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由于大部分学校都在进行学生的扩招和学校的扩建,通信专业的人数也会大幅度地增加,学校在扩建过程中会存在资金问题,导致对于实验室仪器设备的资金投入不足,设备更新缓慢,与现代快速发展的通信技术严重脱节,学生在实践过程中学到的知识也是几年前的,已经过时。同时在扩招过程中该专业人数大幅度增加,导致实践教学的场地紧缺,存在多人共用一套实验设备进行实践学习的情况,这就导致实践教学的质量不是很理想。
2.实践教学的老师对于这门课程不够重视
与老师熟知的理论教学相比较,实践教学操作十分麻烦,其中各种各样的环节让人头疼,长期从事理论教学的老师难以适应这样的教学过程,他们就会选择逃避,没有将实践教学真正地开展起来,学生只是进行一些简单的操作,无法学到真正的知识,没有获得实际的动手能力和创新能力。有些学生在老师的影响下也是持比较消极的态度,认为该专业的实践教学可有可无,没有十分重要的存在意义。
3.提供给学生的实习单位较少
有些学校处在偏远地区,当地没有大型的通信企业,城市的经济相对较为落后,只有一些移动、联通、电信的服务型营业厅,没有从事通信工程方面的产品生产的大型公司,所以学生很少有机会进行实习,如果到深圳、广州等通信产业发达的城市进行实习,不仅组织起来比较困难,而且需要大量的资金投入,学生过去之后的管理问题也不是特别的方便。所以老师只是为学生讲解一些实习的经验供学生参考,学生学习效果不明显。
4.集中式的实践教学多是形式主义
在通信工程专业的实践教学中大多采取的是集中式的实践学习,在这个时间段学生要进行毕业论文的撰写,学生在时间上存在较大的问题,他们没有足够的时间写自己的毕业论文,往往就在网络上下载一些资料,选择一些没有创新意义的主题,抄袭问题不可避免。学生专业工程实践的时间和毕业论文的时间冲突,学生为了顺利毕业,把很多时间用在写毕业论文上面,集中实践的效果从而受到影响,这样就导致集中式的专业实践教学形式化,没有达到想要的效果。
二、通信工程专业实践教学环节教学改革的主要方式
1.加强通信工程专业课程体系的建设
通信工程专业的课程设计主要培养学生的能力,科学合理地构造该专业的课程模体系和专业模块,根据不同学生的不同能力、不同爱好,老师为他们选择合适的模块,让教学的基本要素和基本内容与学生能力密切联系。
(1)通信基础课程。学生主要学习的课程有信号与系统、通信原理、通信电子线路等,在对这些理论基础学习的时候注重培养学生的信息分析处理能力,为以后的专业课奠定基础,让学生对通信系统有一定的分析和设计能力。
(2)通信技术课程。学生需要学习的课程有移动通信、光纤通信、计算机通信网、交换技术等等,主要让学生能够围绕着通信技术进行其中的理论学习,掌握现代的通信技术,将其应用到通信行业,促进通信行业的发展,促进新产品的开发。
(3)专业任选课程。学生学习的主要课程有电子测量技术、数字图像处理、光传输和光交换、电信业务开发等等,这些课程主要是根据学生兴趣开设的专业方向课程,相对来说难度大一些,主要是让学生有一个学习的专业方向,学生根据自己的特长和兴趣学习专业课程,学生学习的积极性和主动性也会提高,视野更加开阔,为以后工作打下必要的专业基础。
2.加强通信工程专业实践教学体系的建设
通信工程专业课程基本体系的建设要以实践教学体系为重点,在通信工程专业的实践教学环节中,其设计性、科学性、创新性要全面地体现出来,让每个学生在实践中都能够提升自身的能力,并且要注重学生整体能力的培养,加强实践教学的应用性,让学生在实践中分析问题、解决问题,对于课程设计、毕业设计重点管理和监督,学生在实践中有明确的目标,各自有明确的任务和分工,全面构造通信工程专业实践教学体系,为学生在未来的就业竞争中提供有效保障。
3.加强通信工程专业实验室的建设
在通信工程专业实践中,实验室是学生的主要实践地点,学校应当关注实验室的设备的更新,对实验室进行科学合理的管理,加大资金的投入,为学生创造良好的实验室学习和实践条件,同时实验室也要制定相应的管理制度,损坏实验仪器的学生应当赔偿一定的费用,学生在实验室进行实验之后要打扫卫生,保障实验室的良好环境。实验室应当长期对学生开放,为学生提供良好的实验环境和条件。
4.加强校企协作,在校外投资实习基地
实习是实践教学的重要组成部分,学生总是在实验室中进行实验无法学到真正的工作经验,只有将学生带到通信工程的企业,让他们在其中进行实际的动手操作,他们才会学到实际有用的东西。因此,学校就必须与校外通信企业进行良好的沟通,学校与企业之间联合进行人才的培养,共同制定实习方案,让学生参与到实际的测试、开发、设计中,增加学生的兴趣,毕业后学校为该企业提供专业型人才,保持与该企业的良好联系。如果条件允许,学校可以在校外投入资金建设校企,这样就更加方便学生进行实习。
近几年来,全球通信技术的发展日新月异,尤其是近两三年来,无线通信技术的发展速度与应用领域已经超过了固定通信技术,呈现出如火如茶的发展态势。在无线通信技术发展的大潮中,广东科技职业学院余爱民教授也积极投身于此,以自己全部的热情付出着……
1963年12月,余爱民出生于湖北省松滋市。凭着对通信技术的热爱,经过刻苦努力,他最终毕业于华南理工大学电信学院电路与系统专业,获工学博士学位。赴广东科技职业学院任职后,他开始承担起计算机应用专业的教研任务。他熟悉多媒体网络、计算机网络通信技术,对计算机宽带无线通信技术有着丰富的实际工作经验,负责组建了国内较大规模的WLAN网络――清新公众无线信息网络,其无线覆盖面积达20多平方公里他熟悉通信系统的电磁兼容技术(EMC),具有较深的理论研究水平和丰富的实际工作经验,特别是在通信基站的防雷方面具有较深的研究,取得专利两项,于国内外发表了较高水平的学术论文多篇,在计算机无线通信及通信系统的EMC方面的研究成果达到了国内领先水平。
一门新兴的学科,一位年轻有为的教授,余爱民凭借自己在无线通信领域的实力获得了业内的一致好评。从事科研工作以来,他先后主持承担各级各类科研项目26项,单是省部级以上的项目就多达18项,累计科研经费400余万元,开发了一系列颇有影响力的成果。他主持的“清新县公众信息微波无线网络”覆盖面积达20多平方公里,是我国目前最大的无线局域网之一,2002年获得清新县科技进步奖,2003年该项目通过了广东省科技厅的鉴定,被认定为国内领先技术,基于WLAN网络,他开发了一套办公自动化软件,并于2003年8月通过了广东省软件评测中心的测评:他主持的“微波无线局域网在山区(或海岛)的应用研究”达到国内领先水平,不仅通过了广东省科技厅的科研成果鉴定,还获得了珠海市2005年度科学技术进步三等奖;此后,他主持的“WaveLAN在信息网络中的应用”研究项目,获得了广东省2006年度科学技术进步三等奖。另外,他所主持的“无线局域网基站的防雷研究和应用”,“宽带无线接入基站抗雷电电磁脉冲(LEMP)电源系统的研究”、“基于SOC技术的医学影像宽带无线通讯系统”也先后通过了广东省科技厅的科研成果鉴定,分别被认定为国内先进和国内领先水平。
如此种种,不一而足,只以“第一完成人”纵观余爱民的科研生涯,便可见一斑。多年以来,在国内外学术期刊和学术会议上,他先后发表学术论文30余篇,其中被三大检索(SCI、EI、ISTP)收录5篇。由中国科学技术出版社,华南理工大学出版社联合出版教材2部:取得国家专利11项,其中发明专利4项、实用新型专利5项,外观专利2项。在刚刚过去的2008年里,余爱民再一次收获了荣誉与信任,被评为省级“千百十工程”培养对象。科研上兢兢业业的他在学术交流上也是倾情以待,身兼数职,从广州市科技项目评审专家组专家、广东省教育厅IT专业指导委员会委员、广东省科技项目评审专家组专家,到国家自然科学基金评审专家组专家,再到国际著名学术团体――美国IEEE的高级会员,余爱民一步一个脚印,在无线通信技术领域留下了属于自己的印记。
言必信,行必果,坚持是一种品行,更是一种态度。无线通信,网络无限,在他脚踏实地的坚持中,一个无线畅通的梦想正在实现着。
一、引言
《数字通信技术》是通信技术、移动通信技术专业的一门核心专业基础课。这门课程先修课程有《电路分析基础》,后续课程有《通信终端原理与维修》《移动通信技术》等,学习本门课程可以培养学生对通信电子电路的认识,简单设计、调试与维修能力。
通过近年教学实践,数字通信技术在传统教学中存在以下主要问题。一是存在理论知识过多、学生基础差而难以接受的矛盾;二是教学方法单一,采用传统注入式授课,考虑教学进度多,顾及学生主动性少,导致学生学习积极性不高;三是在学生学习成绩评定中主要以理论考试为主,常忽视了学生实践教学环节表现,不利于学生专业动手能力的提高。基于上述原因,高职数字通信技术课程改革势在必行。笔者以山东轻工职业学院为例,从教学内容、教学模式及考核方式等方面进行数字通信技术课程改革。
二、《数字通信技术》教学内容改革
高职教育的办学理念是培养具有创新精神的职业型、应用型的专门人才,在专业理论基础教学观念上要以“够用”、“适度”为原则,理论教学中避免过多过深的理论探究和数学推导同时增加实践教学环节,通过实验、实训培养学生通信基本操作技能。数字通信技术部分按照信号流程整合内容,分为终端技术(信源编码、信道编码)、基带传输技术、频带传输技术等模块,如下图1所示,将授课内容分为:数字通信认知、信道认知、信源编码、信号传输及通信系统同步等模块,其中在信道认识和信号频带传输两个模块增加了实验内容,该课程课时分配如表1所示。
三.《数字通信技术》教学模式改革
1.理论与实践相结合
让学生边做实验、边看现象、边听课,在做中学这种教学方式更适合高职院校学生特点。例如讲到脉冲调制编码时,讲解模拟信号变成数字信号后,可以通过实验室示波器来观测信号波形的变化,学生就能很快明白“PCM编码的过程实际就是模拟信号变成数字信号的过程”。通过理论与实践的有机结合,使学生对自己通过实验最终得出的结论有更加深刻的理解。
2.加强实验教学改革
减少验证型实验,增加设计型实验,将原有的实验进行优化组合,精简实验内容,以提高实验效率,例如给出具体电路图及实验要求,适当讲解相关知识点后,要求学生做一些简单实验,如讲到数字信号调制时可让学生自己动手完成电路的制作和调试,这样使学生提高动手能力并理解知识点。
3.开放式课堂的营造
教师在教材选取上不能只局限于一本教材,而需要参考最新的通信行业内部论文和相关材料,备课内容要不断更新和补充,使得教学内同在设置上能够紧跟先到通信的发展。同时授课方式也可多样化,对于新技术可以请一些校外专家、技术人员以讲座、论坛的方式进行教授,也可以让学生去实地参观,以便于理解和接受。
四.《数字通信技术》考核方式改革
改变传统单一笔试考核方式,建立多元化的考核体系。本课程考核评价以学生为中心,准确地考查学生在知识、技能、素质方面是否达到目标,全方位、多角度地反映出学生的综合能力及素质。其中,把项目评价和终结性评价相结合,以项目评价为基础,对成果进行自我评价和教师评价,注重学生参与学习与实践的积极性、创新能力、自信心的培养。
在制定考平方式时,必须合理增加实验及其他课堂以外教学成绩比例,以能力为标准,以运用为核心,区别于单一笔试的考评,应采取考核面广、比例适当的考试方式,例如《数字通信技术》课程总成绩(100分)=平时成绩(10分)+项目考核(60分)+终结性考核(30分),其中项目化考核与评分标准如表2所示。
五.结论
在数字通信技术课程改革探讨与实践中,山东轻工职业学院尝试多种手段来提高教学水平和完善教学质量。目前,该课程所选取的教学内容、教学模式和考核方法,能很好地帮助学生理解和掌握数字通信系统的知识点,提高他们的动手实践能力,同时也提高了教师的教学质量。
参考文献:
[1]杨鸿波,柴海莉,魏英.培养创新潜能的《电路分析》课程改革.
1培养目标
大连海洋大学信息工程学院通信工程专业是从学校的学科专业结构特点和学科特色出发,合理配置学校的教学资源,在电子信息工程、通信工程、自动化、计算机科学与技术、船舶与海洋工程和航海技术的学科交叉基础上设立的专业。学校以提升人才培养质量为核心,立足辽宁,面向黄、渤海,辐射全国,为区域经济建设服务,为国家水产和海洋事业服务,致力于培养德、智、体、美全面发展,知识面宽,基础扎实,综合素质高,具有创新精神和实践能力,敬业、专业、乐业、创业的复合性应用型人才的人才培养战略。在人才培养过程中注重培养学生的自主性、研究性学习的能力和分析问题、解决问题的能力,结合地方经济社会发展需要确定本专业的培养目标、任务和要求,加强海洋渔业通信方面的特色教育。在多年办学经验的基础上,经多方调研,结合本校实际,制定并逐步完善了通信工程专业的培养目标:以培养德、智、体、美全面发展,熟练掌握通信技术、通信系统和通信网络的基本理论、基本知识和基本技能与方法,并具备电子和计算机技术等方面知识,具有较强的工程实践能力,能够从事固定通信、移动通信及船舶通信等现代通信系统及设备的研究、设计、开发与应用的,具有海洋、渔业科学背景的人才。
2课程体系的改革和优化
课程体系主要包括课程设置、教学内容及课程结构,是教学思想、教育理念的具体化,也是实现创新能力培养与综合素质提高的保证。课程设置是否科学,教学内容是否合理,直接影响创新能力的培养与综合素质的提高。按照我校建设“蓝色大学”理念,构建了通信工程专业蓝色人才培养方案。培养方案坚持“加强通识教育、拓宽学科基础、凝练专业方向、提升实践能力、培养创新精神”的人才培养原则,优化人才培养过程,构建课内、课外一体化的培养模式,依照“浅蓝、蔚蓝、湛蓝、深蓝”的蓝色课程体系,用蓝色课程元素来承载水的精神与海的文化,延伸至涉海涉水教学内容要素。(1)浅蓝(通识课程)包括公共基础课(思想政治理论课、大学外语、大学计算机基础、高等数学、大学物理、体育等),公共选修课(军事理论、健康与安全教育、选修课),公共集中实践环节(军训)。通识课程虽然不一定与通信专业有直接联系,但它是培养具有远大的理想、高尚的情操、科学的思维、可持续发展的能力和健康的心里的人才,为进一步学习提供方法论的不可缺少的课程。基于学校开展课程建设的“双百工程”,从公共选修课着手,打造了蓝色海洋类、人文与社科类、艺术与体育类、自然科学与技术类共100门校级精品视频公开课。其中蓝色海洋类公共选修课有利于进一步加深学生的海洋知识背景。(2)蔚蓝(学科基础课)包括复变函数、电路理论、信号与系统、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子技术、数字信号处理、微机原理与应用、电磁场与电磁波、单片机原理与接口技术、通信原理等。学科基础课是通信工程专业学生必须具有的基本知识结构,为专业课程提供有效的支撑,使学生具备本专业的基础理论和基本工程应用能力,有独立获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的能力及开拓创新精神,为学生后续学习专业方向课打下坚实的基础。(3)湛蓝(专业课)包括专业必修课(电子线路仿真、电子线路CAD、移动通信、计算机通信、DSP技术与应用)、专业方向课、专业任选课(C++高级语言程序设计、随机信号处理、电视原理与技术、现代通信系统仿真技术、计算机网络安全、嵌入式系统开发技术、数据结构C、扩频通信、通信工程专业英语)。通过对其他高校相同专业的大量调研,反复论证比较,通信工程专业设立两个专业方向:通信工程(程控交换技术、船舶通信、光纤通信)、计算机通信(数字通信、多媒体通信技术、计算机网络技术)。通信专业依托海洋信息技术,在船舶通信、船舶导航、海洋渔业3S技术等方面进行了卓有成效的尝试,同时,紧随时代的发展,对部分课程进行压缩和调整,开设一些学生喜爱的,又能与现实接轨的课程,如扩频通信、嵌入式系统开发技术等选修课。(4)深蓝(专业集中实践环节)包括模拟电子技术课程设计、数字电子技术课程设计、电子线路仿真课程设计、电子线路CAD上机、高频电子技术课程设计、现代通信系统仿真技术上机、通信原理课程设计、单片机原理与接口技术课程设计、通信工程专业教学实习、通信工程专业实习、通信工程专业毕业设计(论文)等。专业集中实践环节对培养通信专业逐步树立工程观念、提高解决工程实际问题的能力和创新能力,有着极为重要的作用。
3强化实践环节,培养提高创新能力
通信工程专业将实践环节作为培养学生创新精神和实践能力的主要途径,制定了科学合理的实践教学方案,构建了多层次、全程化实践教学体系,较好地保证了通信工程专业实践教学的需要。坚持实践教学与理论教学并重、实践教育与创新教育结合,对构成实践教学的各个要素进行整体设计,所有的实践环节围绕培养学生实践动手能力和创新能力而展开,把实践环节分成实验教学、课程设计、实习、毕业论文(设计)、科技创新五个模块,模块之间衔接紧密、层层推进,为学生从入门到提高再到创新夯实基础。
3.1实验教学
实验教学模块主要依托辽宁省海洋信息技术重点实验室、辽宁省实验教学示范中心,以提高实验动手能力为主线,以掌握基本实验技能和方法、融会贯通科学知识、促进创新思维为主要教学目标。加强基础课、主干课实验;实验内容优化配合,避免重复或脱节;增加设计性、综合性实验的比重,形成基本实验、选做实验、设计性和综合性实验组成的立体化实验结构;对含有实验的课程,加大实验教学在整个课程考核中的比例;鼓励学生自主设计实验。在2013版培养方案和教学大纲中都有体现。针对不同课程的特点,有选择地在教学过程中引入仿真实验环节,以缓解实验设备和空间的紧张情况,有效扩展实验空间和时间,节省资金。
3.2课程设计
课程设计着眼点是把理论学习与工程实践相结合,让学生初步掌握设计的程序和方法。一般以单门课或课程群为主选择题目,它是毕业设计的初级阶段。课程设计教学中压缩验证性课题,增加能够体现设计型、综合型和创造性的课题。在课程设计教学设计过程中,鼓励学生自主选题,自行讨论方案,自己组织实施,给予学生自我发挥的余地,充分激发学生的创造性思维,为学生个性的发挥和创造能力的锻炼创造条件。
3.3实习
以校内外实习基地为平台,以使学生学会理论联系实际、建立工程意识和锻炼实际操作技能为主要教学目的,并且通过接触社会,增强学生的劳动观念和社会责任感。目前,通信工程专业校外实习基地2个(人民4810厂,北京尚观科技有限公司大连分公司),合作的企事业单位有18个(渤海船舶重工有限责任公司等),同时学校也正在积极运作与通信公司合作。到企业参观实习和请企业技术专家来校讲座,通过参观和专家公开课的形式,使学生对企业文化、船舶通信及导航设备的发展现状与趋势和本行业领域的前沿技术等有所了解,有利于学生学习目标的确定和职业素质的提高。
3.4毕业论文
(设计)以学院各类实验室、校内外实习基地为平台,学生通过完成毕业论文(设计),在综合运用专业知识能力、外语和计算机应用能力、信息资料检索和收集能力、论文撰写能力和解决实际问题等能力上有较大提高。为切实保障毕业论文(设计)的质量,从以下几方面进行加强:①精心设计备选题目,组织开题报告。学生选题后,在指导教师指导下,查阅文献和撰写文献综述,并精心组织好开题报告,以保证毕业论文的先进性、可行性;②加强毕业论文的中期检查,以保证毕业论文在有限的时间内按质按量完成;③建立毕业论文答辩规范和质量标准,在毕业论文答辩期间开展“毕业论文检查周”活动,有效提升了毕业论文的质量。④学校出台了《大连海洋大学本科生学位论文学术规范检测暂行办法》,针对毕业的本科生的学位论文进行了学术不端行为的检测,有效地杜绝了学术不端行为。
3.5科技创新
以各类兴趣小组和科技社团、大学生科技创新基地、科研实验室为平台,学生通过参加大学生创新创业训练计划项目、科学研究等活动,使创新意识和能力得到进一步培养和提高。低年级的学生专业基础还比较薄弱,鼓励他们参加兴趣小组或者科技社团,以增加学生对创新的认识,提高学生对创新的兴趣;高年级的学生参加各种校内外的竞赛,使学生在竞赛过程中自主学习、自我探索、自我发现。目前,通信工程专业学生在教师有针对性的训练下,参加了“飞思卡尔杯”全国大学生智能汽车竞赛、“大唐杯”全国大学生移动通信技术大赛、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛、全国大学生电子设计大赛等,并取得了优异的成绩。
4结语
大连海洋大学通信工程专业作为涉海高校的“非特色”专业,在复合性应用型培养目标的前提下充分利用和挖掘自己的优势资源,发挥地方特色、行业特色;在加强学生思想道德教育和身心素质培养的同时,主动适应国家和辽宁省沿海经济带发展的新需求,抓住实践能力和创新精神培养的核心,对通信专业的人才培养模式进行调整,使之更好地符合学校的定位与专业培养目标的要求,从而更好地适应社会需要,符合高等教育的发展趋势,并在实践中不断探索与发展。
主要参考文献
[1]李松松,郭显久,等.电子信息工程专业人才培养模式的探索与实践[J].中国电力教育.2011(22):51-52.
[2]刘冬,石焕玉,等.通信工程本科专业应用型人才培养模式研究[J].吉林省教育学院学报,2013,5(29):72-73.
[3]江海,田春艳.机械类应用型本科人才培养模式的探索与实践[J].装备制造技术,2010(3):159-160.
一、通信工程专业的现状和建设中面临的主要问题
石家庄学院(以下简称“我校”)通信工程本科专业始建于2006年,自2006年通信工程专业开始招生以来,招生势头良好,录取人数逐年递增,目前通信工程专业共有在校生287人。2009年,我系通信工程专业被确立为石家庄学院重点建设专业之一,赢得了学校对通信工程专业的大力支持。
作为地方性本科院校,我校在“十一五”期间明确提出了“服务地方经济建设,培养应用型人才”的办学指导思想和办学定位。围绕学校的办学指导思想和办学定位,把“服务地方经济建设,培养应用型人才”作为我系的办学指导思想,把“培养基础扎实、实践能力强的应用型人才”作为通信工程专业的人才培养目标。
在办学过程中,我系始终坚持“以学生为本”的理念,以学科建设为龙头,加强专业建设和课程建设;在重视基础理论和理论应用教学的同时,强化实践教学,着力培养学生的实践能力和创新意识;紧紧围绕“应用型人才”的培养目标做文章,根据现代通信技术发展规律和本科教育层次的特点,结合我系实际,考虑地方经济建设对人才的需求情况,开展教学改革,加强教学研究,把通信工程专业的人才培养目标定位于:以现代通信技术为主线,融电子技术应用、计算机科学于一体,坚持宽基础、重实践的工程教育,面向地方,培养德智体美全面发展、理论基础扎实、工程素质高、动手能力强、具有创新精神的通信工程应用型的高级技术人才。
随着社会信息化的发展,社会对通信类各层次人才的需求越来越大。通信工程专业作为我校的新建本科专业之一,在建设过程中还面临着许多现实的问题需要解决。首先,专业学科定位和专业建设特色的问题,如果专业学科定位不准确,专业发展没有特色,培养的人才得不到社会的认可等,专业本身难以得到很好的发展;其次,师资队伍的建设问题,培养具有较高层次的专业知识、有较强的专业实践技能、具有科研创新能力的专业教师是通信工程专业今后更好发展的基础和保障;再次,专业培养模式和课程体系建设的问题,课程设置是否合理,能否体现专业发展的现状和发展趋势,专业培养模式是否契合社会对通信人才的需求,这是专业建设的核心问题;最后,科研能力和科学创新能力的提升,科研是专业发展的动力,没有高水平的科研就没有高质量的教学。
二、通信工程专业的专业定位和办学特色
作为地方性本科院校的新建专业的专业建设,最重要的是要有明确的办学指导思想、办学定位和人才培养目标。在专业建设上,相对于已开办通信工程专业并有多年办学经验的综合性高等院校来说,地方性高校新建专业要得到社会的认可,关键是要培育自己的办学特色和人才培养特色。[4]
因为新建专业受师资、教学条件的限制,专业发展方向上不可能面面俱到,因此就要结合我系实际和地方经济发展对人才的需求和专业特点,制定有特色的人才培养方案,并在做好基础理论教学的基础上,在合适的专业方向上进行重点建设,办出自己的特色。
石家庄学院作为石家庄市市属的唯一本科院校,在2006年通信工程专业开办之初,即对石家庄市及周边各地的通信类企业进行了调研。目前,石家庄市及周边地区还没有大型的通信产品制造研发企业,但是有大量的中小通信类企业对该类专业人才需求旺盛,这些企业的特点是以面向工程实践进行系统开发设计集成为主。为适应这样的人才需求特点,我系通信工程专业人才培养的目标定位为:培养有扎实的理论基础、面向应用、有较强的工程实践和工程设计能力,有一定自主创新精神的复合型人才。在专业发展的方向上,把“移动通信”作为专业建设方向的突破点。这主要是基于以下两点考虑:一是移动通信是通信工程专业所有基础课程理论知识的应用,一门移动通信课程要涉及到通信原理、电磁场与波、编码、程控交换及高等数学、概率论与随机过程等多门课程,通过移动通信课程的建设可以带动整个专业教学的发展;二是当前通信技术发展的一个方向就是所谓“个人通信”,即任何人(whoever)在任何时间(whenever)、任何地点(wherever)可以和其他任何人(whomever)进行任何形式(whatever)的通信,完成信息的宽带传输,要实现这样一个目标,移动通信是最关键的技术;同时移动通信系统的大部分功能模块和其他通信系统是互通或相近的,学好、学精“移动通信课程”,就可以做到对其他通信系统触类旁通。
总之,地方性本科院校通信工程专业建设的专业指导思想和专业定位、专业培养目标,既要符合地方经济发展的需要,又要有自己突出的特色和专业方向。
三、通信工程专业建设的构想
1.师资队伍建设和科研水平的提升
师资队伍的建设是专业建设的重要组成部分,是专业教育发展的基石。学术梯队的建设、专业特色的培育都与师资队伍建设密不可分。学术梯队建设是通过科研、课题的拉动提高教师专业理论水平,提高教师的理论教学水平。同时,地方性本科院校的特点决定了通信工程专业的培养目标是培养面向工程应用和工程设计的应用型人才,这就要求通信工程专业的教师除应具有深厚的理论知识之外,还要有通信工程设计开发集成等方面的工程实践经验。所以地方性本科院校师资的培养和引进应以“双师型”教师为目标。通过“引进来、走出去”的途径加强师资队伍建设。
“引进来”的途径有以下几点:一是聘请通信专业居于一流水平的高等院校的学术带头人为我系通信工程专业的外聘教授或客座教授,指导和带动通信工程专业的教学和科研工作;二是聘请有丰富现场经验的工程师、高级工程师等专家到校任教;三是由于通信专业发展极其迅速,新理论、新器件更新很快,可以聘请高水平院校的博导、研究所的科研人员及通信行业的业内人士来我系做各种类型的形式多样丰富多彩的报告和讲座。
“走出去”的方式有以下几点:一是派遣骨干教师到“211”等高水平院校访问学习或课程进修,通过回校交流带动整个专业教学和科研水平的提高;二是派遣有深厚理论知识的教师到工程现场顶岗锻炼,使其掌握理论知识的实践应用;三是选派年轻有为的教师攻读博士学位。
学科科研的强化是对专业建设的提升,是融合教学、科研、师资队伍建设等诸多因素的系统工程。在学科建设中教师科研能力和科研水平的提高可以更好地促进教学质量的提升,达到以科研促教学的目的,同时将有能力的同学扩充进教师的课题组,既可以提高学生的科研意识和科研能力,又可以在学生中营造良好的科研氛围,相应地促进学生对专业课程的学习。
学科建设最重要的一个方面是学术研究梯队的建设,考虑到新建专业师资力量不足的现状,科研梯队的建设也要根据专业发展的需要挑选出一个或两个专业方向进行重点建设,专业方向的选取最好结合特色专业方向的建设。例如石家庄学院通信工程专业把“移动通信”作为特色专业方向,那么,科研梯队的建设也应把“移动通信”作为建设方向,对学科带头人的引进和培养,研究课题的申请、资助都应围绕这一专业方向进行,以争取在这一研究领域取得一些突破。
2.专业人才培养模式改革和课程体系的建设
根据专业建设的定位和所确立的人才培养目标来规划人才的培养模式,构建合理的课程体系和实验实践教学体系。地方性本科院校新建专业受各方面条件,如师资、科研条件和科研环境等的限制,一般不会以培养研究型人才为主,应把培养工程应用型人才作为培养目标,同时向高等院校和科研院所输送部分高水平研究人才。那么人才培养过程中就要坚持知识培养和能力培养并重的培养模式,以“重基础、强能力、有特色”为原则来合理设计课程体系和实验实践教学体系,并在课程体系、实验教学体系中体现专业特色。[5]
在课程体系的构建上,按照知识传授循序渐进的规律,将通信专业的所有课程以其在通信知识体系中的地位分为学科基础课程、专业基础课程、专业课程和专业提高拓展课程四个课程模块。学科基础课程是通信专业的数理基础,在课程设置中要突出数学、物理、电子技术基础等相关基础课程的教学地位,要加强基础课程中大学数学(高等数学、线性代数、概率论)、大学物理和大学英语等数理基础课程的教学时数。在这一阶段增加“现代通信技术概论”课程,全面和系统地概述了现代通信和网络的基本原理、系统构成及主要技术问题,体现了通信发展的新技术及新方向。使学生对通信技术形成了一个初步的了解,对各类通信系统的组成以及大学四年所学的各门专业课程在其中的实际应用有一个整体的认识。从而激发其学习这些课程的积极性,解决当前某些院校通信专业本科生“知抽象原理,不知其实际具体应用”,看不到现代通信全貌的问题。
专业基础课程模块包括电路分析、模拟电子技术、数字电子技术等通信电子技术基础课程,这一阶段在加强基础理论教学的基础上,增加电子工艺实训实践课程,使学生掌握基础电子操作技能。专业课程模块包括信号与系统、电磁场与波、通信原理、编码原理、程控交换原理、计算机网络、移动通信等专业核心课程,这些课程是专业培养计划的主体,在教学大纲中,要突出核心主干课程的知识单元,以专业理论知识的应用为教学的重点。课程学时的分配上,在保证本专业知识结构的课堂教学学时的同时,加大实验时数并增加相关课程的课程设计等实践环节,通过课程设计逐步培养学生的系统设计能力。提高拓展课程模块,包括通信领域的新技术、新知识类以及应用类选修课程,这类课程也是体现专业办学特色的核心课程,在通信技术发展的不同方向上,地方高校可以根据自身的教学科研条件和地方需求来构建有自己特色的专业深化课程组合,通过课堂教学和贴近实际的工程实训,提高学生在这一方向的工程设计能力,使该专业方向成为我系通信专业的品牌方向。
3.实践教学建设
在实验教学体系的建设上,依据通信是全程全网的特点,[6]按照信号的采集、处理、交换、传输直到通信网的实现这样一个过程,明确各门专业课程在通信网中所处的位置,从通信网各个环节互相联系的角度来设置每门专业课程的实验项目,使学生能够最终在完成全部专业课程的学习和实验后,不仅对通信网的某一个环节(对应于一门课程)有一个理论和实际的认识,而且对整个通信网络也应有一个全面系统的认识,能够从整体上把握通信网络的组织结构和运行方式。
主管单位:武汉邮电科学研究院
主办单位:武汉邮电科学研究院
出版周期:双月刊
出版地址:湖北省武汉市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1005-8788
国内刊号:42-1266/TN
邮发代号:
发行范围:
创刊时间:1975
期刊收录:
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
期刊荣誉:
Caj-cd规范获奖期刊
1.1课时不足,理论性知识不能较好地结合实际工程,且实验设备更新较慢,实验教学效果有待提高
由于光纤通信技术是一门多学科交叉渗透的课程,涉及的内容相当广泛。就我校的情况来说,本门课程总学时48个学时,实验10个学时,由于教学学时的限制,不可能面面俱到地把所有光纤通信的内容都讲到,因此教师选择教学内容的随意性较大,容易导致教学内容的片面性和不连续性,对于学生来说,也感觉课程的知识点过多,没有连续性,不好掌握。而且本门课程涉及的物理知识较多,对一些基础薄弱的学生来说,很难掌握,因此就会出现学习困难。学生对知识的掌握仅限于一些基本知识点,不清楚理论的实际工程意义,导致学生学完以后不知学了什么,不知学了有什么用的情况。在实验内容方面,也存在着实验硬件更新升级落后、实验的设备陈旧、实验项目单一、实验内容老化等问题,教学内容已经严重落后于光纤通信技术的发展现状。另外,采用实验箱型的实验方式在方便操作的同时却无法让学生深入了解光纤通信系统全貌。实践教学很难达到培养学生动手能力的目的,导致学生普遍对实验教学认识不足,严重影响了实验教学质量和效果。
1.2课程内容选取理论性较强,工学结合教学体系尚未真正构建
传统的教学方法是按照所选教材的顺序按章讲解,由于课程本身特点,公式多,表格多,图形多,有些还需要教师在课堂上进行公式的推导,导致了学生感觉学习难度大,不易听懂,课程气氛沉闷,认为对实践指导没有意义。课堂讲授理论性强,但不知道这些理论应该如何应用,工学结合课程教学体系尚未真正的构建。
1.3侧重理论知识考核,过程与能力考核尚未得到足够的重视
我校传统的考核办法是期末考试成绩占70%,平时成绩占30%。期末考试时,学生把大量的精力花费在记忆知识点,背公式上,而且不能反映学生的实际应用水平,由于期末考试所占比重最大,不能改变一考定终身的问题。虽然有平时成绩,但不能全面反映学生的实际掌握知识的能力及水平。由于平时成绩所占比重小,因此对平时成绩里所含的实验成绩不重视,大部分学生对待实验不重视,实验报告也有抄袭现象。所以这种考核办法不能反映学生的真实水平,也需要进一步改进。因此,本文针对教学中出现的以上问题进行了深入的研究。
2教学内容改革
结合本校的人才培养定位,为了培养应用型人才,在教学内容方面,既重视课程的理论性,更要强调课程的实用性。
2.1结合工程实际,重组课程内容
光纤课程的理论知识点较多,在理论课讲授时,由于学时的限制,不可能面面俱到,都讲深入也是不切实际的。因此在课程教学过程中要抓住重点、突破难点,做到详略得当、主次分明。对于学生反映掌握比较困难的理论,可以适当地在课前进行一些知识的补充,也可以在上次课结束时,留一些预习任务。比如在讲光源这一部分内容时,可以让学生提前预习物理中光学这部分内容以及模拟电路里的相关内容,在课堂上再辅以补充,使学生接受新知识时就容易得多。还有在讲解光纤导光原理这部分内容时,由于模式理论方法其中存在非常难懂的电磁理论知识,因此结合人才培养目标,果断删除这种分析方法,改用相对简单的射线分析方法。
2.2及时将光纤通信新知识、新技术补充到教学内容中
由于光纤通信技术发展速度极快,现有的光纤通信教材中提到的新技术,比如光放大技术、光波分复用技术、光孤子通信和相干光通信等在实际中已经应用的比较成熟。而新出现的新技术并没有提及,因此适当增加新技术、新理论的课时,使学生更多的最新技术发展的动态。
2.3重视实际工程案例、实际工程操作的讲解
比如光缆敷设、光纤熔接、光纤通信系统设计等教学内容都安排了适当的课时,通过实验或视频的形式给学生展示出来。既与实际联系紧密,又增加学生的兴趣,为将来的工作打下一个良好的基础。
3教学方法的改革
现在的教学方法主要有这么几种,课堂的板书讲授法、多媒体授课、实验演示法等。板书讲授法是传统的教学方法,优点是思路清晰、框架清楚、重点突出,学生容易笔记,思路清楚,精神集中;缺点是形式单一、信息量小、不生动直观。多媒体教学可弥补板书里存在的问题,多媒体教学方法信息量大,能动态的显示一些复杂不易理解的内容,一些动态软件的引入,更是可以使抽象的知识和理论形象生动化,学生学起来更容易懂,更加感兴趣。但由于信息量太大,讲授速度偏快,如果只使用多媒体教学学生很容易疲劳。实验演示方法最直观,最容易接受,也能激发学生的学习热情。但由于实验条件的限制,不能全程采用。这几种教学方法各有优缺点,我们不能只是单一地采用某一种教学方法,而是应该把它们结合起来。针对不同的教学内容采用不同的教学形式,目的能达到使学生对学习充满兴趣,学习更加轻松,容易接受,更能很好地掌握所学知识并运用到实际工作中。目前《光纤通信技术》课程内容主要有这么几部分:光纤传输原理及特性、光纤器件、光纤通信系统、光纤通信网络及新技术。这几部分内容各有特点,因此在教学时应该根据不同教学的内容采用不同的教学方法。(1)光纤传输原理及特性这部分内容理论性很强,涉及到很多物理知识、数学知识,内容抽象,还存在很多公式推导,学生学起来很困难,不感兴趣。在讲授这部分内容时以板书形式为主,清晰明了,辅以多媒体课件,把书中一些图片由静止变动态,把枯燥的知识变得生动形象。(2)光纤器件这部分内容比较直观,更接近于实际应用,因此教学方法不采用板书讲授。这部分内容以多媒体讲授为主,辅以实物展示。把不同的光纤器件带进课堂,给同学们展示,学生非常感兴趣。在多媒体课件上向学生展示它们的应用情况,效果很好。由于实践条件的限制,这部分内容的操作要靠校外实训基地提供的帮助,把合作单位的器件拿到课堂,并请工程师来讲解,收到很好地效果。(3)光纤通信系统这部分内容主要是设计思想和实际应用,采用的办法是采用仿真软件和实验箱操作结合的方式,这部分内容可以安排在实验室。采用仿真软件,可以使学生对整个系统的应用有更深刻的认识,可以提高学生的综合应用能力。通过实验,可以增强学生的动手操作能力,加深印象。(4)光纤通信网络及新技术这部分内容也是有一定难度的,在讲授这部分内容时,一是理论性强,不好理解,讲授方法采用多媒体为主,辅以形象举例法。比如SDH的同步复用和映射方法这一节,内容非常抽象,不好理解,在讲授时通过多媒体的动态演示使学生思路清晰,并且通过举大家日常非常熟悉的货车拉货的例子,引导学生理解,由浅入深。二是这部分内容更新非常快,我们采取的方法是:老师对目前的新技术、新成果进行大量的材料收集,以多媒体的形式向学生展示;另外为了激励学生的学习热情,让学生通过网络自己收集这部分内容的材料,课上和同学们一起分享并说出自己的见解。通过这种形式,既可以让学生独立思考,增加独立解决问题的能力,又能形成很好的教学互动。
4考核方式的改革
针对传统考核办法存在的不足,我们采取了这样的尝试办法。成绩的组成由这几部分构成:平时成绩20%(包括平时出勤情况、课堂参与情况)、实验成绩30%(实验报告+实验论文)、小论文10%、期末考试成绩40%。在这几部分中降低期末考试的比重,提高实验成绩的比重。其中实验成绩这部分内容,学生不能只交一个实验报告了事,还要有仿真作业成绩,并且通过实验论文让学生写出对实验结果的分析及现象总结,实验过程中出现了什么问题,是如何解决的,有没有改进的办法。我们设置的小论文是开放性的题目,比如可以写对整个光纤通信技术某项新技术的认识、发展动态,也可以设计一个小型实际项目的光纤通信系统。通过这些措施,希望能全面的反映学生的综合水平,激发学生的学习热情。
中图分类号:G642.4 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2015)09-0002-02
进入21世纪后,随着信息需求的急剧增加,光纤通信技术凭借其巨大的潜在带宽容量,成为支撑通信业务量增长的最重要的通信技术之一。目前光纤已成为信息宽带传输的主要媒质。光纤通信系统也必将成为国家信息基础设施的支柱。在我们这样一所具有通信系统行业背景的高校,光纤通信类课程无论是对自己在未来工作岗位上的实践或是今后的进一步深造都具有重要的意义。
一、课程建设的目的
光传输技术是主要研究以光作为信息载体的信号在光波导(如光纤)中传输原理、传输特性、光发送机和光接收机的工作原理和基本特征及其在局域网中基本应用的一门课程。它的许多理论广泛应用于与光通信有关的各个领域,是光通信技术的基础。
《光传输技术》课程是光纤通信类课程群中的重要专业基础课,通过对《光传输技术》课程的学习应使学生对光纤传输和光纤通信系统的基本概念、基本技术和基本器件有比较全面、系统的认识,培养学生分析和解决工程技术问题的能力,为进一步学习相关专业课打下基础。光传输技术是每个从事光电信息产业的工程技术人员的必备知识,对光电信息科学与工程专业的学生进一步学习后续课程起着很重要的铺垫作用。通过本课程的教学和实践,应使学生分别从了解、理解和掌握三个层次把握光传输技术中的有关研究方法、基本理论、概念和应用,并能充分运用所学知识进行一些简单的光传输系统设计。
二、教学内容的改革
《光传输技术》课程主要介绍以光作为信息载体的信号在光波导(如光纤)中传输原理、传输特性、光发送机和光接收机的工作原理和基本特征及其在局域网中基本应用的一门课程。它的许多理论广泛应用于与光通信有关的各个领域,是光通信技术的基础。通过本课程的学校让学生了解光纤通信系统的构成,掌握光信号发射、光信号接收、光信号在光纤中传输原理与设计;掌握时分复用、波分复用光纤传输系统的原理与设计;了解光纤局域网、相干光通信系统和全光光纤通信网的结构等理论知识,为学生进一步学习专业课程和今后从事与信息通信领域的工作和研究奠定良好的理论和思想方法基础。
在教材方面,我们选择了袁国良、李元元编写的《光纤通信简明教程》(清华大学出版社)作为教材。这本教材的内容章节安排合理,知识点覆盖面广,理论体系较为完整,同时这本教材是在大学的普通物理学的基础上编写的,从光纤通信的物理学基础出发,着重阐明光通信系统的物理概念并对光纤通信系统各部分的基本理论都有较好的介绍,尽量避免过多的理论计算,以掌握光纤通信系统的基本原理和特点为主要目的。因此这本教材的内容对学生来讲不难理解,所讲授的内容比较容易掌握。
三、教学手段的改革
为适应新时期“培养创新型人才”的需求,结合我校培养应用型人才的特点,以及我院光电信息科学与工程专业特点,充分吸收多种教学模式的优点,认真探索和实践有效的课堂教学模式。在近几年的教学中,围绕课堂教学质量的提高,也为了改变传统的“教师一言堂”的死板局面,提出了“教师指导下的学生自主式教学模式”。对于少部分不是非常重要的章节,先由教师提出一些带有线索性的思考题,再由学生带着问题去自学,然后主动上讲台就某个思考题发表演讲,痛快地过把“教师瘾”,以充分调动学生的学习热情,锻炼学生的能力和胆量,培养学生的上进心和自信心。学生讲解不足之处再由教师做纠正和补充。这样,可以有效地帮助学生快速地抓着问题的本质和核心,理清知识条理和脉络,找到自学的窍门。
教学过程中引入计算机的多媒体功能。比如为了增强光在光纤传输过程中教学中关于光场模式分布的直观性,采用快速傅立叶变换法求解傍轴近似波动方程,计算模拟光场模式分布,可以直观地给出三维稳态分布图,融合计算机的灵活性、新颖性和光学现象的直观性及趣味性。通过演示实验,让同学们观察到各种光学现象,展现了“百闻不如一见”的效果,使学生进一步加深了对课程内容的理解,激发学生的求知欲和好奇心,刺激同学们的思考。
同时,我们建立了课程学习网站,将《光传输技术》课程的教学大纲、授课教案、习题和实验指导、参考目录等内容放到课程学习网站上并做到及时更新,建立完善基于网络资源的远程学习环境,逐步完善支持服务规范,为学生的个性化学习提供高质量的支持服务。学生可以在任意地点下载教师的教案进行学习,并且就学习中遇到的问题通过讨论版提出,寻求老师或者同学们的帮助。
以就业为导向的职业教育,应该跟其他研究性高校不同,要以职业、行业或岗位群的需求为导向培养人才。社会、经济、科学和技术发展的日新月异,对职业和职业劳动的需求标准必然产生动态影响。随着劳动准人制度的实行,职业资格证书作为职业准人的凭证在越来越多的职业实行。以职业能力、行业和岗位需求为人才培养目标,将职业资格证书引人日常教学,将职业资格证书的考试内容渗透到课程教学中,充实、完善原来的教学体系,实行“双证”融通培养模式,将是新时期职业教育的新探索方式。
近年来电信业务的快速持续发展,既需求创新型技术人才,同时对于技能型复合人才的需求也在急速上升。如何使得通信专业高职高专的人才培养,复合职业要求的需要,是通信类职业学校关注的焦点,也是本文探讨的主题。
一、通信职业(工种)新标准解读
2004年信息产业部组织通信专业技术人员,根据新的职业特点,结合通信技术发展,并借鉴国外“模块法”职业标准模式,对原通信行业中电信部分职业标准、考核大纲进行修订。在2005年经国家批准,将原来通信行业中电信部分34个职业(工种)修订合并为12个职业(工种),即电信机务员、线务员、电信营业员、移动通信营业员、通信网络管理员、通信电力机务员、市话测量员、电信业务营销员、用户通信终端(固定电话机)维修员、用户通信终端(移动电话机)维修员、用户通信终端销售员。
新的职业标准及考核大纲提倡职工一职(专)多能,有利于促进职工学习钻研业务,有利于企业培养复合型技能人才。将此职业标准要求融人到通信类高职高专的人才培养的教学体系,特别是实践教学体系中,使得高职高专类毕业生即可胜任相应的职业岗位技能,既满足的电信企业对技能型人才的急切需求,同时也促进职业教育的持续发展。我们以电信机务员为例,对该标准进行分析。
电信机务员的职业定义为:从事通信设备的维护、值机、调测、检修、障碍处理及工程施工的人员。本职业共设四个等级(四级、三级、二级、一级)。采用模块化考核,分四个技能操作模块,即交换技能模块、光纤通信技能模块、数据通信技能模块、无线通信技能模块。其中交换技能模块的技能要求有:1.能够完成日常负责的维护工作,并按规定完成周期测试和定期检测;2.能够使用日常维护指令,能独立处理所维护设备及电路的一般障碍;3,能够掌握微机的一般操作;4.能够掌握所维护设备的基本性能;5.能够正确填写各种记录;6.能够了解现有局间信令方式;7,掌握交换设备工作原理;8.掌握测试仪表、工具和消防设备的基本使用方法。根据此技能要求,需要的实践教学包括:1.程控交换工作原理掌握;2.程控设备的日常维护操作练习;3.程控设备的性能维护和故障处理;4.通信电子仪器仪表的使用;5.办公软件的应用等等。
二、现行实践教学技能培训与新标准技能要求的差距分析
现行的通信技术类专业的专业主干课程本身已经涵盖了交换技术、传输技术、无线通信技术、电子电工基础、单片机控制理论、光电缆知识,另外的专业选修也包含了电信业务、营销等理论知识。可以说,电信部分的12个工种基本上都已经涉及,但每一部分都是浅触即止,过于强调理论性,对实践教学,特别是与刚才技能要求差距甚远。
以电信机务员的交换模块为例,专业支撑课程为《程控交换技术与设备》,专业基础课程含《电路基础》、《电子技术基础》等,相关的实践部分有课内试验及课程实训。在实践教学中,围绕课程教学大纲展开,一般侧重对理论的理解和验证性实践,学术味浓重。如《程控交换技术与设备》的课程试验主要集中在对程控新业务的验证试验,对用户数据和局数据的的操作模拟,课程实训则再将试验部分进行一次整合操作。所有的实践教学实现了掌握交换设备工作原理,能够使用日常维护指令检查和修改常用数据。但是对于其余的程控岗位技能要求,如对局间信令的了解,日常维护操作流程,设备的性能维护和故障处理等都没有涉及。学生毕业后如果到达相关工作岗位,很大程度上仍不能马上胜任岗位技能工作。
据此,就要求对通话行业各工种基本职业要求、相关专业理论知识和技能要求的内涵进行分解,以岗位能力职业要求为核心,重组实践教学内容。使教学内容与通信行业职业标准的技能要求相衔接,将其所需的理论知识融人理论教学课程,技能要求融人实践教学课程或相应的实践教学环节。
三、构建新的教学实践体系
实践是创新的基础,所以应该彻底改变传统教育模式下实践教学处于从属地位的状况。在“适度、够用”的原则基础上,全面压缩专业理论教学课时,将实践教学课时的比例加大到50%及以上。
新的高等职业实践教学体系框架如图1所示。
实验、实习和实训,是基于专业知识、职业岗位能力和职业素质结构要求而设置的不同的实践教学环节,是三个不同类型的实践教学形式(见表一),同时也是相互关联和相通的,各自在实践教学中完成不同的任务。
仍以电信机务员的交换模块为例。专业课程的实践教学环节紧密围绕交换技能模块中的技能要求展开:
1.交换设备工作原理,程控设备的程控日常维护指令的使用操作练习,纳人交换课程的课内教学试验,通过理论教学和课内实践全面了解程控设备的基本性能。作为课堂理论教学的辅助,通过实验,使学生对课程理论和知识点加深理解。技能操作是针对职业技能要求,进行的验证性实验。可以根据机务类交换模块的技能要求,开展交换设备的测试和维护实验,根据程控交换日常维护要求,进行局数据和用户数据的建立和修改实验等等。
2.模拟处理实际工作中程控设备及电路的一般障碍,了解程控交换局间信令方式,这部分内容可纳人独立的课程实训教学。实训教学是对学生包括单项能力和综合技术应用能力进行的训练,也包括职业岗位实践训练,是应用性实践教学。
单项能力包括如增加一条语音中继线,通过局间信令设置,使得物理线路与逻辑信令对应起来。或者通过模拟一般故障的排查、分析和处理。综合性技术主要是对学生整体知识灵活运用的训练。
3.综合性运用。在学生毕业前到教学培训基地或与企业共建的实训基地进行实作操作见习。让学生充分了解职业岗位的工作流程和操作要求及技巧。实习是专业教学阶段性的认识性实践教学,是理解专业知识,熟悉专业设备和基本掌握操作技能的必要实践环节,同时也使学生了解电信部分各工种技能要求标准。实习主要利用校内、校外实习基地。
4.加大专业基础课程的试验比例,将一些基本仪器的使用学习在专业基础课程的试验实训中掌握。
根据新的实践教学思想,相关的考核模式也作相应的改进。学生的课程学分的获取不再以理论笔试为唯一的考核手段。围绕职业技能知识和能力,可以采取书面答卷、现场操作演练、工件制作、提交案例分析报告、专业技术革新论文及获得相关的专业技能证书等方式。
四、实践教学实施要注意的问题
1.专业技能证书的取得。与省通信管理局通信技能鉴定中心合作,将学院通信技术技能演练基地建成通信行业职业技能社会培训机构。在平时,理论课程为职业技能培训服务,实践教学围绕职业技能操作训练,再通过强化考证培训,学生在获取毕业证书的同时,就能获取国家职业资格证书。证书的培训直接纳人教学进程中,而不是通过业余学习培训获取证书。使毕业生职业资格与学历、学位对应,避免教育和培训资源的重复浪费。
2.实践基地的建设。在还没有形成真正或者仿真的,按照职业技能培训标准要求的通信演练基地的时候,不足以使学生在职业技能鉴定之前获得与职业标准化训练相同的职业技能训练,可通过加大校内实习基地建设的投人,参照职业技能鉴定标准改造现有通信演练基地,形成校内实训基地的真实或仿真职业环境。另外,走产学合作之路,扩大校外实训基地。可以与电信运营商合作,引人企业资金或者引进企业设备,共建符合企业真实职业环境的通信专业实训基地。
3.实践教学师资队伍建设。教师队伍的建设是确保与通信职业(工种)新标准相衔接的实践教学体系成功实施的关键因素之一。要实现职业资格培训与学历教育的结合,不仅要求教师队伍专业理论水平高,而且要有较强的工程实践经验,在教学培训中能对学生进行指导实践和职业技能训练。即必须具备“双师”素质。
1前言
近年来,4G/5G通信技术成为了无线通信领域的研究热点,各个国家都在紧密部署4G/5G的无线网络,以提供更稳定,更高效的用户体验。在人才市场上,各大通信企业如华为、中兴、爱立信等均对熟练掌握4G/5G技术的大学毕业生伸出橄榄枝,且待遇丰厚。4G/5G技术从技术特点上大致可以分为物理层技术和协议栈技术。物理层技术包括《通信原理》课程所学的各项技术,如编码,调制等。协议栈技术包括资源调度、移动管理、数据加密等技术。长期以来,我国各大高校均开设了《通信原理》、《无线通信》等,涵盖了物理层技术的课程,培养了大批具有物理层知识技能的毕业生。然而,上述的通信课程对协议栈的知识涉及较少,因此在学生的协议栈技术知识培养方面一直是一个薄弱环节。本文结合笔者以往的工作经历和所掌握的4G/5G协议栈知识,针对目前国内外通信企业的实际用人需求,对电子信息类专业的本科课程中《无线通信》课程内容和教学方法进行探讨,以弥补当前本科毕业生面临的技术短板,扩充学生的就业广度。
2教学改革内容
2.1课程目标
4G/5G无线通信技术内容多、覆盖广、技术难度大。传统电子信息类专业课程主要关注某一方面,如物理层技术和算法,而对通信系统的整体架构和协议栈等技术涵盖较少,因此学生在课程学习后仍然缺乏对通信系统的整体理解和对协议栈知识的掌握。其次,传统的《通信原理》等专业基础课在教学方法上主要以概念介绍与公式推导为主,数学性较强,而逻辑化解释不够,导致学生缺乏学习这门课的兴趣。因此,该课程的目标主要有两方面:(1)培养学生通信技术的整体架构知识和协议栈知识。通过在《无线通信》课程中添加通信架构知识和协议栈知识,帮助学生对无线通信系统和技术更加全面的理解。(2)提高学生对通信知识的学习兴趣,培养学生的自学方法和能力。通过调整《无线通信》课程的教学方法和教授学生学习通信知识的途径和方法,提高通信知识的趣味性,调动学生学习的积极性,带领学生迈向通信领域的大门。
2.2课程内容
对传统的《无线通信》课程内容进行全面调整,添加通信系统概述和协议栈知识。具体来说,遵循3GPP协议中关于系统架构和协议栈的相关文件,添加了如下内容:(1)4G/5G通信系统架构和典型业务流程。(2)MAC层技术,包括复用/解复用、传输模块调度策略、逻辑信道优先级策略、混合重传策略等。(3)RLC层技术,包括连接控制、分段/重组、错误纠正等。(4)PDCP层技术,包括安全、数据和信令的加密/解密和完整性保护、数据包头的压缩与解压缩等。(5)RRC层技术,包括无线资源调度策略、无线承载管理、信令连接管理等。(6)NAS层技术,包括移动管理、接入控制,回话管理等。
2.3教学方法
4G/5G无线通信领域产业链较长,包括下游基带芯片设计、中游终端设备集成和网络设备制造,以及上游网络规划。其次,通信技术更新演进速度快、应用场景多,单纯的理论学习难以满足日益迅速的技术更新和市场变化。因此,该课程在强调专业知识培养的同时,还应该扩宽学生的知识面,培养学生的自学能力,以适应社会对通信人才的需求。由于针对协议栈的教学方法没有现成经验可遵循,笔者结合以往的学习经验设计了一套教学思路,具体包括:(1)结合3GPP协议对4G/5G通信架构和协议栈知识进行课堂讲授。(2)结合通信企业白皮书以及世界顶级专业技术期刊如IEEECommunicationMagazine就4G/5G前沿技术和典型的应用场景进行课堂分析。(3)结合通信行业资讯网站如EETimes就行业动态和学生进行课堂分享。(4)培养学生的课外阅读习惯。(5)就讲授的知识和学生提出的问题进行两周一次的课堂讨论会。讨论会先由学生进行问题的展示,然后大家进行讨论,最后由老师进行总结。
2.4考核方式
传统的试卷形式的考核方式旨在考核学生对基础知识的掌握程度,主要适合基础理论课程如数学或者专业基础课程如信号与系统。本课程属于应用型课程,知识覆盖广、涉及行业多,传统的考核方式难以达到评估学生学习效果的要求。因此,该课程的考核采取了评估学生提交的三类报告:(1)4G/5G新技术论文评论,(2)4G/5G科技新闻评论,(3)结合4G/5G的应用场景对协议栈中典型信令流程进行分析。报告(1)旨在帮助学生紧跟最前沿的技术,培养学生的学习方法和总结归纳能力。报告(2)有利于拓宽学生的知识面和知识结构。报告(3)用于考核学生对通信系统和协议栈的学习效果。
2.5教学效果
通过对湖北大学2013级电子信息工程和通信工程两个专业总计20名同学按照上述设计的《无线通信》课程进行教学,发现了同学们在以往通信知识学习方面存在片面性,并且及时的进行了协议栈知识的补充。同学们纷纷表示通过《无线通信》课程的学习,对通信系统和典型信令流程有了深入的理解,对通信知识有了更加宏观和全面的掌握。
3结束语
本文对《无线通信》课程的教学内容、教学方法和考核方法提出了一系列新的思路。通过添加通信系统知识和协议栈知识,扩充了同学们的知识面。通过教学方法和考核方法的改革,培养了学生的学习能力。实验证明,该教学改革对电子信息类本科生有着较好的效果。
参考文献
1引言
在油田偏远油区生产过程中,对相关生产参数及油井视频进行远程监控对偏远油井的安全生产起着至关重要的作用。但由于偏远油区装置远离油田总部,应用有线的通讯方式,施工困难且周期长、灵活性差。而无线通讯方式由于其建立物理链路简单易行,成本低,可以根据现场需求及时调整项目方案,灵活性好,系统的功能扩展方便,因此特别适合偏远油区对通信链路的要求。
2常用的无线通讯技术
目前在油田现场广泛应用的无线通讯技术主要有GPRS/CDMA、数传电台、扩频微波、无线网桥及卫星通信、短波通信技术等。
其中GPRS和CDMA技术中国移动和中国联通公司的主营数据传输业务,在数据传输方面有着很强的优势,即信号覆盖范围广。对于陆上油田生产区域基本完全覆盖。但由于海上油田地理位置特殊,远离陆地的基站,因此很多海上生产平台还无法为GPRS/CDMA信号完全覆盖。此外经过测试,GPRS的平均速率为20kbit/s~40kbit/s,CDMA的平均速率为80kbit/s~100kbit/s,可以满足传输小数据量的生产数据要求,但无法满足大数据量的信号(例如视频信号)远程无线传输。虽然有利用CDMA技术进行视频信号传输的案例,但效果并不理想。
数字电台用于点对点或点对多点的工作环境,能够提供标准RS-232接口,可直接与计算机、RTU、PLC等数据终端连接,实现透明传输。数传电台的传输速率从1200~19.2Kbit,传输距离20~50公里。具有抗干扰能力强、接收灵敏度高等特点。数传电台技术比较成熟,标准统一,一直以来广泛用于油田的数据遥测/数据采集与监控(SCADA)项目中。但随着GPRS/CDMA技术的日渐成熟,相应的设备价格的降低,使得在很多应用场合中数传电台被GPRS/CDMA所取代。但同时,数传电台的相关技术也在不断发展,智能化、网络化、高带宽的数传电台也不断涌现。结合数传电台误码率低、信道可靠的特点,数传电台必将成为海上油田通信技术应用的可靠选择。
扩频微波和无线网桥技术是近几年兴起的一门数据传输技术。扩频微波最大优点在于较强的抗干扰能力,以及保密、多址、组网、抗多径等,同时具有传输距离远、覆盖面广等特点,特别适合野外联网应用。而无线网桥是无线射频技术和传统的有线网桥技术相结合的产物。无线网桥是为使用无线(微波)进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备,可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离(可达50km)、高速(可达百Mbps)无线组网。这两项技术都可以用来传输对带宽要求相当高的视频监控等大数据量信号传输业务。
例如,对于远离陆地且无法进行中继的海上平台,通讯链路只能通过卫星通信和短波通讯。其中卫星通信范围大,只要卫星发射的波束覆盖进行的范围均可进行通信。不易受陆地灾害影响,建设速度快,易于实现广播和多址通信等等优点。但其运行费用相对昂贵,且系统维护要求高。短波通讯以往只在军事通信、专业通信、业余通信中发挥着极为重要的作用,因其传输速率低、噪声大,电离层反射天波为主,通常不能稳定的使用固定频率工作等缺点,因此在其他领域已慢慢淡出人们的视线。尽管短波通信存在一些缺陷,但对于海上油田而言,短波通讯作为可靠性高、覆盖区域广的通信方式,用于海上平台的紧急通信及小数据量传输应该是一个比较好的选择。
3环境因素对技术应用的影响
偏远油区的环境因素以以海上油田最为特殊。海上油田除了考虑信道带宽,传输数率,传输距离,发射功率,天线要求等通信设备本身的技术参数外,在应用无线通讯技术的过程中,还必须全面地考虑海上平特的地理环境与地理条件对无线通信技术应用的影响。
3.1对信号传输的影响
可以通过选取性能好的设备或应用抗干扰措施以减少甚至避免干扰。但无线通信过程中的信号衰落问题则是普遍存在的,而且是不可避免的。由于海上油田远离陆地,与陆地之间的广阔的海域、多变的气候使得在陆上应用效果很好的技术在海上应用时没有了用武之地。
微波在空间传播中将受到大气效应和地面效应的影响,导致接受机接受的电平随着时间的变化而不断起伏变化,我们把这种现象称为衰落。从衰落的物理因素来看,可以分成以下几类:吸收衰落、雨雾衰落、K型衰落、波导型衰落、闪烁衰落等等。在各种衰落因素中,吸收衰落、雨雾衰落及K型衰落对海上油田的无线通信应用影响较大。
3.2对技术应用的影响
各项通信技术在海上油田应用中还存在的另外一个问题就是其独特的现场环境。海上平台一般空间狭小,还要考虑海上多风,平台最高点一般较低的特点。
首先是对天线安装的限制。海上微波通信受地形地貌影响,相同的通信距离要求两端天线的高度更高。对于卫星通信、扩频微波、短波通信等天线体积较大的应用,由于海上风力较大,抗风性的要求也使得设备在小平台的安装变得十分困难。
此外,对于无人值守的平台,设备必须具有高可靠性、可自动维护、参数远程设置等功能。而对于卫星通信、短波通信等要求平台上配备专业管理操作人员进行设备的管理维护,这一特点也为技术的应用带来一定的限制。
4无线网桥技术在海上平台视频监控中的应用
在实际的现场应用中,我们选取了基于5.8G无线网桥设备进行了现场应用测试。测试地点为浅海油井,测试内容为4路视频监控图像的传输。该系统具体解决方案是利用摩托罗拉Canopy5.8G无线网桥建立通信链路。在平台一侧首先通过视频服务器将模拟视频信号转化为可在网络传输的IP数据流,之后由无线网桥将信号传输到陆地端。陆地端一侧通过无线网桥进行接收后由视频监控服务器处理后,对视频信号进行录像存储及Web。相关用户可依据相应权限在局域网内进行视频图像的浏览、录像等操作。