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绪论:在寻找写作灵感吗?爱发表网为您精选了8篇现代通信理论与技术,愿这些内容能够启迪您的思维,激发您的创作热情,欢迎您的阅读与分享!
关键词 高职 理实一体 通信原理
一、引言
我国高职教育从上世界九十年展以来,已占据我国高等教育的半壁江山。高职院校人才培养的核心是:“培养具有基本专业理论知识和熟练操作技能的高素质技能型人才”。
《现代通信原理》是通信技术专业的一门标志性课程。但该门课程理论性强,概念多而抽象。而高职学院的学生相对本科院校的学生而言:学习基础普遍薄弱,并且自我专研意识淡薄。对学习的畏难情绪较重。虽然高职学院强调学生的动手能力,但没有一定的专业理论素养是无法成为一名出色的高技能人员的。
理实一体化教学模式给《现代通信原理》这门注重原理概念的课程新的课堂教学方法。让学生从繁琐的数学计算中解放出来,以生动活泼的形式学习全新的通信概念和知识。
二、《现代通信原理》理实一体化可行性分析
高职教育偏重于人才培养中的职业性。理实一体化教学的目的便是将理论学习和实践训练紧密结合在一起,此方法可以较好的解决理论和实践的脱节。并让学生在实践中加深理论概念的理解。
《现代通信原理》是通信技术专业所有实践的第一层理论基础。主要内容有:调制解调技术、各类信号的传输系统、数字复接及同步传输等知识内容。传统学习是在理论推导过程中理解相关通信原理和技术。但对于高职学生讲此种方法过于枯燥并难以接收。
对于高职同学该门课程的学习重点在于理解通信系统中的各种概念和通信的系统流程。如果在学习过程中像本科院校同学一样引入大量的数学推导,只会让教学事倍功半。不过随着计算机技术的发展,该课程中的内容可以利用Matlab软件进行仿真。Matlab软件是现代通信专业领域常用的仿真软件。该软件具有强大的系统建模和仿真能力,是通信领域中论证新理论新系统的重要验证手段。在现代通信专业教学中也被广发使用。在高职《现代通信原理》教学中此软件可以帮助师生建立相应的通信系统。只要能正确建立信号的传输流程及正确设置各参数,便可以在计算机上运行系统得出模拟结果。所以在这样的学习过程中即能让学生参与系统构建又能加深概念的理解。以此来达到教学目的。
三、高职《现代通信原理》的教学目标
总体目标:
作为一门专业基础课,根据后续课程的要求,提供必要的预备知识。主要讲述现代通信系统的基本组成、基本性能指标和基本分析方法。在内容上侧重于数据传输,在引出通信系统模型的基础上,进一步介绍信号通过系统的传输。同时介绍各种通信系统,并紧紧围绕通信系统的有效性和可靠性这对矛盾进行分析,对各种通信系统的性能指标进行评价与比较。在此基础上,进一步掌握复用和多址技术、通信网的基本原理和类型以及同步原理。
能力目标:
本课程的目的是使学生对通信原理基本概念的理解和基本理论的掌握。培养学生根据通信原理了解本专业的基本技能以及综合运用所学知识发现、分析、解决问题和工程实践的能力,为后续课程的学习及毕业后的工作奠定坚实的基础。本课程除了理论学习外,还注重体现对原理的验证、设计和技术指标的测试,要求学生对常用主要通信系统的测试方法有所了解,并掌握各实验原理、步骤和常用试验仪器设备的操作方法。也培养学生对工作认真负责的态度,如:求实的观测记录数据,认真解答思考题中的问题,独立作出实验报告。达到提高学生的专业综合素质的目的。
知识目标:
图1 通信系统和各知识点的关系
素质目标:
在教学中让学生有发现与探索自我的能力。让学生在了解专业的同时也学会了解自己的气质与个性特点,分析自己适合从事本专业的那个方向;剖析自己的职业能力使其充分地发挥潜能、实现自我价值。帮助学生以动态、发展的眼光看待本专业的职业世界,认清本专业的发展趋势,了解相关专业的特性及其对就业者的要求。
四、理实一体化的课堂设计
理实一体化课堂设计中实验教学便成了理论教学密不可分的一部分。实验又可分为:验证性实验、仿真设计实验、创新性实验等。验证性实验主要目的是加深学生对相关理论知识的理解与掌握;仿真设计实验主要目的是搭建通信系统,进行系统的设计与验证;创新性实验需要进行部分项目开发,即可是硬件也可是软件等开发与设计。
而通信原理理实一体化课堂设计中主要以验证性和仿真设计实验为主。
本论文便以模拟调制技术中的AM幅度调制为例,课堂设计如下:
由理论讲解可知调幅(AM)信号,其时域和频域表示式分别为:
SAM(t)=[A0+m(t)]cosωct =A0cosωct+m(t)cosωct
SAM(ω)=πA0[δ(ω+ωc)+δ(ω-ωc)]+[M(ω+ωc)+M(ω-ωc)]
根据Matlab中的Simulink仿真,可以建立一个基于方框图级的系统仿真环境。图2便是根据AM的系统调制与解调而建立的仿真框图。并对各个器件进行相应的设置和调试可以使得该系统运行后得图3的两个运行结果。
图2 AM的系统仿真框图
图3 AM调制的波形图和频带图
此种方法可以很直观的让学生理解在AM的调制过程。并可以在教学中分步骤说明各个器件的使用方法。不仅让学生能熟悉通信系统中的各种使用器件,也能对这些器件的基本指标进行说明。并在组建系统过程中培养学生的系统性和整合能力。
五、结束语
通信原理的理实一体化过程是基于Mtlab仿真系统的应用。实践证明Matlab软件具有直观、便利等特点。即可让学生分散学习通信中的常用仪器,又能加深理论知识的掌握。这样的教学模式不仅激发学生兴趣,又能较好的完成教学目标。
参考文献:
[1] 王建波,郑世旺.《通信原理》的系统教学法[J].商丘师范学院报,2011,(27):123-125.
【关键词】现代通信技术;多维立体教学;工程化
【中图分类号】TN915 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089 (2012)01-0009-01
通信技术正以前所未有的速度得以发展和应用,它与计算机技术相互融合和渗透形成现代通信技术,如卫星通信、微波通信、移动通信、光纤通信等都属于现代通信技术,它与我们息息相关,给我们的工作和生活带来了日新月异的变化。因此,《现代通信技术》课程不仅要在通信工程专业开设,同时还有必要在非通信工程专业开设。
1 现代通信技术课程的目标与内容
《现代通信技术》作为一门为非通信工程专业本科学生开设的课程,是通过知识的加工和优化,在原《现代通信系统》与《通信原理》等课程基础上整合而成,并向应用性方向拓展[1]。由于非通信工程专业的学生没有学习过《现代通信系统》和《通信原理》课程,所以课程目标是“轻理论,重应用”,使学生初步了解关于通信系统的基本概念、数字通信系统的组成;了解现代通信系统中的电信交换、卫星通信、微波通信、移动通信、光纤通信等通信系统的基本原理、组成框架和最新应用内容。
现代通信技术课程由通信网基础技术、电信交换、无线通信、移动通信和光传输网五大主要组成部分[2],详见图1。
图1 现代通信技术课程主要内容
通信网基础技术包括模拟通信和数字通信(强调数字通信系统)、数字通信系统设计的技术如信源编码技术、信道复用技术等、数字信号的基带传输、调制技术和差错控制技术等;电信交换包括常用的交换方式如电路交换和分组交换、数字程控交换、ISDN(综合业务数字网)和智能网;无线通信包括无线传播的基本特性、无线通信的关键技术、典型的无线通信微波通信系统、卫星通信系统的组成和应用;移动通信包括移动通信的关键技术、典型的移动通信系统GSM、CDMA和3G系统的原理、技术体制及应用发展;光传输网包括管传输系统的组成和原理、SDH光传输网技术、光波分复用技术等。
2 传统的现代通信技术教学方式的特点
传统的教学方法是以知识学科体系为中心,先讲述理论,在进行一些验证性的实验。《现代通信技术》课程的教学方式一致沿袭本科教育中学科体系的教学模式,从通信网基础技术到无线通信、移动通信等,都过于侧重理论,偏重知识的积累,内容丰富,公式与性质多,抽象难懂,这种教学方式的主要特点和弊端如下:
2.1 学生对学习感到枯燥,无法进行创新能力培养。对于现代通信技术课程来说,知识抽象、枯燥,特别是讲到通信原理等摸不着看不见的知识时,学生更是不知所云。很多学生仅仅是被动地在学习,没有主动参与的热情,体会不到学习的乐趣,更谈不上创新能力了。
2.2 教学过程中以原理知识为核心,而忽略了学生的数学功底和理论推导能力,使其缺乏学习的积极性;教学方法也是以传授知识为主,忽视了学生的能力培养和工程设计锻炼,导致知识与能力不协调。
2.3 理论和实际没有很好地联系起来,对知识的实际应用只作点缀,学生动手环节较少,更缺乏现场操作的经验,无法满足岗位需求。
3 现代通信技术课程的教学思路和教学模式
考虑到非通信工程专业的学生基本上没有学习过包括通信原理、信号与系统、随机过程等课程,在教学中必须从实际出发,因材施教,遵循深入浅出、易于理解的原则,力求简洁明了,突出科普性,激发学习兴趣[3]。采取“多挖坑少钻井”的方法,对现代通信技术课程中较深的知识进行必要的删减,比如通信网基础技术中的调制技术、语音编码,电信交换中的数字交换单元的工作原理、信令系统,无线信道特性分析、扩频技术等知识点,只能进行简单的讲解,使学生明白这些知识的基本概念。
3.1 教学内容模块化。
本课程对理论知识不要求过度深入,避免复杂的数学推导,建立模块化的教学模式,参考图1的课程内容,将现代通信技术作为一个整体任务,并按主要内容将这一任务分解成任务模块:通信网基础技术模块、电信交换模块、无线通信模块、移动通信模块和光传输模块,每个模块又分解为几个子模块。每个教学模块都以具体的项目案例引出教学内容,将枯燥的理论教学完全融入到一个个具体的任务中,抽象的知识就得到了具体的体现。这种教学方案不仅可以激发学生的学习兴趣,还可以培养学生分析问题和解决问题的能力。
3.2 教学方法多样化。
课堂教学质量的好坏直接影响到教学效果。“满堂灌”的传统教学方法已经不适应现在以“学生为主体”的课堂,而采用类比引证等深入浅出的方法进行多维立体教学,则可事半功倍,大大提高教学质量。
3.2.1 多维立体教学。
随着多媒体技术的应用,课堂上老师大都使用PPT进行教学,不停地播放幻灯片,授课信息量大,内容多,但这种教学方法很容易忽视学生对内容的理解和接受程度。多维立体教学,就是灵活使用现代教学手段,使用“多媒体+网络+板书”的教学模式,采用多种方法展现抽象的知识点,在图、文、声、像等方面为学生提供直观感受,让他们在短时间内理解和接受大量的最新信息[4]。课堂上,可以充分利用多媒体放映PPT、图片、动画和视频等,课后学生可以登录教学网站下载学习资料,通过网络、论坛与老师进行互动交流。例如,在学习卫星通信时,可以插入卫星通信系统的图片,播放最新卫星通信的相关视频等,让学生直观地理解相关内容。
3.2.2 善于类比。
本课程设计很多的原理、概念,若只是将这些抽象的知识叙述出来则显得枯燥无味,学生不易理解,而将这些知识与现实生活中我们常接触的事物做类比则可以很好地理解[6]。例如,在讲解无线通信中电磁波按照传播方向的分类时可以将其与台球的运动做类比,如图2所示,这样将抽象的看不见摸不着的电磁波也可以很容易的知道它包括直射波、反射波、绕射波和散射波等。
图2 台球的运动
再如,在讲解移动通信中的切换技术时,切换包括软切换和硬切换,什么是切换?什么是软切换?什么是硬切换呢?同样也可以采取类比的方法。假设你在一个工作岗位呆久了,由于这样或那样的原因,想调整一下,但你不能终端工作,直接变成空闲状态,因为你很在乎工作所带来的收益,你不希望这个收益中断(切换的目的就是为了提供无中断的数据传输)。根据岗位变动时,交接工作地开展方式不同可以把岗位变动分为温柔换岗(类似于软切换)和强行换岗(类似于硬切换)。温柔换岗就是在和新的工作岗位进行联系时,旧岗位的工作也不已下载中断,而是进行相应的交接工作;强行换岗就是和旧岗位彻底中断,然后建立和新岗位的联系。根据类比引出软切换和硬切换的概念,学生就很容易理解了。
这种类比的方法不仅可以调节课堂气氛,还可以深入浅出地将抽象难懂的知识让学生在轻松地气氛中理解并掌握。
3.3 教学模式工程化。
近年来,以美国麻省理工学院为首的世界几十所大学展开了CDIO工程教育模式的改革。CDIO是Conceived(构思)、Design(设计)、Implement(实现)、Operate(运作),是“做中学”和“基于项目的教育和学习”的集中概括和抽象表达[5]。该教学模式下,学生是学习主体,教师是教学主导。对于现代通信技术课程,教师首先要明确讲授课程在专业知识结构中的地位和作用,引导学生主动学习。其次,教师要根据学生应掌握的知识和能力,在教学中适当穿插综合性实验,促使学生自己动手,带领学生对卫星地面接收站、通信站等机房进行观摩,使理论知识和实际应用联系起来,培养学生的实际操作能力。在工程化的教学模式理念的指导下,我们可以改变以往重理论轻实践、重视专业知识而忽视创新能力的教学方式,取得良好的教学效果。
参考文献
[1] 张进,刘亚峰. 高职《现代通信技术》工学结合课程开发探讨[N]. 职业教育研究,2011.1:94~96
[2] 严晓华. 现代通信技术基础(第二版)[M].清华大学出版社,2010:1~290
[3] 周友兵. 高职《数字通信技术与应用》课程建设的探索与时间[N]. 程度航空职业技术学院学报,2009,12(4)
[4] 王峰,杨凯,王娟等. 多维立体教学法在“通信原理”教学中的应用[J]. 电气电子教学学报,2008(5)
关键词:现代通信技术 课程教学 改革与实践
中图分类号:G718 文献标识码:A 文章编号:1674-2117(2014)22-00-01
1 前言
随着社会逐渐迈入信息化社会,为开阔学生的视野,拓展学生的知识面以及提高电子类专业学生在就业市场上的竞争力,许多职业院校开始开设现代通信技术课程这一交叉学科专业性课程。但是,现代通信技术处于不断发展的状态,尤其是以计算机技术、卫星和光纤技术和微电子技术为主的信息技术的快速发展,正促使现代通信技术发生巨大的变革。[1]因此,加强现代通信技术课程教学的改革和实践,提升学生的综合能力,以满足社会对人才的要求,已经成为众多职业院校亟需解决的问题。
2 现代通信技术课程教学中的问题
现代通信技术课程教学中的问题主要有三个:①课堂教学内容和其他课程的关联不强。当前职业院校的现代通信技术课程的内容多为介绍现代通信技术系统。但是,现代通信技术是一门系统性极强的课程,如果只依靠简单的介绍现代通信技术中的相关技术手段,学生难以发现现代通信技术课程和其他电子类课程之间的内在联系[2];②课程教学的内容更新速度滞后于通信技术更新速度。现代通信技术是当前更新和进步最快的技术之一,现代通信技术的变化日新月异,而职业院校现代通信技术课程的改革却相对滞后。职业院校的现代通信技术课程只是介绍先进的主流通信技术和体系,课程内容概念性强且广泛。在这两个因素的影响下,学生难以将课程教学内容联系实际技术;③实验手段多样性不足。当前现代通信技术课程的实验教学手段单一,侧重点也单一。现有实验的侧重点在于单元验证性实验,没有对典型通信系统开设实验内容,职业院校也没有足够的条件开设关于典型通信系统的实验内容。[2]实验手段单一难以发挥学生的积极主动性,实验也难以收到应有的教学效果。
3 现代通信技术课程教学改革与实践的对策
3.1 改革教学内容
当前现代通信技术课程包括数字数据、卫星、光纤移动、通信业务网等通信内容以及最新通信技术的相关内容,现代通信技术课程包含的内容多且杂,每个不同的内容可以和不同的工科专业有一定的联系。因此,改革教学内容可以在实现教学大纲的基础上,针对学生专业类型或专业方向的不同设计出不同的现代通信技术课程教学内容,即将现有现代通信技术课程的教学内容进行编排和分类,并根据学生知识背景安排教学分类后的现代通信技术课程教学内容。例如,计算机专业学生的现代通信技术课程的教学内容可以集中讲授数据通信、程控交换等计算机通信网知识,而不需要花大量时间和精力学习通信系统的新原理等知识。[3]又如,电子技术应用或无线电类学生不需要深入掌握现代通信技术知识,只需要一定的现代通信知识作为预备,因而电子技术应用或无线电类学生的现代通信技术课程教学内容集中在讲授难度不高的现代通信技术基础知识即可,而不需要深入学习计算机通信网知识。
3.2 改革教学方法
现代通信技术课程教学手段单一也是现代通信技术课程面临的主要问题之一。现代通信技术课程是一门内容新颖、覆盖面广的课程,但许多学校仅仅使用讲授式这一单一的教学方式。讲授式教学不仅不能深入分析相关的理论知识,学生在讲授式的课堂教学中不能形成对教学内容的直观了解,学生也难以深入理解教学内容,并不能将教学内容联系到实际的通信系统中。而根据现代通信技术课程教学内容的特点,启发式教学方法是较好的教学方法。尤其是在学习现代通信技术新的理论知识时,启发式教学有较好的发挥空间。例如,教学可以利用相关的工具和软件将抽象的理论知识转换成直观的图形曲线,再让学生根据对图形曲线的了解进行描述学习,让学生在这个过程中加深对理论知识的理解,教师还可以根据教学需求设计课堂演示环节,通过直观的可视化教学方式教授抽象的理论和概念。
3.3 改革实验教学
传统的是试验箱验证性试验具有学生锻炼机会小、实验花费高,不能验证典型通信系统的缺点,因此实验课程教学中要多引用功能更强的实验仿真软件,来弥补硬件实验的不足,而且仿真实验软件的应用大大提高了实验的灵活性和学生自主实验学习的能力,实现了现代通信技术课程的实践教学。例如,学习卫星通信系统实验,可以将卫星通信系统的传输链路分解为多个基本通信单元,并使用仿真实验软件进行设计和实现,从而更好地实现典型通信系统实验目标,学生自主学习的机会以及师生交流的机会也更多。[4]不仅如此,使用仿真软件后,教师可以更加全面地讲解典型通信系统的各个组成部分,而不会只局限于讲解相关工作原理。例如,学习CDMA系统,一般的职业学校很难使用实验进行讲解,只能通过讲解相关的概念,让学生了解该系统的工作原理。而使用仿真软件可以弥补这个缺陷。通过仿真软件搭建CDMA系统仿真模型,教师可以根据仿真模型向学生讲解典型的通信系统各个模块的功能,再让学生自主搭建仿真模型,让学生在调试模型参数的过程中加深理解。
4 结语
现代通信技术是一门交叉性极强的课程,学科覆盖面极为广泛,它和许多工科专业都有内在联系。因此,在教学过程中必须坚持因材施教的原则,根据学生的知识背景将现代通信技术课程教学内容进行编排和分类;丰富课程教学方式,将现代化教学方式灵活地应用到课程教学中,来提高学生学习的积极主动性,从而提高教学质量。只有这样,学生的实践能力才能得到不断的提升,从而达到满足信息社会对通信技术人才的高要求。
(四川九洲高级技工学校,四川 绵阳621000)
参考文献:
[1]解志斌,田雨波,颜培玉.现代通信技术课程教学改革与实践[J].现代电子技术,2011(23).
[2]李晖,李俊文,张卫东.现代通信技术实验课教学改革与实践[J].电子世界,2012(5).
关键词:现代通信原理;教学改革;自主实验;开放性实验室
中图分类号:G642.0?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)45-0047-03
一、引言
《现代通信原理》是信息与通信工程专业的核心基础课程,是学员将来从事军队信息化建设工作的重要知识储备。在现代信息化作战模式中,通信作为信息传递的重要工具发挥着巨大作用,它是保障军队指挥的基本手段,是衡量军队战斗力的要素之一。现代通信原理课程的主要特点是理论性强、数学公式推导多,在教学过程中,学员普遍反映课堂教学内容抽象、理论性强、难以理解和掌握,而实验作为一个最简单有效的途径,可以达到使通信原理抽象内容具体化的目的。现代通信原理实验课程以全面提升学员通信素养为根本,以实验教学内容和教学方法改革为重点,以培养学员实践能力、创新能力和一丝不苟的科研作风为核心,依托现代通信原理实验室建设为保障,体现实验教学与理论讲授的有机融合。
二、教学内容改革
1.充足教学体系,优化课程结构。基于实验箱的实体实验,是通信原理实验的传统形式。实体实验课程以信息传输为核心,主要学习通信系统主要部件工作原理,重点研究部件各种理论实现的可行性,比较其性能的优劣,但不讨论具体实现电路。
实体实验相比较于抽样理论知识的学习,更加形象具体,对学员充分理解通信系统各个层面、各部分的结构及工作原理有着重要的作用。实体实验的具体操作过程是在实际电路上得出实际信号,高度近似实际通信工程测试,因此实体实验能够培养学员对实际通信电路及信号的认识,熟悉经典通信电路的设计与组成。另外,实体实验是对理论知识的具体应用,加快理论知识向应用能力的转换速度。示波器等通信仪器仪表常作为必备的辅助工具被应用到通信原理实体实验中,通过实验可以使学员掌握这类仪器仪表的使用,为在通信系统的分析测试中的应用打好基础。目前的实体实验项目中,多以验证性实验和综合类实验为主,实验的设计性差,抑制了学员的创新意识、创新能力,实体通信原理实验箱由于方便观察波形,多用于调制解调等原理,而编解码、同步等过程不易体现。另外,实体实验受实验地点、实验时间和实验设备的限制,不利于开放性实验教学的开展。仿真实验的引入,很好地弥补实体实验的缺陷,极大地提高实验的设计性和创新性,增长学员学习兴趣和热情,实现通信基础理论与计算机仿真技术相结合的实践教学。但是,仿真实验教学的引入,并不代表要抛弃或减少实体实验。因为实体实验得到的是真实的信号波形,是参数设置及多种外界因素共同影响的结果,只有实体实验才能反映通信原理的实战性和工程性。
因此,在实际的通信原理实验教学中,采用基于实验箱的实体实验与基于软件开发平台的仿真实验相结合的手段,充实实验教学体系、优化课程结构,充分利用现有的实验条件,将多种类型的实验平台进行整合,使实验内容合理配合理论课程的教学。
2.增加实验学时,合理设定比例。《现代通信原理》实验为8个学时,《通信原理》实验为6个学时,要通过短短几个学时锻炼学员动手实践能力,提高通信系统分析设计能力是远远不够的。这就需要增加实验学时,延长实验室开放时间以满足学员的自主实验要求,同时对实验室的日常管理维护,实验室规范制定等方面提出新的要求。依据培养学员通信系统分析能力的基本目标和通信系统设计能力的根本目标,现代通信原理实验室应以实体实验项目为基础,重点建设仿真实验项目。我室已有的TLS-T301型通信原理实训平台可完成实体实验20项,包括基础知识实验、模拟信号数字化实验、数字基带传输实验、数字频带传输实验、同步技术实验及综合设计实验六大类,开设信道、模拟调制系统、模拟信号数字化、数字频带传输、数字基带传输、差错控制编码、同步原理及扩频通信原理等基于SystemView平台的仿真实验,共计34项。与同水平高等院校实验室开设的实验项目相比,我室开设实验项目数目多、内容丰富。在常用通信理论实验基础上,开设新型通信技术实验,有助于提高学员兴趣,扩展视野。
3.配合装备需要,研讨热门技术。作为军队院校课程,现代通信原理的实验教学内容应适应指挥装备教学的需要,突出军味。例如,某型炮兵射击指挥系统中的有线通信方式采用2FSK和2PSK两种,通过实验加强这两种数字调制方式的理解,有利于后续指挥装备课程的学习。其次减少过于简单和应用较少的通信技术类的实验项目,加强通信技术热门研究方向类的实验,例如基于移动通信中应用的主流技术CDMA码分多址的收发系统设计,基于卫星信道的QAM传输系统设计以及基于IEEE802.16d物理层采用的OFDM调制解调系统仿真等。同时对这方面实验的侧重也有利于学校教学水平与科技力量的提高。
三、教学方法改革
1.从按部就班到自主实验。目前实验教学多是“一条龙”式的教学模式,从实验目的、实验内容到实验步骤和实验注意事项都清楚地写在实验指导书上,学员只要按照实验步骤按部就班地在实训平台上接线、测试,遇到问题翻一下注意事项就能轻松解决问题。这种教学模式不利于调动学员的主动性和积极性,更谈不上培养创新意识了。在现代通信原理的实验教学改革中,必须逐渐摒弃这种做法,只把“实验题目”发给学生,从实验方案的拟定、实验器材的选取、实验过程的实现到实验分析报告的撰写,全过程都是学员自主完成。这种教学模式才能真正锻炼学员解决实际问题的能力,开拓视野,真正做到学以致用、教学相长。
2.从“固定”实验到实战竞赛。利用开放性设计实验室,吸收学员参加科研和实验改革,培养学员分析问题的能力、探索能力和创新能力。开放性实验设计是培养学生创造思维的一条有效途径,对于求知欲强、实验兴趣浓、动手能力强的学员,教员应鼓励他们做自己爱好的项目或组成团队参加具体的课题或项目的研究。利用开放性实验室,鼓励学员参加电子设计大赛、机械电子设计大赛等实战竞赛,使学员真正参与实战较量,通过比赛中的讨论交流,不仅可以锻炼学员的实际操作能力、拓展思路、学习新知识,而且还可以培养创新意识和创新思维,增强集体荣誉感和自信心。
3.从实验结果到过程分析。在实验分析总结报告中,大部分学员注重答案的“准确性”,利用课上所学的知识推导出实验要求的信号波形或数值,否认实验结果的突发性和多因素性。教员在评定分数时,应该改变根据理论推导得出的“理想状态”作为标准的模式,转为注重实验结论的分析,从注重“是什么”转变为分析“为什么”的思维方式,将学员课上表现力作为评定的主要依据。学员进行实验分析时,遇到不明白的问题,可以分组进行讨论,或者查阅相关文献和资料,学习新知识,这样有助于培养善于思考、主动探索的良好习惯。
4.从完成实验到问题思考。在完成要求实验的基础上,精心设计实验思考题可以帮助学员对所学知识产生深层次的理解,提高学习兴趣。例如,在增量调制实验中,理论上要求编码器和译码器的时钟保持一致,译码器输出信号波形才与编码器输入模拟信号一致。如果同步改变发码时钟和收码时钟频率,对译码器输出波形会有什么影响呢?看到这个问题,学员的回答往往是输出波形失真,怎样失真却不得而解。只有通过实验,从实验结果中总结规律才会发现:当收码时钟频率是发码时钟频率的整数倍或因数时,译码输出波形在变化趋势上与编码输入模拟信号是一致的,只是幅度相应的增大或减小,而收码时钟频率远小于发码时钟频率时,译码输出波形才会产生严重失真,这与增量调制的原理有关。通过思考题不仅帮助学员回忆增量调制的编译码原理,还激发了学员动手和思考能力,增强解决实际问题的自信心。
四、实验条件和环境的改善
1.利用现代化教学手段。理论授课的教学手段丰富,多数教室都配备投影仪、计算机、扩音器、网络等现代化软硬辅教设施,而专业课实验室往往是教学手段缺失,教员讲解实验只能通过黑板板书、挂图等传统形式进行展示,不利于学员产生生动直观的印象。在实验室改革中,应增加现代化的教学辅助设施,利用多媒体教学方便各种实验原理的示图、流程展示,有利于对理论知识的复习回顾,给学员留下深刻的印象,加深理解。增加网络教学使学员在课堂上就可完成仿真实验报告并上交,方便教员与学员探讨交流。为实现网络实验教学,需对实验室配置教学网络,采用一对多的布局,一方面方便教员检查学员实验进展情况,利于学员与教员的交流,另一方面防止学员剽窃他人实验报告。
2.购置先进仪器设备。实验设备是实验教学的重中之重,一流的实验室必须依托先进的实验设备和仪器。在教育资金有限的情况下,一种有效的办法是购置为学科多层次、多方向共享的研究平台。欲购进的程控交换实验平台可以同时满足本科现代通信原理实验和研究生通信课程的教学要求,另外该平台二次开发的功能可为拓展兴趣、深入研究的学员提供方便。
3.提升教员整体素质。人才是教育的核心力量,要充分发挥实验室的效能,就必须有一支学术造诣深、思想稳定的团队。提高教员的学术水平是提高教学水平的基础,一条可行之路是吸引教员开展科研开发和教育研究。科研工作不仅能给实验室建设积累经费,更能调动青年教员的工作积极性,使实验室建设乃至学科建设进入良性发展阶段。
五、结语
现代通信原理实验教学要突出“以学员为主体”的指导理念,一切从提高学员实践操作能力、激发学习主动性、培养一丝不苟科研作风的目的出发,采取自主式、启发式、诱导式和师生共同讨论等方式指导学员实验,充分发掘学员的创新能力,为部队输送创新型通信技术人才提供有力支持。
参考文献:
[1]雷菁,黄英,李保国,熊春林,赵海涛.通信系统课程设计与实验教程[M].北京:科学出版社,2011.
[2]张燕.通信原理实验教学改革探析[J].中国现代教育装备,2011,(9).
[3]田克纯,覃远年.通信原理时域均衡技术实验教学的改进[J].实验技术与管理,2005,(8).
[4]侯群.网络环境下信息通信类课程系统优化及实验教学平台的建立[J].中国电力教育,2011,(22).
【关键词】实训平台;教学改革;通信网
随着通信技术快速发展,网络通信技术已经成为通信行业主要技术之一,通信网络已经成为我们生活中的基础设施,通信产业已经成为国家的支柱产业。作为培养应用型人才的高校的通信工程专业将《通信网》课程设置为电子信息类专业的必修课程,也是“专业核心课程”。《通信网》课程在整体教学环节中起到承前启后的作用,其教学效果对学生理解和掌握通信技术,提高通信设计能力起着极其重要的作用。
一、课程现状分析
目前《通信网》课程的教学主要使学生掌握通信网的体系架构、各种通信协议、信网的规划设计以及通信网技术的发展,教学内容主要体现在各种通信网的原理,授课方式以传统的板书为主的课堂理论授课方式,这些已经不能适用于当今的大学教育的特点,更不适用于高速发展的通信技术。所以对《通信网》课程进行教学改革以提高教学效果,适应当今通信网技术的发展。
二、教学内容和方法的改革
1.教学方法的改革
对于应用型人才培养定位下的本科高校来讲,《通信网》课程的教学目标应确定为“重理论、厚实践”,注重知识和技能的结合。基础理论以应用为目的,以必需、够用为度,以掌握概念、强化应用为重点:专业知识强调针对性和实用性。培养学生综合运用知识和技能的能力。因此要求学生必须掌握通信网的基本理论,熟悉各种通信系统的框架结构,通信设备的基本原理和关键技术。
教学内容上传统教材侧重于几种电信网的平行讲解包括电话通信网、光纤通信、分组数据通信网、以太网、ATM网、三网融合等内容。随着电信业从话音通信时代走向信息、多媒体通信时代,网络的体系架构发生了深刻变革,全IP的业务融合网络成为业界一致的认识,IP技术已经成为下一代网络、宽带移动通信、IPTV等新兴网络的核心技术。因此,在教学内容设计时,适当地缩小电话通信网的比重,增加IP分组网的内容,以反映现代通信网的现状。
2.教学方法的改革
传统教学基本上以课堂理论讲解为主,辅助开设实验课和课程设计以加强实践教学。教学形式单一,内容相对固定,大量课时用于对理论内容的单方面讲授。教学模式不能反映出该课程的专业应用课特征,缺乏实际教学效果。从实际教学情况看,学生对接触较多的网络的应用理论介绍具有较高兴趣,但随后按照相同模式讲解后续抽象理论内容时,学生对此兴趣较低,对知识的掌握情况不佳。
针对抽象的理论内容可以采用多媒体CAI课件的授课形式,CAI课件提供了文字、影像、flas等新型的信息载体,形成了图文并茂,形象直观的交互式学习环境,可以帮助学生理解复杂的通信理论和通信网络。例如在讲解OSI七层模型时,为使学生能够清晰的理解分层通信的概念,可以利用flas演示两个对等实体之间的逻辑通信过程和信息的打包拆包过程。
三、实践教学改革
针对现代通信网实践性较强的特点,针对通信技术专业,利用通信工程实训中心的条件设计了面向应用型人才培养的实践内容,实训平台是采用国内著名的中兴通信公司产品,以商用的通信设备为基础,合理的集成为适合实训教学的硬件平台,构成了当前国内先进的现代通信实验及实习环境。平台主要由程控交换、光传输、数据通信和宽带接入4个子系统组成(如图1所示)。图1中网线在拓扑图中的连接均通过配线架连接,这样可以在实验时进行灵活配线。按照商用运营网络的架构,实训平台的3个部分是一个有机的整体。
在实验过程中实现现场讲解网络设备的各个组成部分的功能和用途,而且可以进行现场维护工作,并检验操作过程和结果的正确性。这样学生在观察通信网设备的同时,能真正的提高学生的实践能力。
四、结束语
《通信网》课程内容构成广泛,知识系统贴近实际应用的通信网络,具有很强的理论性和实践性,通过改进教学内容和教学方法,依托通信实训平台进行实践教学改革,激发学生的学习兴趣,提高课程的教学效果。
参考文献
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[2]郭娟,廖亮.通信工程专业通信网系列课程教学改革的探索与实践[J].西安邮电学院学报,2006.
[3]秦岭,杜永兴,杨立东,高鹭.现代通信网课程体系的改革[J].科技资讯,2008.
[4]吴雅琴,吴哲.校企合作计算机通信网的课程建设[J].计算机时代,2011.
一、中职学校通信技术课程教学现状
随着目前信息产业的飞速发展,通信领域的新技术层出不穷。社会的发展也对通信业务种类和数量需求剧增。然而,通信技术课程的现状并不能适应 4G甚至5G时代的来临,表现在:关于通信技术课程的教材不能及时跟上这样的快节奏,导致学生所掌握的知识相对滞后,影响在工作中的能力发挥。而企业对中职学校毕业生最迫切的需求是过硬的综合职业素质。因此,中职教育必须改革目前的课程教学模式,改变和完善现有的教学方法。
二、通信技术专业课程教学改革探索
结合中职学校通信技术专业的现状,通信技术课程的改革可以考虑从以下几个方面入手:力求课程教学内容与现代通信技术的社会需求紧密结合,把 “以教为主”的教学模式转变为“以学为主”的教学模式;重视实践教学环节,充分利用实验平台,培养学生分析问题、解决问题和创造思维能力;积极和用人单位合作,使得学生毕业能很快适应实际工作的要求。
(一)从学生渴望求知的心理出发,注重教学内容
经过实践证明,从学生对通信行业的渴望求知的心理出发:准备教学内容是提高学生学习兴趣和质量的一种非常有效的途径。学生最关心的是什么是通信技术专业,通信技术到底是什么,做什么,学了基础理论有什么用,自己能做什么。就业方向,令学生明白学习通信技术专业的意义。
通信技术专业课程的特点在于内容抽象,专业词汇多与缩写繁多,学习起来需要较强的抽象思维和理解能力,对初学者来说是比较困难。这就要求教师对所讲内容了然于心,将复杂问题分析得简单,将复杂内容用易懂精炼的语言表述。教师在传授教材理论知识的同时,向学生介绍通信技术在日常生活中的常识及使用。
(二)分层教学
中职学校的学生是中国考试模式下的失败者,对学习没有积极性,甚至失去信心,对于中职教学,必须首先点燃他们学习的希望。所以分层教学的原则必须根据学生的知识和能力水平,分成不同的层次,确定不同的教学目标,运用恰当的教学策略,辅以不同的训练和辅导,借助各层本身的力量促进每一层次的学生都燃起学习的希望,激发学生学习的兴趣。分层原则:学生根据自己的意愿选择通信技术专业及相应的层。这种分层是动态的,根据学习效果情况及后续学习的成绩,再进行学期末的层次调整。可向上一层,也可降一层。
(三)坚持“轻理论,重应用,强实时,合需求”的原则
“轻理论”是指对基本理论的讲授遵循深入浅出、易于理解的原则。“重应用”是指将授课内容与实际工程及生活中碰到的实际问题结合起来,理论联系实际,将抽象理论、模型与实际工程相结合,提高学生分析问题、解决问题的能力。“强实时”是指讲课的内容要符合社会的需求,必须密切关注通信技术发展的最新动态,随时更新教案内容。“合需求”是指以通信设备制造商和移动运营商的需要为导向,有侧重点地选择内容来重点讲。
(四)实验教学
通信技术课程理论性强、概念抽象,因此仅仅依靠传统的课堂的讲授模式,学生不易理解,难以建立整体的通信系统模型,而且无形中增加了老师的讲课负担。其次,从长期的教学实践看,单纯的理论教学会导致学生将理论学习与实际应用割裂开,影响学生的动手能力,降低学生的学习兴趣。实验教学是教育中理论联系实际的重要环节,在培养高质量创新人才和全面提高学生综合素质的教育中具有不可替代的地位和作用。
(五)加强与用人单位的联系,建立实验实习基地
通信技术是实践性、工程性很强的课程,实践环节十分重要。实践教学为学生提供了一种自主学习环境,不仅可以培养学生的基本实践能力,而且能够补充课堂教学难于进行而通过实践容易学习的知识内容,深化对相关课程知识的理解,提高整体学习效率,这是一种与课堂教学并行的教学方式,同时也是一种培养学生独立研究能力、实践能力和创新能力的最好的教学方式。
三、结束语
通信技术课程的教学改革需要一个长期的过程,理论与实际相结合,合理安排教学内容,灵活组织教学方式,增加创新的实验环节,这都有助于提高教学质量,改善教学效果,提高学生的学习兴趣,进而提高学生的学习积极性。
二、高校通信专业教材面临的形式和问题
(一)从科技进步的角度看。新的科学知识正在不断涌现,新的教育思想和教学手段的发展与更新也对高等学校教材带来重大影响。新的科学技术发展要求教材体系、内容和表现形式与之相适应。
(二)从经济和社会发展的角度看。市场经济对人才需要的多样化,对人才的知识结构有了新的要求,单一的专业知识很难适应未来的社会,复合型知识结构已成为21世纪大学生的必然选择,所以21世纪的高校教材应是趋向于不同学科的互相融合与渗透。
(三)从学生就业和社会需求的角度看。理论教学和社会实践应用脱节严重,实际应用的往往是较新的技术。我国大学“关门办学”、跟不上时代的现象严重,部分教材远落后于科学进展。
(四)从高校对大学生的培养目标来看。高校已由传统的精英型培养模式转向研究型和应用型并重、应用型需求更为突出的人才培养模式,高校教材的内容和形态也必须与之发生相适应的变化。教育部部长袁贵仁在教育部2009年11月20日召开的“2010年全国普通高校毕业生就业工作视频会议”上指出,高校“要努力形成自己的办学理念和风格,在不同层次、不同领域办出特色、争创一流”。从目前的我国大学教材看,可分为研究型大学和应用型大学等不同层次。然而,学生们使用的教材却没有明显的区别。加上现有的大学教材理论性普遍较强,实用性较弱,不符合袁贵仁部长近日提出的当今社会对人才培养的需求,也是不符合21世纪教育发展规律的。
(五)从保证和提高高等教育的质量上来看。如何保证和提高高等教育的质量,已经成为我国高等教育发展的最重要的问题之一,优质的高等教育需要优秀的教材。
(六)从教材编撰的角度来看。由于通信技术的发展的快捷性、不确定性,因此在通信技术专业的教材编纂上很多编者就会更加谨慎和慎重,教材中对有些通信技术介绍的内容就会更加谨慎,或简单介绍,或一笔带过,因教材更新较慢,相对落后与实际通信技术的更新于发展。如2006年1月20日,信息产业部正式确立TD-SCDMA为中国3G通信行业标准。但2008年前,大多数通信专业的教材在介绍我国的3G标准时,只是介绍TD-SCDMA的优点,直至2008年后教材才对此作了确认,远落后于实际通信技术的发展。
三、通信教学中的实践探索
通信领域是目前发展最为迅猛的方向之一。由于教材的更新通常需要几年甚至十几年的时间,而通信技术的发展往往一、二年就会更新换代,如抱着一、二本教材照本宣科,必然导致教学内容严重滞后于学科技术和理论的发展,导致教学与社会需求脱节。因此在通信专业的教学中,要注重基础性和前沿性的结合。为了调节适应新的通信技术发展较快和教材更新较慢之间的矛盾,笔者在平时的通信专业的教学上不断做出调整,认为可从以下四个方面入手:
(一)精挑细选定教材。在通信专业教材的选择应注重权威性和时效性的结合,对通信教材的选择不仅要注重其理论性,而且要注重知识的新颖性,以避免知识的老化和教学的枯燥。
(二)洋为中用选辅材。西方发达国家和地区的教材和科技书籍更新较快、理论性更系统、和前沿技术的结合更紧密,选用几本优秀的国外原版教材既避免了翻译不严密问题导致的理解困难,也无需大海捞针般搜集知识点材料。通过教师的理解、归纳和总结,渗透于课堂,以一种润物细无声的方式传递给学生,帮助他们无障碍的掌握专业的理论体系和通信学科发展。
(三)旁征博引找题材。在教学中,在讲述某个原理或知识点时,应尽量和当前的热点技术相结合,向学生讲述该原理或知识点是怎样应用于此项热点技术的。这样可引导学生的学习热情,激发学生的学习动力。
(四)不断补充新的通信知识,注重理论在实际中的应用。在平时的教学中最应该做的就是不断补充新的知识点并注重理论在实践中的应用。我国的高等工程教育,理论脱离实际、实践环节薄弱、产学脱节等现象普遍存在,但这个对教师就有一定的要求,对教师的要求更高。
四、教师本身知识与能力需要迫切提高
教师在提高个人思想道德品质的同时,应注意个人业务能力与教学水平的提高,尤其是教师本人的实际实践水平,更需要社会的关注和国家、学校的支持。联合国教科文组织高等工科教育与产业合作教席主持人、北京交通大学教授查建中说,“没有对教师产业背景和工程实践经验的要求,更没有对教师职位明确提出工程师资质的要求,教工程专业的人不是工程师,这样的师资如何能培养出产业所需要的人才、培养出真正的工程师?”北京工业大学安排有工程背景的教授为青年教师授课,组织青年教师去企业参观了解生产过程,另一方面,通过选派教师到企业“顶岗工作”、鼓励教师与企业合作开展工程项目等方式,增强教师们的工程实践能力。天津大学2008年以来聘用来自企业的专职教师14人,从事本科生的工程实践教学与研究生科研指导工作。学校还规定,在4年内,各工程相关专业达到每届学生有6门专业课要由具备5年以上在企业工作的工程经理主讲。培养更多更好的人才,需要社会的关注,需要国家、学校的大力支持。
【关键词】计算机网络与通信;课程教学;教学方法
在计算机网络技术以及信息通信技术飞速发展的时代背景下,计算机网络与通信也逐渐独立发展成一个新兴的科学技术领域,目前,社会很多领域急缺具备高素质网络建设、通信技术、计算机网络技术、网络开发与应用、网络管理等方面的人才,很多院校纷纷开始独立开设计算机网络与通信课程。计算机网络与通信是一门综合应用性、实践性、理论性的课程,不仅要求学生具备深厚、扎实的专业理论知识,也要求过硬的计算机专业技能,但是由于该门课程涉及的内容非常广泛,基本概念较多,包括很多抽象的专业术语,学习难度较大,且很多学生在学习的过程中会感到非常枯燥。传统的教学方法很难激发学生的学习欲望,且教学理论与实践严重脱节,无法满足现代社会的人才需求,因此积极创新教学方法显得尤为重要和必要。
1.当前我国计算机网络与通信课程教学现状与问题
计算机网络是在通信技术基础上发展而来,同时融入了通信技术、数学理论、计算机技术等多门学科形成一套自己的知识理论体系。近年来,在计算机网络与通信技术高速发展的刺激下,计算机网络与通信课程已经发展成为电子与信息类专业的主干课程,在各院校教育中发挥着极其重要的作用。
由于该课程自身的特点决定,计算机网络与通信课程教学不仅应重理论,也应重实践,强调两者之间的高效统一。同时由于信息技术发展迅速,想要与时代保持同步,必须及时更新教材内容,不断引进新的知识。
但是目前该课程教材内容更新速度和社会计算机技术与通信技术的发展明显滞后,教材内容老旧,与时展脱节。同时,目前很多教师仍然采用的是传统的演绎式教学方法,整个教学过程中主要是“你讲我听”的形式,学生完全处于被动接受状态,学习主动性不高,学习思维受到很大的禁锢,学习效率低下,且学生自己实际动手机会匮乏,综合知识应用能力较差。
2.提高计算机网络与通信课程教学有效性的方法
2.1 应进一步优化计算机网络与通信课程内容
计算机网络与通信技术发展非常迅猛,不断涌现出一些新协议、新概念、新技术,在社会各领域以及应用方向方面也在不断发生变化,为了能够使学生们紧跟时展潮流,了解并掌握最新的计算机网络与通信技术,教师平时应注意密切关注国内外关于该行业的发展动态,在实际教学过程中,适当渗透一些新知识、新技能。
比如,计算机网络与通信课程传统教材中的基本内容主要以OSI七层协议模型为主,教材中详细讲解了关于OSI七层协议模型的相关概念以及完整的理论知识,但是这些概念和内容非常繁杂,且实用性不高,并没有成为流行趋势。TCP/IP协议是目前相对较为流行的内容,在各行业网络通信中广泛应用,因此,教师在教学过程中,应将传统的OSI参考模型尽可能精简化,适当扩充关于TCP/IP 协议的相关内容,使学生们更加深刻、了解计算机网络相关原理和技术。
2.2 应积极利用现代化网络技术手段辅助教学
先进的网络教学手段有利于提高学生的学习积极性和学习兴趣,也有利于增强课堂教学的直观性,将复杂的问题简单明了化,将抽象的问题具体化,便于学生更好的理解、掌握,提高课堂教学效率。
比如在学习“局域网中不同类型的连接方式、传输介质、网络拓扑结构”的相关内容时,教师可以利用现代多媒体技术教学手段,广泛收集关于电缆的各种实物、图片,精心选择各单位部门或者家庭的实际网络拓扑图向学生们展示,这种直观教学有利于刺激学生的眼球,使学生们真切的感受到计算机网络与通信技术在现实生活中的实际应用,激发学生的自主探究意识,慢慢的学会发现问题,并用自己所学知识去解决,锻炼学生的实践应用能力。
2.3 注重理论与实践相结合
计算机网络与通信课程教学的最终目标是为了提高学生的计算机应用能力,能够将自己所学的知识灵活应用于实际,解决生活中的问题。
因此在教师在教学过程中,应采用一体化教学方法,在理论教学基础上应加强教学实践。教师可以带领学生们通过网络模拟仿真软件进行实验,比如目前应用较广的Packet Tracer就是一款网络模拟仿真软件,为计算机网络与通信课程的实践教学提供了很大便利。
教师也可以组织一些计算机能力较强的学生共同研发一个以计算机软件、硬件技术为载体的计算机网络虚拟实验室平台,利用计算机软件开发工具为学生们创设一种真实模拟性计算机实验环境,然后让学生切身体验实验设备,熟悉实验过程,使学生们能够不需要真实的实验条件即可动手实验操作,也有利于锻炼学生的自主开发创新能力。
综上所述,各大院校教师应积极转变传统的计算机网络与通信课程教学方法,进一步优化教学内容,利用现代先进的多媒体教学手段,加强学生的实践动手能力训练,提高课堂教学有效性,培养更多优秀的专业人才。
参考文献
[1]黄庆南.计算机网络与通信课程教学改革探讨[J].高教论坛,2012(6):179-181.