智能科学与技术用于传统工科专业的升级改造[1]。新工科建设的提出是在我国深化改革开放的大环境下，经济、社会和科技发展对工科教育改革和发展提出的新挑战和新需求，是对新时代创新型工程科技人才需求的必然体现。为推进新工科建设，做好高素质复合型新工科人才的培养，作为重要的工科专业之一，通信工程专业的本科教育应紧跟信息与通信技术的快速发展，以工程化为特色，涵盖物联网、工业互联网、分布式通信网络等更为广泛的知识，重视培养学生在工程应用中提炼理论和技术问题并通过基础理论和关键技术研究提出解决方案的能力[2]。

本科毕业设计是大学本科教育课程体系的重要组成部分，也是最后的一个环节，是通信工程专业学生在前期信号与系统、通信原理、通信网等专业课程学习的基础上，综合运用所学的通信专业基础理论和关键技术分析解决实际通信工程问题的最重要、最具综合性的实践性教学环节，是提高通信工程专业学生的专业素养、工作能力、创新能力和创新意识的重要手段，也是评价大学教学质量的重要指标之一[3]。通过本科毕业设计的选题、文献调研、可行性分析、技术路线设计和论文撰写等过程，学生可以将本科期间学到的专业知识转化为实际问题解决能力，进而培养学生的科学思维，提升知识综合应用能力和独立思考能力[4]。通过本科毕业设计，锻炼了学生专业方面的实践动手能力，为学生毕业后的工作或进一步深造奠定了基础[5]。鉴于本科毕业设计的重要作用，教育部于2021年开始对本科毕业设计论文进行抽检，致力于提高本科毕业设计质量。

南京邮电大学的通信工程专业是国家一流专业建设点、国家特色专业、教育部卓越工程师计划专业，通过了全国工程教育专业认证。多年来，南京邮电大学坚持通信与信息技术发展方向，以培养通信专业应用型创新技术人才作为培养目标。在新工科建设背景下，本文结合作者多年在南京邮电大学的通信工程专业本科毕业设计教学实践和目前通信工程专业的实际情况，分析了通信工程专业本科毕业设计存在的问题，探讨了一系列可行的改革对策，旨在促进本科毕业设计在培养通信工程专业大学生的创新思维和实践动手能力方面的作用，切实为大学生日后工作和进一步深造奠定基础。

一通信工程专业本科毕业设计存在问题

通信工程专业的本科毕业设计是本科生基于所学的通信基础理论，加深理论理解，培养通信方面的工程问题解决技能的重要教学实践环节。随着5G通信技术的大力发展及6G通信技术预研的快速推进，对通信工程专业人才的创新工程化能力提出了更高的要求[6]。但是，现有通信工程专业本科毕业设计很难满足快速发展的行业需求，如图1所示，存在以下几个主要问题。

图1 通信工程专业本科毕业设计存在的主要问题

（一）毕业设计选题难以适应高素质通信人才培养需求

通信技术的快速发展要求通信工程专业本科毕业设计紧密联系最新通信技术，确保学生的毕业设计能够跟上通信技术发展的步伐，培养学生日后工作中解决实际通信工程问题的能力[7]。但是，现有通信工程专业本科毕业设计选题很难满足未来人才培养需求。首先，由于毕业设计时间短，为了使得学生能够按时完成毕业设计工作，导致指导教师选题时，出于惯性思维往往仅对往年的选题稍作改动，或选择比较成熟和容易的课题。这样就直接导致毕业设计中涉及的通信技术陈旧，无法跟上通信技术的快速发展。其次，对于学生而言，有限的畢业设计时间使得学生不能对毕业设计的课题做深入的思考，对课题的背景和动机理解不充分，失去对课题的兴趣和主观能动性，从而只是盲目的借鉴往年的他人经验、套用往年的解决方案、按部就班地进行毕业设计和论文撰写，导致毕业设计并不是独立完成的。这样做的结果就是毕业设计被学生当作了一项普通的任务，而达不到训练学生的创新思维和解决实际通信工程问题的目的。并且，现有毕业设计选题通常并不会充分考虑学生的特点和兴趣爱好，导致了毕业设计达不到学生的心里预期从而发生中途换毕业设计课题的现象。再次，由于通信工程专业是偏向应用性的专业，需要毕业设计选题尽量贴近实际的工程应用问题[8]。但是，现有高校中具备通信工程实践经验的指导教师数量不多，使得毕业设计的选题内容和实际工程实践脱钩。最后，实际的通信工程问题都是系统性的，需要多人协作去解决，而大部分的毕业设计选题都是一人一题，且各个课题间是相互独立的，这导致学生间缺乏协同创新能力的锻炼，学生的工程实践协作能力没有得到很好的提升。因此，本科毕业设计选题难以适应高素质通信人才培养需求是其面临的一个重要问题。

（二）毕业设计时间短，学生和导师投入不足

优秀的通信工程专业本科毕业设计需要花费大量的时间去深入调研，从选题到技术路线设计，从理论推导到工程设计，再到最后的毕业论文撰写，无不需要经历多次修改调整[9]。但实际上，本科毕业设计一般安排在大四上学期末、12月底考研结束后开始，在大四下学期的6月初结束，仅仅只有短短的半年时间，且中间还有1个月左右的寒假时间。在这期间，学生面临着就业或考研的压力，需要花费大量的时间和精力去找工作或准备考研复试和面试，留给学生做本科毕业设计的时间非常有限。这导致学生在本科毕业设计上的时间和精力投入不足，很难在如此短的时间内高质量地完成毕业设计选题、技术路线设计和论文撰写等工作，毕业设计的效果和质量难以保证。而且，学校为了保证学生的就业率和升学率等指标，对本科生的毕业设计的质量要求就会降低，导致学生在毕业设计的时间投入进一步减少。与此同时，通信工程专业本科毕业设计的指导教师一般为青年教师，其在通信工程领域的实践经验累积不足，且面临着较大的教学和科研任务压力，导致其在本科毕业设计方面投入精力不足。如果指导教师为资深教师的，其还需兼顾研究生的指导任务，往往把本科毕业设计的指导任务交给其研究生代为负责，这使得本科毕业设计的效果大打折扣。因此，本科毕业设计周期短、学生和导师双方的时间投入不足是其面临的另一个重要问题。

（三）毕业设计专项经费支持不足，教学资源严重短缺

作为工程应用型的通信工程专业，其毕业设计需要基于通信硬件设备，如信号矢量发生器、宽带频谱仪、信号分析仪和嵌入式板卡等进行关键算法和通信机制的大量实验研究，对实验室的软硬件条件要求较高，需要分配一定的专项经费保证本科毕业设计的顺利进行[10]。但是，学校资助本科毕业设计的专项经费较少，一般一个本科生为几百元，且通信硬件设备的数量很少，难以满足大量本科毕业生进行毕业设计实验研究的实际需求。此外，由于本科生的大规模扩招，导致现有教学资源严重不足的现象比较普遍，指导教师数量和学生数量的比例下滑严重，出现一位指导教师需要同时指导十几位学生的毕业设计工作的现象，指导教师处于超负荷的工作状态，使得指导学生毕业设计方面精力不足。并且，学校对于教师指导本科毕业设计的激励措施不够，往往是教师费劲心思指导十几位学生的毕业设计都不能满足学校对于教师工作量的考核，导致教师指导毕业设计的积极性不高。因此，本科毕业设计专项经费支持不足、教学资源严重短缺是其面临的又一个重要问题。

（四）毕业设计考核评价体系不健全

毕业设计的过程主要包括了选题、开题、技术方案设计与实施、中期检查、英文翻译、论文撰写和论文答辩等环节[11]。毕业设计过程中除了论文答辩环节外，指导教师都参与其中。但从整体来看，论文答辩环节占据了毕业设计最终考核成绩的大部分，使得学生存在论文答辩时努力一把，而平时懒散的现象。比如，南京邮电大学的本科毕业设计成绩的构成比例为指导教师评价成绩占30%，评阅教师的评阅成绩占20%，答辩小组评定的答辩成绩占50%。但是，本科毕业设计论文答辩时间较短，一般为15 min左右，答辩组的老师并没有时间和答辩学生进行深入的讨论和交流，也就不能对学生的毕业设计进行较为全面的评价。除了指导教师的评价成绩是对学生毕业设计全过程的考核外，评阅教师的评阅成绩和答辩小组的答辩成绩都是对学生毕业设计结果的考核。这就使得那些毕业设计平时不努力但口才出众的学生往往容易得好的成绩，而平时努力但口才较差的学生成绩偏低，从而使得毕业设计的成绩不能很好地反映学生真实的水平。与此同时，毕业设计的成绩打分往往主观性较强，指导教师能够保证其所带学生之间评价成绩的相对公平，但是不同指导教师所带的学生之间的公平性却不能保证，即可能会出现质量差的毕业设计得分较高的现象。同样的，评阅成绩一般是由同一教研室的指导教师之间互相担任，也会出现上述所提的现象。此外，毕业设计答辩组的老师也主要由同一教研室的教师担任，给答辩成绩时往往也会参考指导教师的意见，主观性较强。因此，本科毕业设计考核评价体系的不健全是其面临的一个重要问题。

二通信工程专业本科毕业设计改革对策

本科毕业论文设计是本科教育的最后一环，也是最重要的一环，是对学生利用大学期间所学理论知识解决实际问题能力的最重要的实践性考查方式。针对目前通信工程专业本科毕业设计存在的主要问题，作者结合新工科建设、通信技术快速发展的新形势，如图2所示，提出以下四点改革对策。

图2 通信工程专业本科毕业设计改革对策

（一）毕业设计选题优化

一个好的毕业设计选题是毕业设计高质量完成的前提。针对毕业设计选题难以适应高素质通信人才培养需求的问题，建议进行毕业设计选题优化，具体包括如下几个改革对策。

1 优化学生和导师双选环节

目前虽然很多高校实行了学生和导师双选制，为学生和指导教师提供了一定的自主权。但是，一般双选的平台上并没有提供学生和教师的基本信息，无法使学生和教师相互了解，无法发挥双选制的优势。为此，建议在学生和导师双选制的平台上增加学生信息（如本科期间各课程成绩、获奖等）和教师信息（如履历、教学及科研情况等）。此外，目前的双选平台上，都是教师先发布课题，学生再申请课题，最后教师选择学生。这样做并不能很好地发挥学生的特长，学生的选题参与度不高，不能很好地调动学生的积极性。为此，建议增加学生根据自己的兴趣发布想研究的课题，进而让教师来选择学生的课题。通过这种方式可以最大程度地调动学生的主观能动性。

2 校企聯合培养

企业比高校更贴近工程实践，可以让企业参与到毕业设计选题中来，实现校企联合指导毕业设计。高校应通过多种方式推进和通信界企业信息共享，如定期开展讨论会的方式，了解通信工程方面的最新发展趋势。同时，高校应鼓励校企联合培养通信工程专业学生，增加学生在企业中的实践课程，提升学生的工程实践能力，并选拔合适的学生毕业后直接进入企业工作。此外，也可以鼓励教师把其产业化的科研成果转化为毕业设计课题，特别是基于实际通信工程问题、工程项目和典型案例的毕业设计选题。通过毕业设计和企业需求相结合，使得毕业设计选题更贴近通信行业需求，能够更好地培养行业急需人才。

3 鼓励团队协作

一般学生毕业设计课题之间是独立的，忽略了学生之间团队协作意识的培养。此外，新工科背景下，通信工程专业同计算机专业、人工智能专业之间存在学科交叉，往往需要多学科背景才能保证实际工程项目的顺利开展。为此，高校应鼓励团队协作的毕业设计，特别是跨学科的团队协作，即将一个大工程项目分解为若干个毕业设计课题，课题之间有机联系，每个学生承担一个分解的课题，学生之间需协同合作才能完成整个项目。通过允许学生的毕业设计在本学院或跨学院的自由组队，学生们可以根据各自的专业背景、知识结构和兴趣等进行项目分工。通过这种方式可以促进学生的团队协作意识和沟通交流能力培养，并在团队协作中得到充分地锻炼。

（二）毕业设计过程管控改革

针对毕业设计时间短，学生和导师投入不足的问题，建议进行毕业设计过程管控改革，具体包括如下几个改革对策。

1 毕业设计时间灵活化

本科毕业设计一般安排在大四的下学期开展，这导致了本科毕业设计和学生工作与考研相冲突，使得学生在毕业设计上的投入减少，降低了毕业设计的质量。所以，建议拉长毕业设计的周期。如果从大一或大二开始，由于学生还没有任何的通信工程专业基础知识，对专业领域认知不足，此时盲目开展毕业设计准备工作将收效甚微。因此，作者建议学生可自愿申请从大三开始本科毕业设计。通信工程专业学生一般从大三开始将学习通信相关专业课程，如通信原理等，此时将会对通信工程专业有更好的认知，可以进一步了解专业特点，有目的地进行课程实验，并逐步选择合适自己的研究方向进行毕业设计，并有充足的一年时间去进行文献的调研和学习、方案的设计和实验、报告的整理等工作，能够更好地提升毕业设计的质量，而导师可以为学生提供方向性指导，并结合自身的科研课题，确定毕业设计题目，解决学生毕业设计过程中碰到的技术难题、资源短缺问题等。到了大四的上学期则可以把主要精力投入到考研或实习中去，大四的下学期则主要对毕业设计的资料进行整理汇总、撰写论文和毕设答辩。同时，学生也可以选择原来的毕业设计时间，即从大四上学期末开始毕业设计。学生可根据自身的情况，灵活地选择毕业设计开始的时间，进而保证毕业设计高质量地完成。

2 产学研合作

针对指导教师投入不足的问题，可以进行产学研合作培养的探索，即通过共建校企联合实验室、产业孵化中心、合作攻克工程技术难题和联合申报科研项目等多种形式，引入社会力量加强教师指导投入。通过产学研的多方合作，可以构建由高校教师和企业技术人员组成的毕业设计指导团队，共同为学生的毕业设计课题进行指导，共同解决实际的工程实践问题。此外，引入企业加强毕业设计指导力度，还可以提升教师的工程技术和创新能力，使得教师能够将解决工程实践问题中获取的经验和知识引入到实际教学工作中，使得教学能够更加贴近实际。

3 毕业设计管理信息化

毕业设计中的过程管理目前大部分还是依赖纸质材料，降低了毕业设计的效率。如果可以将毕业设计管理进行信息化，建立毕业设计管理系统，可以实现毕业设计全过程的电子化，提升毕业设计管理效率。毕业设计选题、中期检查、报告提交和审核等均可在管理系统中进行。可以对学生、指导教师、管理人员设置不同的系统操作权限，并可对毕业设计过程中的各个环节设置相关操作流程和时间节点，无论是学生还是教师或管理人员均可实时查看各个流程状态，指导教师可实时抽查毕业设计内容，监督毕业设计进度，进而可推动毕业设计按时高质量完成。毕业设计管理信息化系统的建立可减少纸质材料的收集整理时间，提高了毕业设计的效率。

（三）增大毕业设计教学资源投入

针对毕业设计专项经费支持不足，教学资源严重短缺的问题，建议从多方面增大毕业设计教学资源投入，具体包括如下几个改革对策。

1 指导教师激励制度改革

目前高校对教师多以课时为代表的教学指标和以论文、专利、项目等为代表的科研指标为标准进行考核。本科生的毕业设计指导工作作为实验类指标，是教师考核的边缘化指标，并不是核心考核指标。因此，提升本科毕业设计质量的途径之一应将本科毕业设计数量和质量作为教师考核的核心指标之一，从而引导教师重视本科毕业设计，推动本科毕业设计质量的长足进步。

2 学生激励制度改革

目前毕业设计只是学生完成毕业的任务之一，毕业设计的完成与否很大程度上对其工作和考研帮助不太大。为了调动学生的毕业设计积极性，可以适当鼓励学生在毕业设计前，提前进入指导教师的实验室学习，积极开展实验室研究生和本科生之间的传帮带，并充分发挥实验室指导教师的指导作用，促进学生和导师之间的深入交流合作，并可对毕业设计成果优秀的学生给予适当的奖励。通过上述改革，学生不仅学到了更多有用的知识，有助于后续的工作和考研，还能从毕业设计中获取奖励，激发其毕业设计的积极性。

3 毕业设计指导共享化

一个学生由一个指导教师进行毕业设计指导的方式导致了指导教师的紧缺，可以通过指导共享化和开放化的方式，克服指导教师资源不足的问题。指导共享化和开放化指导毕业设计无论是指导时间还是指导形式上具有共享和开放特点。首先，可以构建毕业设计指导平台，学生和指导教师可以在平台上突破时间和空间的限制进行交流讨论。其次，可以由多位毕业设计指导教师组成毕业设计指导小组，将学生和指导教师紧耦合的方式转变为松耦合的方式，即学生可以在其指导教师进行主要指导的基础上，也可由指导小组进行辅助指导，从而保证学生在毕业设计时期可以随时得到充分指导。通过该模式，可以有效改善由于扩招带来的师生比严重下降的问题。

（四）健全毕业设计考核评价体系

针对毕业设计考核评价体系不健全的问题，建议健全毕业设计考核评价体系，具体包括如下几个改革对策。

1 考核方式过程化

现有的毕业设计考核主要是面向结果的考核，不能体现学生在毕业设计过程中的表现。所以，可以通过增加毕业设计过程加分项的方式将考核方式过程化。比如可以将毕业设计过程中的申请专利和发表论文情况作为毕业设计的一个重要加分项。如果是团队毕业设计，还可以引入团队成员间的互评成绩，学生的成绩也可分为团队成绩和个人成绩两部分，从而改变传统的考核方式。此外，还可以邀请企业技术人员参与毕业设计的全过程，从工程实践的角度评价学生的毕业设计过程和成果，从而使得评价向工程实践性倾斜。

2 在毕业设计考核中增加学科竞赛成绩

通信工程专业是工程实践类专业，需培养学生解决实际工程问题的能力。为了更好地评价学生的工程问题解决能力，可以将学科竞赛成绩作为毕业设计成绩的重要参考之一，增加其权重。在做毕业设计的同时，可以通过参加学科竞赛进一步培养学生的实践能力，提升毕业设计的质量。学生可以以毕业设计内容为出发点，以技术路线设计为基础参加相关的学科竞赛。通过参加竞赛，学生会对毕业设计有更清晰和更整体的认识，促使学生更加主动地进行文献调研和技术钻研，学生的理论和技术知识可以得到更好提升，学生各方面的能力也能得到锻炼。

3 完善毕业设计监督机制

为了更好地评价本科毕业设计，应建立和完善相应的毕业设计监督机制。可以建立学校、学院、系所多层级的监督体系，并对毕业设计全过程的各环节进行监督，从制度上加强毕业设计的过程监控，保证毕业设计的顺利进行。针对指导教师的监督，可通过建立指导教师和学生的每周指导交流机制，并记录指导内容，监督其指导记录情况，进而保证指导教师严格履行指导的义务。可制定学生对指导教师的评价机制，把学生的毕业设计评价作为指导教师年度考核的依據之一。同时，还应建立对学生的监督和引导机制。可通过召开毕业设计动员大会等形式讲解毕业设计的各项规章制度，要求学生定期和指导教师进行交流讨论并汇报进展，并可开展学生之间的互评，以便相互监督。

三结束语

新工科建设背景下通信工程专业毕业设计面临诸多问题，作为通信工程专业人才培养的重要环节，其改革已刻不容缓。在分析通信工程专业毕业设计存在问题的基础上，通过毕业设计选题优化、过程管控改革、教学资源投入和考核评价体系等方面探讨了其可能的改革对策，对新工科建设背景下通信工程专业毕业质量提升具有重要意义。

参考文献：

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