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目前,国内主流的3G网络使用3种不同的制式WC-DMA、TD-SCDMA、CDMA2000。通过比较,选择与国际接轨的WCDMA制式,以下的实训室建设方案均选用WCDMA的制式。针对不同高校的实际情况,移动通信的实训室建设有不同的方案。
1.1第一种方案:
使用仿真模拟软件该方案针对实训室建设资金不充裕的情况下,可以选择讯方公司提供的WCDMA仿真教学平台。该平台真实体现了现实中的机房机构,以无线网络RNC(无线网络控制器)与NodeB(基站)组网方式为例,模拟再现了RNC、NodeB硬件结构和工程现场无线操作维护中心。为学生深入理解和掌握华为公司的WCDMARNC相关技术建立了一个高度仿真平台。学生通过网管数据配置、告警、信令、业务测试等方面的学习,掌握无线网络设备中各个网元设备的配置,理解无线网络信令流程,以及无线网络对接数据的含义、业务功能,从而掌握无线网络开局的一个完整流程,有效提升学生的理论与实践水平。WCDMA仿真教学平台包括模拟真实机房、客户端仿真环境模块、仿真数据配置模块、仿真故障系统模块、仿真拨打测试模块、完善的帮助功能等多个模块。
(1)模拟真实机房。模拟真实的机房和楼层结构,楼房楼层按实际现场布置来实现。
(2)客户端仿真环境模块。该模块能够实现如下功能:①在软件搭建的“虚拟机房”中可以看到真实环境结构、真实的操作维护台、设备机房的机柜排列、机房环境等;②实现机房里的RNC设备和NodeB单板指示灯的不同状态和状态说明,以及单板功能的文字介绍,将真实设备与教学方式有机结合,便于学生快速掌握;③三维动画生动展现了BBU(基带处理单元)和RRU(射频拉远模块)的动画安装过程,BBU的机柜安装、机框安装、蓄电池安装以及电源线、信号线与RRU的连接馈线、光纤的安装和连接都在三维动画中一一生动展现;④射频部分设备通过真实工程现场线缆连接图和三维动画详细介绍硬件安装和线缆连接等。在该软件搭建的虚拟机房中,学生通过全面的互动查看,可以对机房布置、硬件结构达到较深入的了解,由软件形象具体的场景建立起基本概念,增加学习兴趣,为进一步的学习奠定良好的理解基础。在“虚拟机房”中学生还可以通过软件搭建的“虚拟设备安装”演示全面了解设备结构,同时深入掌握各设备之间接口、线缆的连接规范及方法,从而分析整个RNC、NodeB的硬件物理组网。
(3)仿真数据配置模块。仿真配置是让学生通过“数据配置”模块对RNC和NodeB数据进行配置,学生可以在“数据配置”中体验如同真实环境下的数据配置操作过程。
(4)仿真故障系统模块。该模块能够实现如下功能:①真实反映设备的故障状态和数据配置结果,并给出真实的故障告警信息,提供故障信息浏览窗口方便排查故障;②利用真实信令跟踪功能,配合故障告警,便于排除故障;③利用仿真拨打测试功能排除故障。仿真故障系统模块是在学生配置完成设备数据、接口数据、无线小区数据的情况下,利用仿真软件加载完成数据后,在故障系统中真实反应数据的配置正确与否,根据配置参数显示对应的故障信息,指导学生进行故障排错功能。
(5)仿真拨打测试模块。该软件可以提供模拟拨打电话的功能,当数据配置成功时,打开“信令跟踪测试模块”,通过拨打电话来体验配置数据成功实现业务的喜悦,并对手机的呼叫流程达到全面的理解。通过仿真软件真实、动态的反馈,提高学生的学习兴趣和效果,让学生对移动通信平台有一个基本认识,并具备一定的网络配置能力。
1.2第二种方案:
使用真实的设备和实验管理软件该方案针对实训室建设资金相对比较充裕的情况下,可以选择华为公司的WCDMA设备来构建移动3G移动通信实训室。无线接入侧模块是高校移动通信专业比较关注的模块,WCDMA移动通信平台由无线接入和核心网组成,无线接入网络的主要功能为无线资源管理与控制、接入控制、移动性处理、功率控制、随机接入的检测和处理等。核心网又分为核心交换域(即CS域)和核心分组域(即PS域),其中核心交换域(及CS域)为电路承载域、处理语音信号,业务主要包括一些语音业务,如64K语音等,也包括一些电路型数据业务,最为常见和经典的就是传真业务;核心分组域(即PS域)为数据域,用于手机上网等功能,其业务就是常见的数据业务,包括流媒体业务、VOIP(VoiceoverIP)等。无线接入侧由NodeB、RNC等组成,核心交换域分别由移动软交换中心、归属位置寄存器、通用媒体网关等三大部分组成;核心分组域由服务GPRS(通用无线分组业务)支持节点、网关GPRS支持节点组成,整个实训室组网拓扑结构如图1所示。图1实训室组图拓扑结构整个WCDMA组网的资金投入非常大,可以根据各个学校的实际情况采用分步进行的思路进行WCDMA移动通信平台建设,分步建设的思路如下:第一期:建设WCDMA移动通信平台无线接入系统,无线侧由基站和基站控制器组成。
(1)基站采用华为DBS3900分布式基站。基站由BBU和RRU两部分组成,BBU和RRU之间需要通过光纤连接,二者之间的部署位置通过光纤可以长距离拉远。基站采用业界技术领先的多制式、多形态统一模块设计,适应各种安装场景的特点,有效解决移动网络多制式融合发展的需求、移动宽带化的解决方案、绿色通信网络建设等,支持向LTE(LongTermEvolution)的平滑演进。
(2)基站控制器采用华为公司的BSC6900。BSC6900采用业界领先的多制式、IP化、模块化设计理念,融合UMTS(通用移动通信系统)RNC和GSMBSC(基站控制器)业务功能,有效满足移动网络多制式融合发展的需求。BSC6900遵循3GPPR9标准协议版本,支持单用户峰值速率下行84Mbps和上行11.5Mbps,为用户提供高速数据业务体验。一期只建设接入侧部分,对于核心网的设备,可以和华为或其它公司协议先借用其核心网的设备进行移动通信的实训。第二期:建设WDMA通信系统核心网的CS域,CS域由移动软交换中心、媒体网关及归属位置寄存器组成。移动软交换设备采用华为公司的MSoftX3000,同时支持GSM、3GPPR99、3GPPR4-R7等组网方案。归属位置寄存器采用华为的HLR9820,系统集成了HLR(归属位置寄存器)和AC(鉴权中心)的功能。HLR9820提供开放的协议标准接口,可以保证和不同厂家设备之间的互连互通,同时为各协议接口提供了各种类型的物理接口,可以充分利用传输资源,满足不同的组网需求。通过该平台的学习,学生可以掌握核心电路交换的信令流程和语音呼叫流程。经过二期建设,核心网的PS域部分可以继续借用其它公司的设备。第三期:建设WCDMA移动通信平台PS域,PS域由服务GPRS支持节点、网关GPRS支持节点组成。服务GPRS支持节点采用华为的SGSN9810,SGSN9810是华为公司开发的2.5G和3G合一的SGSN设备,可同时支持最大量300万用户。网关GPRS支持节点采用GGSN9811,GGSN9811是华为公司自主开发的网关GPRS支持节点,可同时应用于2.5GGPRS系统和3GUMTS系统。作为MS(移动台)接入外部PDN(公用数据网)的网关设备,GGSN9811处于GPRS/UMTS分组核心网和外部PDN的连接处。通过对该平台的学习,学员可掌握数据呼叫流程和多媒体信令过程。通过三期的建设,WCDMA实训室的硬件部分建设完成。但是移动通信设备的造价昂贵,一般实训室只有一套硬件设备,一套设备不能满足多人多次上机实验的问题,所以需要控制软件来控制学生操作设备。在实训室第一期建设时,选用讯方e-Bridge通信实验软件,该软件能够为进行试验的每组学生提供良好的上机环境和多人同时实验的实验方式,是专门针对商用设备开发的实验控制软件。该软件具备多网元并发多线程实验的能力,一套设备可满足40~60组学生排队实验,可进行多网元并发多线程实验,能够同时开启多个网元服务,处理多个队列,每个队列独立处理数据互不干扰。至此,一套完整的WCDMA移动通信实训室建设完成。该实训室不仅能满足学生实训的需要,也为教师的科研提供了一个很好的平台,同时也符合高职院校校企合作的办学思路。教师可以使用项目教学方法,与企业合作将企业项目带入教学实践中,使学生在走出校门之前获得一线的工作经验。
2结语
由于高校实际情况限制,所开设的移动通信实验课很难全面涵盖这些内容,尤其是涉及到移动通信网络的内容时,更显得力不从心。这样在有限学时内就导致实验内容只能侧重于基本调制技术、信道特性等基础简单实验,即便是开设GSM/CDMA的相关实验,也只是停留在相应模块的功能应用上,很难有深层次的提高[11-13]。这就使得学生反映移动通信理论课程很精彩,实验课程很乏味。为了改变这一现状,必须探索新的实验教学思路,创立新的实验教学体系。
新的移动通信实验教学体系,将先修课学习、工业实习、理论课学习、实验课开展、毕业论文等多个教学环节进行整合,形成从基础理论仿真到专业实验操作、工程技术实训、创新实验等一个开放的实验教学体系通过通信类先修课程的学习,使学生准备好相关的基础知识,同时也对移动通信在课程体系中的地位有明确的定位[14,15]。相应编程语言类课程的学习更为实验仿真提供了良好的基础。
移动通信理论课程的讲授为实验课程的开设提供了直接的理论平台。工业实习安排在移动通信实验课开设前一学期开展,实习内容是到各通信运营商公司和设备厂家进行跟岗实习,涉及到的内容有:移动通信系统基站的建设与维护;交换与传输系统管理和维护;光纤传输设施维护;移动终端制造与维修;3G应用等多个方面。通过工业实习使学生对当前移动通信所涉及到具体问题有了充分的感性认识,这对之后实验教学的开展,特别是移动网络方面实训的进行有很好的促进作用。移动通信实验教学的开展涵盖以下几个方面:基础理论仿真、专业实验操作、工程技术实训、创新实验、毕业设计。基础理论仿真是利用MATLAB软件实现:QPSK调制及解调;MSK、GMSK调制及相干解调;QAM调制及解调;OFDM调制解调;m序列产生及特性分析;Gold序列产生及特性分析;数字锁相环载波恢复;Rake接收机仿真实验。例如,OFDM调制解调实验,按照图2OFDM仿真结构图,利用MATLAB程序实现图2中不同测试点处的信号波形。专业实验操作则是在南京润众RZ6001实验平台基础之上,利用TMS320和GSM模块实现:直接序列扩频编解码;跳频通信;DS/CDMA码分多址;利用AT命令实现GSM/GPRS移动台短信收发、语音呼叫;CDMA数据传输实验。例如,直接序列扩频实验,利用DSP编程实现图3结构功能,并用示波器测量比较各测试点的信号波形。
工程技术实训阶段则是利用3G天线获取实际信号,利用频谱分析仪等仪器实现CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA信号的分析。同时实现基站放大器、塔顶放大器性能指标的测试。例如,图4中给出利用频谱分析仪所测得实际CDMA2000和WCDMA信号的频谱特性。创新实验阶段主要是针对有兴趣参加各类设计竞赛的学生开展,将全国及各省、校级电子设计大赛题目进行改造,从中选取与移动或无线通信有关,且具有创新性、前瞻性、实用性的方案,经过适当修改作为创新实验阶段的实验案例。学生可以通过这样的实验案例了解各级大赛的要求及特点,教师则也可以在实验教学过程中,选拔优秀学生参加各级大赛,进而提高学生的能力和水平。毕业设计阶段主要是利用实验室实验条件,从学院承担的科研项目中,将某些项目进行简化、修改、重组,转化成通信专业类论文题目,或从本专业最新的科技论文中选择其中合适的内容进行改进,作为通信专业类综合性毕业设计案例,从而将先进的科研成果打造为优质教学资源,实现基础与前沿、经典与现代的结合。为通信类专业学生提供了广阔的选择空间和开放的培养环境。
关键词:高职院校 人才培养 移动通信 全程全网
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)09(a)-0165-02
通信是国民经济的基础产业,通信技术的应用和普及,已进入包括传真、可视图文、会议电视、可视电话、电子信箱和电子数据交换等多项技术在内的新阶段,使得现代信息社会对通信网络的接入、交换、传输及相关应用的人才需求量激增。同时,以3G、NGN等技术为代表的新兴通信技术的发展与应用,为通信专业的人才培养模式带来新的机遇和挑战。当前,如何提高学生的专业实践能力,培养适应我国信息产业发展需要的高素质技能型人才是亟待解决的问题。
1 全程全网人才培养模式的意义与实践
现代通信网络由电话通信网、移动通信网、数据通信网、计算机通信网等基本网络组成。在通信专业的教学中,应拥有和实际对应的能够在多个用户间相互传递多种信息的网络。然而,大多数的通信教学采用的是通信实验箱上的可编程逻辑器件搭建的模拟通信网络,它们与实际通信系统相差甚远,无法营造实际的工程环境。缺少与实际岗位环境贴近的实训条件支撑,很多教学内容无法开展,更谈不上学生岗位职业技能的培养。由于现实的通信网络必须保证服务质量,不能有中断发生,因此学生到通信公司的实际运营网络进行现场动手操作的机会非常少。
我院通过与通信公司合作,对主流的网络设备(如交换机、无线基站等)进行二次开发和改造,以其最小配置在学校构建了一个全程全网综合通信实训基地。在教学方法上创造了一种适合于通信专业的教学模式,该教学模式重点培养学生在计算机和通信技术领域,以现代计算机技术为基础,从事数据通信网络设备的安装和配置、宽带接入网络的运行和维护、网络工程的规划设计、施工和维护、互联网业务应用、网络管理等方面的技能应用能力。通过实际工程渗透专业基础知识,在动手中增强学生的实践能力,在实训中提高学生的专业知识和逻辑思维。由于完成实训目标需要整体协作才能做到,学生可以真正体会到全程全网在通信中的重要意义,因此,锻炼了学生的组织能力、沟通能力和协调能力。
全程全网人才培养模式是工学结合、校企合作的具体表现形式,既包含了完整的理论体系,又突出了一线技能人才的实践技能。全程全网人才培养模式可以体现职业教育的本质,即“面向第一线,着眼高技能”,可以增加高等职业教育与社会发展的耦合度,可以及时调整和更新授课内容,注重课程的实用性和前瞻性,打通高职教育和就业的通道,实现零培训就业。全程全网人才培养模式按照“2+1”和“2+0.5+0.5”相结合的形式开展[1]。前两年在学院学习,第三年由企业通过初步考核,获得资格的学生成为企业准员工,进入企业一线岗位进行岗前强化培训、顶岗实习,实习结束后成为企业正式员工,即为“2+1”模式;其余学生组成某企业“××班”,第五学期学院积极引进企业课程资源,结合企业实际需求,完善和修改教学计划,制订模块教学标准和教学设计,进行岗位培训。第六学期在企业岗位顶岗实习。实习结束后,根据企业人才需求情况和实习考核结果,由企业方和“××班”毕业生进行“双向选择”。
2 全程全网的课程体系建设
由于学生的未来将面对一个完整又错综复杂的通信网络,其子系统之间有众多的关联,为了增强学生对全程全网的理解和提高其对通信专业知识的综合运用能力,通信专业课程体系建设应能够整合各种专项通信技术,突出全程全网的整体性,并与理论学习有机结合,相辅相成[2]。课程体系是以整体的网络环境和有步骤的工程为目标,依据专业调研和工作任务分析的成果,以工作过程为主线,按照工作过程的需要进行知识的选择和内容的取舍,围绕岗位群和就业岗位确定具体的课程设置。通过深度校企合作,聘请企业现场专家全程参与人才培养模式改革,形成“行业企业典型岗位工作任务行动领域学习领域课程体系”的“五步工作机制”。
整体的课程体系由素质平台和专业平台课程构成。其中素质平台课程主要包括英语、数学、体育、形势与政策、职业发展与就业指导等课程,是培养高素质人才必不可少的基础性课程。在专业课程体系中,以网络通信为主轴,以移动通信工程实施、GSM、3G系统维护与优化、传输交换设备安装与维护为核心,按照学期阶段性能力设置递进的课程链[3]。
第一学期是专业基础平台课程,主要是移动通信专业的入门认知课程,其目的在于让学生了解掌握通信专业的概貌和基础。包括计算机应用基础、计算机组装与维护、C语言程序设计、计算机通信网基础等课程。第二学期是专业核心基础课程。本学期学生开始接触通信专业的核心基础知识,主要课程有:数据库系统与应用、数字与数据通信技术、移动通信工程实施、宽带接入网技术等课程,奠定职业能力培养的基础。第三、四学期是专业提高课程。在这两个学期中,以整个全程全网通信体系为载体,将相关知识按工作过程划分关键技术,提炼工作任务,每个任务包括了学习要点、任务描述、相关知识、任务实施、考核要点和能力拓展等内容。主要课程有:网络操作系统、交换与路由技术、IP网络多媒体通信技术、GSM、3G系统与维护、移动通信网络优化、光传输设备开局与维护、防火墙技术与配置、数据网规划规划与实施等。第五、六学期是专业拓展阶段。第五学期可以选择在企业顶岗实习一年,以拓展专业技能;也可以参加某企业“××班”,培训一个学期,第六学期在企业岗位顶岗实习。
3 通信综合实训基地的建设
高职通信专业要不断完善适应信息产业发展需要的人才培养模式,必须加强实训基地建设,并依托实践教学大力改革现有课程教学模式,实行“教学内容工程化”[4]。学校与通信企业联合建设通信实训基地,可以树立通信企业的社会形象,建立企业员工的培训场所,学生通过实践真实通信网络加深对相关工作的理解,实现合作双赢。保证了使用有限的建设资金,将真实运营网络浓缩到学校的实训基地中,学生能够对实际通信网络及设备进行操作和管理,达到促进学生对所学理论知识的理解、训练动手能力、对通信网络的工作原理及过程全面深刻了解的目的[5]。从而,全面提高学生的职业岗位技能,增强学生的就业竞争力。
通过校企合作,资源整合,引进通信界知名企业的培训理念,开设一系列实训课程和工程项目,使学生精维护、重调试、懂施工、懂管理,较好地培养了学生的工程实践能力。考虑到一个通信局的系统构成和通信网络的发展,以及全程全网的思想,整个系统主要由以下几个子系统构成:程控交换系统、光传输系统、宽带接入系统、移动通信系统、数据通信系统、电源及布线系统、网络管理系统。由于我校高职通信人才的就业的岗位群主要定位在无线基站的安装、调试、管理、维护及无线网络的测试和优化等方面,所以移动通信系统只需建设基站收发台(BTS)和基站控制器(BSC),并使用最小配置,就可以满足学生实践教学的需要,且可节省大量资金。该系统能满足30组学生同时实训的需要,包括课内生产实践、验证、毕业设计,也能较好地满足毕业班学生实习的需要。
通信综合实训平台主要用于学校的专业课程实践教学、在校实训和顶岗实习,充分考虑高职学生的知识背景和接受能力,实训项目设计了基本实践(验证性实践)和提高型实践(综合性、应用性实践),以全面培养学生的技术应用能力和综合职业能力。主要实训:(1)系统实训,提供话音通信系统、图形通信系统、数据通信系统等实训。(2)传输系统实训,提供PCM、SDH、PDH等实训。(3)交换系统实训,电路交换、报文交换、分组交换、软交换等实训。(4)接入系统实训。有线ADSL2+、宽带认证计费等实训。(5)移动通信实训,提供GSM或CDMA系统的BTS、BSC等设备的配置与维护实训。(6)数据通信实训,主流路由器、三层交换机、IPV6及二层交换机的配置与各类组网实训。
4 结语
基于“全程全网”理念下,以建设通信综合实训平台为核心的人才培养模式,改善了通信技术的实训条件,更新了教学观念,提高了教学质量,对学院的教学和发展均有重大意义。同时,通过与知名通信企业合作,引进通信行业先进的企业教学模式与理念,弥补了通信技术实训抽象造成的职业技能缺失,逐步建立起培养学生团队意识和实践能力的一种新的实践教学体系。
参考文献
[1] 刘俊,田丽洁,劳文薇.基于工学结合的高职移动通信专业人才培养体系构建[J].职业技术教育,2010(29):5-8.
[2] 吴建伟,张瑞芹,桑林.全程全网通信专业实验的开发与建设[J].实验技术与管理,2005(22):124-126.
[3] 曹雷,辛春红,唐彦儒.移动通信技术专业课程体系建设[J].信息技术,2010(3):168-170.
关键词:移动通信 教学改革 实践教学
中图分类号:G642.0 文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2014)03-246-01
移动通信是通信工程专业非常重要的一门专业课,理论性和实践性强。最近几年,移动通信技术在我国发展态势非常迅猛,移动通信技术的变革和市场的发展都使通信企业对通信专业的人才提出了新的要求。
一、课程教学现状和存在的问题
1.教学内容多,学时有限。移动通信这门课程的主要内容可以分为三部分:一是基本原理,包括移动信道、数字调制技术、抗衰落技术和组网技术;二是典型的移动通信系统,包括GSM和CDMA移动通信系统;三是移动通信中的各类新技术,包括软件无线电、智能天线和OFDM等。大量的知识点和有限的学时构成了矛盾。另外,移动通信技术更新速度快,目前2G的手机用户仍占大多数,3G的手机用户已经接近3亿,而4G的TD-LTE牌照已经发放,未来几年2G、3G与4G将是互为补充、长期并存的状态。不断增多的教学内容和有限的学时之间的矛盾日益明显。
2.教学方法落后。目前,许多院校的移动通信课程采用“多媒体+板书”的教学模式。课堂上以教师为主,只注重知识的传授。由于上课人数多,导致教师与学生之间缺乏互动,不能及时了解每名学生的学习状态。一方面学生学习兴趣下降,另一方面会导致学生不思考、不主动学习,成为一个被动接受知识的容器,主观能动性根本无法发挥。
3.实验内容脱离实际。移动通信实验通常采用模块化的实验箱来完成,一般都是一些验证性的实验,比如:信道编码与解码、直接序列扩频通信实验等。这些实验内容很难组合和设计一些综合性的实验,仅仅能验证一些以前在理论课学习过的知识,而且与现实的手机用户、基站和移动交换中心等元素组成的移动通信系统差别较大。很多信号处理过程都被集成在模块中,学生无法观察移动通信网络中信号的传输和处理过程,理论和实际无法结合,做完实验后学生对于实际的移动通信系统还是缺乏感性认识。
二、改革措施
1.以社会需求为原则优化教学内容。随着移动通信产业的发展,特别是3G和4G系统的应用,未来几年内通信行业人才需求会更加旺盛,特别是移动互联网、移动增值软件开发、移动通信工程类人才的需求缺口很大。课程内容需要删除过时的内容,减少理论部分,以3G移动通信系统为主线,增加4G移动通信系统内容重新构建新的教学体系,使教学内容能适应移动通信技术的不断发展,以满足社会的需求。
2.教学方法和手段的改革。适当的教学方法是整个教学活动实施过程中的关键部分,为了在课堂上形成良好的学习气氛,充分调动学生的学习积极性,就必须尝试新的教学方法,让学生对每节课都充满期待,变被动学习为主动学习。
(1)问题情境式教学。教师可以根据教学内容提前设计一个问题情境,组织学生共同分析和探讨,最终得出正确结论。在这个过程中,学生是主体,教师起引导作用。这种交流方式,可以拉近师生之间的距离,而且可以增强学生的积极性和主动性,提高学生分析问题,解决问题的能力。最后教师要进行评价,针对学生的结论给出恰当的评语,把讨论中遇到的重点和难点进行分析,引导学生进行更加深入的思考。
(2)动画演示教学。动画演示在移动通信课程中是非常有效的教学手段。例如,在介绍GSM系统呼叫接续流程时,涉及到移动台、基站、移动交换中心等设备以及在这些设备之间传递的各类号码。通过flas的形式,可以把呼叫过程中的时序步骤向学生清晰的展示出来,演示直观形象,提高了学生学习的兴趣。
(3)课外自主学习。由于学时有限,移动通信课程的很多内容无法在课堂上深入展开,还可以引导学生利用课外时间自主学习。例如,为学生介绍一些比较大的通信行业论坛,学生可以通过网络获取最新的一些资讯。还可以根据课程内容布置课外作业,鼓励学生对自己感兴趣的内容进行研究,培养学生自主学习能力。
3.实践教学环节改革。一方面密切联系企业,了解社会需求和行业动态;另一方面,在学院现有的网络通信实践基地的基础上,与企业联合建设3G移动通信核心网实训平台,使得移动通信课程的实践教学从原理性验证实验过渡到以掌握实际通信系统为目标的综合性训练,实现与企业人才需求的“对接”。
三、结束语
我们主要针对当前移动通信课程教学的现状,分析了其存在的问题,在教学内容、教学方法和手段以及实践教学等方面做出了一些改革和实践,取得了良好的教学效果。具体体现在通信10级学生对课程满意度达90%以上,学生学习的积极性高,实践能力得到了锻炼,也让学生通过课程学习具备了一定的就业竞争能力。在今后的教学中我们将不断学习新的教育理念,将该课程建设成通信专业的精品课程。
[基金项目:黑龙江科技大学教学研究项目JY13-17]
参考文献:
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[3] 邱世阳.《移动通信技术》课程教学改革初探[J].广西轻工业,2011(5)
[4] 胡洁,黄双苹.“移动通信”课程教学改革与实践[J].中国电力教育,2013(14)
(一)把握教与学的主体教学过程中,我们坚持学生为主体,教师为主导,训练为主线。教师对本学科的理解和把握是引导学生学好本课程的关键之一。充分调动学生的主观能动性,提高学生的学习自觉性是教学改革的主要目标之一。教师要在教学的重要环节中起主导作用,包括制订教学大纲、教学计划;课堂精讲、课下答疑(网络教学);指导学生实验以及评判学生成果。学生在学习过程中的主体地位体现在教师的引导下,积极主动地学习。例如课下预习复习、完成作业、网络学习、论文撰写以及实验实训中作为主体进行学习。
(二)充分利用多种教学手段移动通信课程通常在大三下或大四上才开设,学生正处于找工作、考研的关键时期,怎样让学生自主愉悦地参与到学习中来,充分调动学生的学习兴趣和积极性,是我们思考的主要问题。下面重点阐述移动通信教学方法和教学手段的探索。为了最大限度地提高学生对本课程的学习兴趣,在课堂教学中,我们充分整合文字、图像、flas、视频等资源,利用多媒体教学方式,生动直观地呈现教学内容。例如在讲解多径信道的统计分析时,对瑞利分布、莱斯分布产生的环境条件可以用flas的形式来展现,让学生有直观的认识,讲解移动用户的登记和位置更新过程,可以借助flas,既生动又形象。另外,在教学过程中,通过播放从网上筛选的短片或者其他优秀教师的视频资源,加深学生对某些重要知识的理解,激发学生的学习兴趣,获得了很好的效果。在课堂教学过程中,根据教学内容设计适当的问题,留给学生思考。鼓励学生提问,根据学生的反馈信息和问题,与学生一起探讨,这种互动式的交流,既使课堂生动活泼,又可引导学生主动思考、拓展视野。授课过程中,还经常采用类比的方法,利用日常生活中的例子来打比方,使学生更好地理解一些抽象复杂的问题。比如,在讲到频率选择性衰落和平坦衰落的判定时,将信道的相干带宽比拟为高速公路的车道宽度,将信号带宽比拟为汽车的宽度,只有当汽车的宽度小于车道的宽度,才发生平坦衰落。当汽车的宽度大于车道的宽度时,必然发生频率选择性衰落。通过将抽象问题具体化,学生能从现实中找到鲜活的例子,加深对知识的理解。为了丰富教学手段,除了采用多媒体教学方式外,我们还利用MATLAB和VHDL语言,进行仿真实验演示。例如,在讲授多址方式时,通过仿真实验的形式给出了三种主要多址方式的实验结果,使学生对频分多址、时分多址和码分多址一目了然。在讲授扩频通信中采用的伪随机序列时,将m序列、gold序列的仿真波形显示出来,通过对结果的分析,使学生对伪随机序列的产生和性质有了深刻的认识。为培养本科高年级学生进行科学研究的能力,可组织开展专题讨论会,让学生就技术背景、应用前景等撰写综述报告。教师分组安排学生针对移动通信领域的几个专题开展讨论,如移动通信的3G/4G技术、CDMA的软切换技术、MIMO技术、OFDM技术等。通常专题讨论会在课程的后半学期开始,要求学生利用图书馆、网络资源查找资料,提交综述论文,并组织评判。这样既可以让学生获得相关专题知识,又可以提高学生的综述能力,为毕业设计打下基础。
(三)举办通信前沿技术讲座对3G、4G中的关键技术和新发展,通过专业教师开展通信前沿技术讲座、聘请校企合作单位的工程技术人员做报告等形式,让企业或者研究机构的专业人士从不同角度讲述移动通信系统的新理论和新应用。这样既能使学生将课堂上学到的理论知识和实际应用结合起来,增强学生的学习兴趣,同时也弥补部分课时不足的问题,将移动通信前沿技术移到讲座中完成。
(四)开展网络课程建设移动通信作为学院新建的网络课程,在学校求索学堂网站上,通过课程资源、学习辅导、在线考试和答疑等方式帮助学生自主学习和互动学习。我们利用网络的特点提供给学生大量的学习资料和链接。网站的内容主要有:课程描述、教师队伍、课程建设、课程资源、实践教学、课程内容设计、教学资料、互动栏目等。这些丰富的内容可以帮助学生拓展知识、启发思路,在课下深入学习和研讨。教师通过与学生讨论和答疑,达到网上师生交流的目的。在近两年的教学实践中,从课程考试、科技竞赛、就业考研中可以看出,学生的学习效果良好。
(五)及时得到学生的反馈在课程进行中和结束后,通过询问不同层次的学生、班干部或进行问卷调查,从学生那里收集教学反馈信息,听取学生对课堂教学、网络教学、实验教学等方面的反馈。
二、以项目实训和现场实践强化动手能力训练
在移动通信课程专业实践能力培养的改革上,我们进行了如下尝试:首先,通过硬件验证、软件仿真、实际系统训练等多种手段,完善实验课内容,提升实验课的层次,对学生进行全方位的训练。利用移动通信网站为学生提供实验课的要求和流程,图文并茂地讲述实验内容和实验系统,便于学生在实验前进行预习,对实验有一个感性了解。以往主要采用实验箱进行一些验证实验,学生对移动通信系统只有一个初浅的认识和模糊的印象。而通过对校企合作单位的调研,我们发现学生在软件方面的实践能力培养需要加强,可利用MATLAB或者VHDL语言,指导学生进行简单通信模块的编程和简单移动通信模型的搭建。这些实践不限定时间和场所,利用无线通信实验室作为开放实验室,既可在课程进行中完成,也可在毕业设计阶段完成,更具灵活性。设计题目先在毕业设计中进行,然后推广到课程设计中。在大四上学期,我们通过3GWCDMA项目实践这样一个完全模拟真实场景的软件仿真项目,使学生对3GWCDMA的基本原理和设备配置有较深的理解。在四周的毕业实习阶段,我们利用无线通信实验室的嵌入式手机平台对学生进行实训,其中一些项目还可让学生继续在毕业设计过程中进行深入研究。