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摘 要：如何在现有的培养方案框架下切实提高所有工程专业学生的创新思维和工程实践能力，真正达到工程专业认证的基本要求，是一个值得研究的课题。文献中已有研究多聚焦于专业的课程体系改革或提高少数优秀学生的能力，而整体提升所有学生能力的具体实践则鲜有涉及。文章以通信工程专业为例，基于通信系统综合设计课程的改革，探索实践了提高所有本科生创新思维和工程实践能力的方法，达到了预期的目标。
关键词：工程认证;教学改革;创新思维;工程实践
中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2021）24-0052-04
Abstract： It is a valuable project to improve innovation thought and engineering practice capacity of communication engineering students， and meet the requirement of Engineering Education Certification. In the literature， many researches focus on curriculum system reform or improving the capacity of minority of students， but practices of improving the capacity of the whole students are seldom. Based on curriculum reformation of integrated design of communication system， we study the method to fulfill the requirement and achieve the goal.
Keywords： engineering education certification; education reformation; innovation thought; engineering practice
工程教育认证标准提出了培养工科专业学生的创新思维和工程实践能力的要求[1]，电子信息类教学质量国家标准也提出了培养学生技术改造与创新、工程设计与分析等解決实际工程问题能力的要求[2]，这两个要求是针对全体学生而非少数优秀学生。近年来，如何通过课程体系、教学管理体系、教学方法的改革切实提升工程专业学生的工程实践能力和创新思维，各高校都进行了探索并取得了一定成效[3-9]，但这些指导性方案需要具体课程教学改革进行支撑，否则难以达到预期目标。在具体教学实践上，鼓励学生参加各种学科竞赛是提升学生系统设计能力的重要途径[10]，通过设置各种卓越计划班也是被普遍认可的方法[11]。但是，在自愿基础上的学科竞赛只有部分学生参加且大多是指定题目限时解决，仍带有应试的影子;各种卓越计划班只针对少数优秀学生，也不能达到覆盖全体学生的目标，并不满足工程认证标准和国家质量标准要求。因此，如何在现有培养体系框架下对实践课程进行改革，使全体学生都经过完整的创新思维和工程实践能力培养，提升复杂系统设计能力，真正消除高校教育和未来工作岗位要求之间的差距，是一个重要的实践课题。
2010年起，我们为通信工程专业学生建立了自由探索平台[12]，以兴趣为引导，为所有学生提供一个轻松的探索实践环境，并实施全新的开放式管理模式，旨在使学生能够在轻松的环境中培养兴趣，达到创新思维培养和工程实践能力提升的目的，取得了很好的效果。我国工程认证全面实施以来，为切实达到专业认证目标，并使此平台惠及所有通信工程学生，我们以通信系统综合设计课程和上述平台为依托，改革教学方法和评价方法，致力于提升所有学生的创新思维和工程实践能力。经多年实践，提升了全体通信工程专业学生解决实际工程问题的能力。本文对近年来的工作进行总结，给出了通信系统综合设计课程教学改革的总体方案，并总结实践过程中面对的关键问题，探讨对应的解决方案，希望对电子信息学科各专业的教学改革有参考作用。
一、通信系统综合设计课程改革总体方案
2014年培养方案修订时，为强化实践环节，进一步提升各专业学生的动手实践能力，我们在全院为每个专业设置了一门系统综合设计课程。该课程设置的目的是希望所有学生通过一个本专业综合性系统设计环节，将前期积累的基础知识和专业知识用于工程实践，以期进一步提升学生在校期间的创新思维和工程实践能力，缩小本科教育和用人单位岗位需求之间的差距。为通信工程专业设置的课程为通信系统综合设计，在三年级下学期开课。为了探索综合性设计课程的有效实施方案，学院并未对综合设计课程规定具体的实施细则，而是由各专业的专业负责人或实践经验丰富的教师独立探索，逐渐优化。和其他高校类似，考虑选题方便性、教师指导的针对性、成绩评定的公平性，大多数专业采用了指定几个标准题目由学生选择的传统做法。这种实施方案易于操作和实施，也便于成绩评定，但多年相对固定的题目对学生的创新性思维能力培养没有多大帮助，前后年级学生之间信息的共享也使得实施过程中锻炼学生创新思维和工程实践能力的初衷无法达成。即使每年有题目的更新，然而多个组同时做一个题目，很难避免相互借鉴、相互抄袭现象的发生，难以达到切实提高每一个同学的创新思维和工程实践能力的目的。
为解决这个难题，我们首先提出并实践了在系统综合设计课程中采用“学生自主发现用户需求、自主进行系统框架设计、自主进行课题关键技术分析和工作量估算、自主进行设计开发、撰写项目技术报告并答辩”的改革方案。通过从生活中发现各种应用场景下新的应用需求并采用本专业技术予以具体实现，激活并锻炼了学生的创新思维，通过完全自主的研发过程，真正提升了学生工程实践能力，特别是复杂系统设计能力。 二、通信系统综合设计课程改革实施过程
在课程改革过程中，我们立足于学生能够从“项目规划实施和产品设计”的角度认识综合性课程设计，按照自主项目选题、需求分析、技术方案设计、项目预算、实施方案设计、项目实施、撰写工作报告、技术报告和项目结算表、答辩、实物展示等环节，完全自主地完成本课程的全部环节。教学过程主要涵盖了创新思维和工程实践能力两個方面的锻炼和培养。首先，学生必须根据日常的生活观察和体验，提出一个有价值和意义的项目，并具备一定的复杂度，涵盖本专业多个知识点;然后，学生必须按照标准的项目实施流程进行项目的规划和实施，最后进行答辩和实物系统展示。在课程各个阶段，学生还需要学会按照标准格式撰写各个阶段的报告，如需求分析报告、技术方案设计报告、实施方案及进度安排、项目预算表、项目工作报告、项目技术报告、项目结算表等。
课程改革的价值，主要体现在鼓励学生自行发现有价值的社会需求并独立设计具有一定复杂度的系统，利用所学专业知识设计产品或系统，然后按照标准的产品或系统开发流程自主完成产品或系统的设计。这对锻炼学生的创新思维和设计并实现复杂系统的能力有重要的意义。
通信系统综合设计课程只有一个学期，要在短时间内对学生进行完整的产品设计研发全过程进行训练，同时要求学生发挥创新思维自主设计一个有价值的、具备一定复杂度的课题，并利用所学专业知识在规定时间内完成，具有很大的挑战性。经分析，我们总结出了课程改革必须解决的几个关键问题：
1. 课题设计与方案实施时间的合理分配
培养学生的创新思维主要体现在课题设计阶段，而工程实践能力的培养主要体现在课题实施阶段。在学习和生活中发现有价值和意义的需求，需要学生初步具备观察分析能力，并创新性地提出有价值的课题。这对忙于基础知识学习的学生而言需要逐步积累经验，不可能一蹴而就，因此课程开始的课题设计阶段显得非常重要。尽管第一堂课就通过举例引导的方式开拓学生的思路，但短时间内要求学生大幅度提升自己的能力是不现实的，因此课题设计阶段应留有足够的时间。但是，课程只有一个学期，设计阶段时间太长则会压缩后续的设计过程。因此，如何合理分配两者的时间，需要结合学生实际水平，通过大量调研和综合数据分析确定。
2. 工作组的人员配置和分工合作
对于一个复杂系统，一两个人是无法完成的，这就要求进行团队合作，成立一个工作组。当然，这对于培养学生的团队合作精神也是非常有帮助的，也是我们追求的目标。由于学生普遍缺少经验，所以在课程开始就需要让学生了解工作组的人员配置和分工合作的方式。选择确定优化的工作组人数、岗位的设置、工作分工、合作交流方式，也是需要认真分析的问题，这对达到课程的培养目标，在规定时间内达到锻炼学生的目的也是十分重要的。
3. 题目的设计和工作量估算
根据以往经验，有些学生能够设计或发现一个有价值的课题，但在开始实施前却对题目的难度和工作量估计得不准确。有些学生对难度估计不足，难以在一个学期内完成，而有些学生设计的题目则太简单，不能达到课程目标。出现这种情况时，一般需要由指导教师一对一分析指导。所以，如何在课题开始时就使得学生能够掌握题目的工作量分析方法也是需要研究的问题。
4. 教师的指导方法
以往的课程设计类题目，一般是指定一个或一组题目，指导教师对相关题目了如指掌，在指导学生时游刃有余，且一般会给予非常具体的指导。对于完全由学生自主设计的复杂系统设计，种类多变，涉及的专业知识面广，对指导教师也提出了非常高的要求。在学生设计过程中，如果指导教师指导得过于仔细，不但大大增加指导教师的工作量，还会在一定程度上使得学生有依赖性，抑制其主动性;若完全依赖学生自行解决遇到的问题，会使得某些工作组在遇到一些难点问题时浪费太多的时间，从而延缓课题的实施进程，引起学生的焦虑和不安。所以，教师的指导方法也需要改革。
5. 成绩的合理评定
由于学生自主设计课题，每个工作组的题目、涉及的专业知识、解决方案都完全不同，这就对成绩评定的公平性提出了非常高的要求，因此，需要研究科学合理的评定方案，使之既符合各工作组研究方案的具体情况，又能在不同工作组的课题中取得平衡，让学生满意。此外，在同一个工作组之内，不同学生对课题成果的贡献度是不一样的，如果所有组内学生都给予相同的分数，无法体现组内成员的专业水平和对该课题的贡献。怎样评价组内成员的工作并相应调整其最终成绩，是成绩评定最难解决的问题。
基于多年的教学实践经验，我们针对上述问题提出了如下解决方案：
1. 准备足够的选题时间，避免仓促开始
相比课题的实施阶段，如何根据真实的需求设计一个具有一定复杂度的系统更为重要，这体现了学生应用专业知识解决具体问题的能力，也真正锻炼了学生的创新思维。对选题的要求是：有一定的意义或价值;有一定的应用场景或需求;与通信工程专业知识相关;系统有一定的复杂度且能够在一个学期内解决。剩余的时间为课题实施时间。选题时指导教师只讲解一般的选题方法和要求，不为学生指定具体的题目，以充分发挥学生的创新能力。相对于具体的实施方案，这个阶段更重要，但是持续时间太长则会影响后续的实施过程。实践证明，经过教师的案例分析和引导，绝大多数工作组可以自行设计出符合要求且具备一定创新性的题目。极少数确实无法在规定时间内确定题目的工作组，一般可由指导教师引导参与到工程性的项目（如国家重点研发计划示范工程类项目、企事业单位委托项目）中，从实际的项目任务中切出部分内容作为题目。
如何分配两个阶段的时间比例，需要在具体实践中进行统计分析并逐步优化。我们在每一届学生完成本课程后通过座谈的形式了解学生对本课程的意见及课题各个阶段的感受，并通过指导教师在课程全过程积累的数据进行分析。在实践中我们发现，选题时间一般不少于4周，学生在讨论和不断分析中，完成了选题也就大概确定了系统设计方案，这对培养学生的创新思维非常重要。对于少数认真查阅资料进行分析，多次优化调整方案导致在4周内无法完成课题设计的工作组，允许在和指导教师进行沟通后进一步延长，而指导教师也重点对这些工作组的选题过程进行指导。 2. 工作组自由组合并固定各自的任务
学生工作组的人员配置和分工协作方式，参考了企业项目研发部门的岗位设置、国外高校实践性环节的人员分工、电子设计大赛小组人员分工，也结合以往各届学生在本课程实施过程中的实际分工形式，并对有效性、方便性等各个指标进行统计分析。通过统计和分析，我们得出符合学生实际情况的最优人员配置为4-5人，要求每个人都全面了解课题的内容但是主要负责特定的一项任务，如总體规划设计、硬件系统设计、软件设计、联合调试与优化等。在课程开始时，指导教师就通过案例分析和往届学生题目设计、组织形式等的示范讲解这些知识教给学生，但仅供其参考，鼓励学生根据自己工作组的具体人员情况自主进行设计。
3. 课题设计阶段通过案例分析介绍工作量估算方法
如何估算系统框架设计、硬件购置、系统硬件设计、软件设计等方面的时间复杂度，只有工程经验丰富的技术人员才能熟练进行，学生往往很难胜任。实践中发现，某些工作组知识面宽广，思维活跃，能够设计出符合实际需求的创新性课题，但是所设计的知识领域非常多，而且需要的硬件系统设计和软件系统设计工作量非常巨大。例如，有工作组对空间通信感兴趣，设计出基于空间通信网络的海洋牧场场景下的物联网应用课题，并计划自行设计空间传输节点，但是对空间网络协议的实现所需要的工作量没有清晰的认识。为此，任课教师选择工程实践丰富的教师担任，在课题设计阶段通过分析十个以上案例总结对课题工作量进行有效估算的方法，在题目的选择过程中逐渐教授给学生。这些案例来自于往届学生的设计，也有部分来自于指导教师的工程类项目。
4. 教师重点指导解决问题的思路
教师的指导方法要符合该课程的改革目标，尽量发挥课题设计和实施全过程中学生的主观能动性。因此，指导方法应体现引导性，重点为学生讲解解决问题的思路，尽量避免直接帮助学生解决一些软件和硬件设计过程中的细节问题。在学生遇到问题时，指导教师可以通过分析其他系统中类似的问题，引导学生独立思考，自己提出解决方案，最终解决问题。即使学生仍然无法自己解决，指导教师也应该在分析具体问题的基础上，总结出学生缺乏的知识点或者思维方法上的不足之处，然后针对这些知识点和思维方法进行分析，实际问题仍要求学生自行解决，以锻炼学生的思维能力。
5. 教师和学生共同进行成绩评定
对于整个课题的成绩评定，由指导教师制定出成绩评定的标准并在课程开始时提前公布，并与学生讨论，征得学生的认可和同意。一般一个课题的成绩由各阶段报告、答辩情况、实物系统性能和展示情况、系统复杂度和工作量估算、实验室出勤情况等各个方面分别评估分数，并当场告知学生评估理由，取得所有同学的认可。
如何评定同一个工作组内不同成员的实际贡献是最难以解决的问题。如果对同一工作组内成员的成绩不进行区分，无法体现不同成员的专业水平和在本课程中表现出来的能力，容易打击课题组内对课题的实现和问题的解决做出较大贡献学生的积极性;如果评定结果不合理，同样会带来很大的负面效应。由于指导教师不可能了解所有课题的每个环节的具体情况，由指导教师进行评定显然是不现实的。但是，在同一工作组之内，每个成员对其他成员的各阶段工作和实际贡献却非常了解，所以，让组内成员进行互评是最合适的方法。
我们采取的方法是：在课题答辩结束后，由同一个工作组内的成员相互评价课题实施过程中每个人的实际贡献。为了避免学生虚报自己的贡献，每个人只评价组内其他成员，不评价自己。评定的分数设定为在课题总体分数基础上的偏差值，所以偏差值的总和为零，即某位成员所获得的超出平均分数的分数值来源于其他成员分数的降低。评分通过无记名方式进行，由指导教师统计计算并当场公布结果，然后在课题总体分数基础上进行调整形成最后每个成员的最终成绩。实践证明，这种方法非常有效，同一个工作内不同成员间的分数差异经常超过10分，但是从未出现过对分数不满意的情况。
四、结束语
本文以通信工程专业通信系统综合设计课程为依托，以综合性系统设计这一重要实践教学环节的实施方案改革为目标，对课程的各个环节进行综合分析，形成了立足于培养学生创新思维和工程实践能力的系统综合设计课程实施方案。通过采用全新的授课方式，达到了锻炼全体学生创新思维和工程实践能力的目的，缩小了本科教育和工作岗位需求之间的差距，使学生毕业后可迅速适应工作岗位要求，融入科研团队，并成长为科研骨干力量。我们已在通信工程专业进行了多年实践，学生的创新思维、复杂系统设计能力和工程实践能力得到了明显提升。但实践中也发现一个问题，学生设计的系统越来越有创新性但复杂度越来越高，尽管课下时间早已超过课内课时数倍，但时间仍非常紧张。下一步需要针对此问题研究对应的解决方案，如提前到三年级上学期进行课程任务的布置，让学生提前进行课题的设计和选择、进一步增加综合设计课程的学时和学分等。同时，由于目前各高校都鼓励学生参与学院和学校的一些创新活动、全国性的电子设计大赛、物联网大赛等活动，考虑如何同其他实践性教学环节进行融合和联合实施，也是一个解决问题的思路。这些问题对于整体提升全体学生的创新思维和工程实践能力仍然十分重要，是将来的研究方向。
参考文献：
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[6]陈红，王鹏.电子信息类专业创新型人才培养实践教学体系研究与构建[J].教育教学论坛，2018（41）：112-113.
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[12]郑来波，王德强.通信工程专业创新能力培养方法的思考与实践[J].教育教学论坛，2012（11）：112-113.
关键词：工程认证;教学改革;创新思维;工程实践
中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2021）24-0052-04
Abstract： It is a valuable project to improve innovation thought and engineering practice capacity of communication engineering students， and meet the requirement of Engineering Education Certification. In the literature， many researches focus on curriculum system reform or improving the capacity of minority of students， but practices of improving the capacity of the whole students are seldom. Based on curriculum reformation of integrated design of communication system， we study the method to fulfill the requirement and achieve the goal.
Keywords： engineering education certification; education reformation; innovation thought; engineering practice
工程教育认证标准提出了培养工科专业学生的创新思维和工程实践能力的要求[1]，电子信息类教学质量国家标准也提出了培养学生技术改造与创新、工程设计与分析等解決实际工程问题能力的要求[2]，这两个要求是针对全体学生而非少数优秀学生。近年来，如何通过课程体系、教学管理体系、教学方法的改革切实提升工程专业学生的工程实践能力和创新思维，各高校都进行了探索并取得了一定成效[3-9]，但这些指导性方案需要具体课程教学改革进行支撑，否则难以达到预期目标。在具体教学实践上，鼓励学生参加各种学科竞赛是提升学生系统设计能力的重要途径[10]，通过设置各种卓越计划班也是被普遍认可的方法[11]。但是，在自愿基础上的学科竞赛只有部分学生参加且大多是指定题目限时解决，仍带有应试的影子;各种卓越计划班只针对少数优秀学生，也不能达到覆盖全体学生的目标，并不满足工程认证标准和国家质量标准要求。因此，如何在现有培养体系框架下对实践课程进行改革，使全体学生都经过完整的创新思维和工程实践能力培养，提升复杂系统设计能力，真正消除高校教育和未来工作岗位要求之间的差距，是一个重要的实践课题。
2010年起，我们为通信工程专业学生建立了自由探索平台[12]，以兴趣为引导，为所有学生提供一个轻松的探索实践环境，并实施全新的开放式管理模式，旨在使学生能够在轻松的环境中培养兴趣，达到创新思维培养和工程实践能力提升的目的，取得了很好的效果。我国工程认证全面实施以来，为切实达到专业认证目标，并使此平台惠及所有通信工程学生，我们以通信系统综合设计课程和上述平台为依托，改革教学方法和评价方法，致力于提升所有学生的创新思维和工程实践能力。经多年实践，提升了全体通信工程专业学生解决实际工程问题的能力。本文对近年来的工作进行总结，给出了通信系统综合设计课程教学改革的总体方案，并总结实践过程中面对的关键问题，探讨对应的解决方案，希望对电子信息学科各专业的教学改革有参考作用。
一、通信系统综合设计课程改革总体方案
2014年培养方案修订时，为强化实践环节，进一步提升各专业学生的动手实践能力，我们在全院为每个专业设置了一门系统综合设计课程。该课程设置的目的是希望所有学生通过一个本专业综合性系统设计环节，将前期积累的基础知识和专业知识用于工程实践，以期进一步提升学生在校期间的创新思维和工程实践能力，缩小本科教育和用人单位岗位需求之间的差距。为通信工程专业设置的课程为通信系统综合设计，在三年级下学期开课。为了探索综合性设计课程的有效实施方案，学院并未对综合设计课程规定具体的实施细则，而是由各专业的专业负责人或实践经验丰富的教师独立探索，逐渐优化。和其他高校类似，考虑选题方便性、教师指导的针对性、成绩评定的公平性，大多数专业采用了指定几个标准题目由学生选择的传统做法。这种实施方案易于操作和实施，也便于成绩评定，但多年相对固定的题目对学生的创新性思维能力培养没有多大帮助，前后年级学生之间信息的共享也使得实施过程中锻炼学生创新思维和工程实践能力的初衷无法达成。即使每年有题目的更新，然而多个组同时做一个题目，很难避免相互借鉴、相互抄袭现象的发生，难以达到切实提高每一个同学的创新思维和工程实践能力的目的。
为解决这个难题，我们首先提出并实践了在系统综合设计课程中采用“学生自主发现用户需求、自主进行系统框架设计、自主进行课题关键技术分析和工作量估算、自主进行设计开发、撰写项目技术报告并答辩”的改革方案。通过从生活中发现各种应用场景下新的应用需求并采用本专业技术予以具体实现，激活并锻炼了学生的创新思维，通过完全自主的研发过程，真正提升了学生工程实践能力，特别是复杂系统设计能力。 二、通信系统综合设计课程改革实施过程
在课程改革过程中，我们立足于学生能够从“项目规划实施和产品设计”的角度认识综合性课程设计，按照自主项目选题、需求分析、技术方案设计、项目预算、实施方案设计、项目实施、撰写工作报告、技术报告和项目结算表、答辩、实物展示等环节，完全自主地完成本课程的全部环节。教学过程主要涵盖了创新思维和工程实践能力两個方面的锻炼和培养。首先，学生必须根据日常的生活观察和体验，提出一个有价值和意义的项目，并具备一定的复杂度，涵盖本专业多个知识点;然后，学生必须按照标准的项目实施流程进行项目的规划和实施，最后进行答辩和实物系统展示。在课程各个阶段，学生还需要学会按照标准格式撰写各个阶段的报告，如需求分析报告、技术方案设计报告、实施方案及进度安排、项目预算表、项目工作报告、项目技术报告、项目结算表等。
课程改革的价值，主要体现在鼓励学生自行发现有价值的社会需求并独立设计具有一定复杂度的系统，利用所学专业知识设计产品或系统，然后按照标准的产品或系统开发流程自主完成产品或系统的设计。这对锻炼学生的创新思维和设计并实现复杂系统的能力有重要的意义。
通信系统综合设计课程只有一个学期，要在短时间内对学生进行完整的产品设计研发全过程进行训练，同时要求学生发挥创新思维自主设计一个有价值的、具备一定复杂度的课题，并利用所学专业知识在规定时间内完成，具有很大的挑战性。经分析，我们总结出了课程改革必须解决的几个关键问题：
1. 课题设计与方案实施时间的合理分配
培养学生的创新思维主要体现在课题设计阶段，而工程实践能力的培养主要体现在课题实施阶段。在学习和生活中发现有价值和意义的需求，需要学生初步具备观察分析能力，并创新性地提出有价值的课题。这对忙于基础知识学习的学生而言需要逐步积累经验，不可能一蹴而就，因此课程开始的课题设计阶段显得非常重要。尽管第一堂课就通过举例引导的方式开拓学生的思路，但短时间内要求学生大幅度提升自己的能力是不现实的，因此课题设计阶段应留有足够的时间。但是，课程只有一个学期，设计阶段时间太长则会压缩后续的设计过程。因此，如何合理分配两者的时间，需要结合学生实际水平，通过大量调研和综合数据分析确定。
2. 工作组的人员配置和分工合作
对于一个复杂系统，一两个人是无法完成的，这就要求进行团队合作，成立一个工作组。当然，这对于培养学生的团队合作精神也是非常有帮助的，也是我们追求的目标。由于学生普遍缺少经验，所以在课程开始就需要让学生了解工作组的人员配置和分工合作的方式。选择确定优化的工作组人数、岗位的设置、工作分工、合作交流方式，也是需要认真分析的问题，这对达到课程的培养目标，在规定时间内达到锻炼学生的目的也是十分重要的。
3. 题目的设计和工作量估算
根据以往经验，有些学生能够设计或发现一个有价值的课题，但在开始实施前却对题目的难度和工作量估计得不准确。有些学生对难度估计不足，难以在一个学期内完成，而有些学生设计的题目则太简单，不能达到课程目标。出现这种情况时，一般需要由指导教师一对一分析指导。所以，如何在课题开始时就使得学生能够掌握题目的工作量分析方法也是需要研究的问题。
4. 教师的指导方法
以往的课程设计类题目，一般是指定一个或一组题目，指导教师对相关题目了如指掌，在指导学生时游刃有余，且一般会给予非常具体的指导。对于完全由学生自主设计的复杂系统设计，种类多变，涉及的专业知识面广，对指导教师也提出了非常高的要求。在学生设计过程中，如果指导教师指导得过于仔细，不但大大增加指导教师的工作量，还会在一定程度上使得学生有依赖性，抑制其主动性;若完全依赖学生自行解决遇到的问题，会使得某些工作组在遇到一些难点问题时浪费太多的时间，从而延缓课题的实施进程，引起学生的焦虑和不安。所以，教师的指导方法也需要改革。
5. 成绩的合理评定
由于学生自主设计课题，每个工作组的题目、涉及的专业知识、解决方案都完全不同，这就对成绩评定的公平性提出了非常高的要求，因此，需要研究科学合理的评定方案，使之既符合各工作组研究方案的具体情况，又能在不同工作组的课题中取得平衡，让学生满意。此外，在同一个工作组之内，不同学生对课题成果的贡献度是不一样的，如果所有组内学生都给予相同的分数，无法体现组内成员的专业水平和对该课题的贡献。怎样评价组内成员的工作并相应调整其最终成绩，是成绩评定最难解决的问题。
基于多年的教学实践经验，我们针对上述问题提出了如下解决方案：
1. 准备足够的选题时间，避免仓促开始
相比课题的实施阶段，如何根据真实的需求设计一个具有一定复杂度的系统更为重要，这体现了学生应用专业知识解决具体问题的能力，也真正锻炼了学生的创新思维。对选题的要求是：有一定的意义或价值;有一定的应用场景或需求;与通信工程专业知识相关;系统有一定的复杂度且能够在一个学期内解决。剩余的时间为课题实施时间。选题时指导教师只讲解一般的选题方法和要求，不为学生指定具体的题目，以充分发挥学生的创新能力。相对于具体的实施方案，这个阶段更重要，但是持续时间太长则会影响后续的实施过程。实践证明，经过教师的案例分析和引导，绝大多数工作组可以自行设计出符合要求且具备一定创新性的题目。极少数确实无法在规定时间内确定题目的工作组，一般可由指导教师引导参与到工程性的项目（如国家重点研发计划示范工程类项目、企事业单位委托项目）中，从实际的项目任务中切出部分内容作为题目。
如何分配两个阶段的时间比例，需要在具体实践中进行统计分析并逐步优化。我们在每一届学生完成本课程后通过座谈的形式了解学生对本课程的意见及课题各个阶段的感受，并通过指导教师在课程全过程积累的数据进行分析。在实践中我们发现，选题时间一般不少于4周，学生在讨论和不断分析中，完成了选题也就大概确定了系统设计方案，这对培养学生的创新思维非常重要。对于少数认真查阅资料进行分析，多次优化调整方案导致在4周内无法完成课题设计的工作组，允许在和指导教师进行沟通后进一步延长，而指导教师也重点对这些工作组的选题过程进行指导。 2. 工作组自由组合并固定各自的任务
学生工作组的人员配置和分工协作方式，参考了企业项目研发部门的岗位设置、国外高校实践性环节的人员分工、电子设计大赛小组人员分工，也结合以往各届学生在本课程实施过程中的实际分工形式，并对有效性、方便性等各个指标进行统计分析。通过统计和分析，我们得出符合学生实际情况的最优人员配置为4-5人，要求每个人都全面了解课题的内容但是主要负责特定的一项任务，如总體规划设计、硬件系统设计、软件设计、联合调试与优化等。在课程开始时，指导教师就通过案例分析和往届学生题目设计、组织形式等的示范讲解这些知识教给学生，但仅供其参考，鼓励学生根据自己工作组的具体人员情况自主进行设计。
3. 课题设计阶段通过案例分析介绍工作量估算方法
如何估算系统框架设计、硬件购置、系统硬件设计、软件设计等方面的时间复杂度，只有工程经验丰富的技术人员才能熟练进行，学生往往很难胜任。实践中发现，某些工作组知识面宽广，思维活跃，能够设计出符合实际需求的创新性课题，但是所设计的知识领域非常多，而且需要的硬件系统设计和软件系统设计工作量非常巨大。例如，有工作组对空间通信感兴趣，设计出基于空间通信网络的海洋牧场场景下的物联网应用课题，并计划自行设计空间传输节点，但是对空间网络协议的实现所需要的工作量没有清晰的认识。为此，任课教师选择工程实践丰富的教师担任，在课题设计阶段通过分析十个以上案例总结对课题工作量进行有效估算的方法，在题目的选择过程中逐渐教授给学生。这些案例来自于往届学生的设计，也有部分来自于指导教师的工程类项目。
4. 教师重点指导解决问题的思路
教师的指导方法要符合该课程的改革目标，尽量发挥课题设计和实施全过程中学生的主观能动性。因此，指导方法应体现引导性，重点为学生讲解解决问题的思路，尽量避免直接帮助学生解决一些软件和硬件设计过程中的细节问题。在学生遇到问题时，指导教师可以通过分析其他系统中类似的问题，引导学生独立思考，自己提出解决方案，最终解决问题。即使学生仍然无法自己解决，指导教师也应该在分析具体问题的基础上，总结出学生缺乏的知识点或者思维方法上的不足之处，然后针对这些知识点和思维方法进行分析，实际问题仍要求学生自行解决，以锻炼学生的思维能力。
5. 教师和学生共同进行成绩评定
对于整个课题的成绩评定，由指导教师制定出成绩评定的标准并在课程开始时提前公布，并与学生讨论，征得学生的认可和同意。一般一个课题的成绩由各阶段报告、答辩情况、实物系统性能和展示情况、系统复杂度和工作量估算、实验室出勤情况等各个方面分别评估分数，并当场告知学生评估理由，取得所有同学的认可。
如何评定同一个工作组内不同成员的实际贡献是最难以解决的问题。如果对同一工作组内成员的成绩不进行区分，无法体现不同成员的专业水平和在本课程中表现出来的能力，容易打击课题组内对课题的实现和问题的解决做出较大贡献学生的积极性;如果评定结果不合理，同样会带来很大的负面效应。由于指导教师不可能了解所有课题的每个环节的具体情况，由指导教师进行评定显然是不现实的。但是，在同一工作组之内，每个成员对其他成员的各阶段工作和实际贡献却非常了解，所以，让组内成员进行互评是最合适的方法。
我们采取的方法是：在课题答辩结束后，由同一个工作组内的成员相互评价课题实施过程中每个人的实际贡献。为了避免学生虚报自己的贡献，每个人只评价组内其他成员，不评价自己。评定的分数设定为在课题总体分数基础上的偏差值，所以偏差值的总和为零，即某位成员所获得的超出平均分数的分数值来源于其他成员分数的降低。评分通过无记名方式进行，由指导教师统计计算并当场公布结果，然后在课题总体分数基础上进行调整形成最后每个成员的最终成绩。实践证明，这种方法非常有效，同一个工作内不同成员间的分数差异经常超过10分，但是从未出现过对分数不满意的情况。
四、结束语
本文以通信工程专业通信系统综合设计课程为依托，以综合性系统设计这一重要实践教学环节的实施方案改革为目标，对课程的各个环节进行综合分析，形成了立足于培养学生创新思维和工程实践能力的系统综合设计课程实施方案。通过采用全新的授课方式，达到了锻炼全体学生创新思维和工程实践能力的目的，缩小了本科教育和工作岗位需求之间的差距，使学生毕业后可迅速适应工作岗位要求，融入科研团队，并成长为科研骨干力量。我们已在通信工程专业进行了多年实践，学生的创新思维、复杂系统设计能力和工程实践能力得到了明显提升。但实践中也发现一个问题，学生设计的系统越来越有创新性但复杂度越来越高，尽管课下时间早已超过课内课时数倍，但时间仍非常紧张。下一步需要针对此问题研究对应的解决方案，如提前到三年级上学期进行课程任务的布置，让学生提前进行课题的设计和选择、进一步增加综合设计课程的学时和学分等。同时，由于目前各高校都鼓励学生参与学院和学校的一些创新活动、全国性的电子设计大赛、物联网大赛等活动，考虑如何同其他实践性教学环节进行融合和联合实施，也是一个解决问题的思路。这些问题对于整体提升全体学生的创新思维和工程实践能力仍然十分重要，是将来的研究方向。
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