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线性解调基本原理(含解调器框图、解调过程数学分析、解调输入输出信噪比);非线性调制基本原理(含调制信号数学表达式、调制器框图);非线性解调基本原理(含解调器框图、解调输入输出信噪比);五、频分复用(含调制解调系统框图、主要应用于复合调制)。其中非线性调制难度比较大,所以要求学生掌握的内容简化,这样可以减轻学生很多负担,而重点又明确了。与时俱进,扩充知识面目前用的教材是国防工业出版社出版的由樊昌信、曹丽娜等编著的《通信原理》(第6版)。这本教材应该说是通信原理这门课最合适的教材,比较具有权威性。但是,再好的教材也会有缺陷,这本教材把很多知识点讲得通俗易懂,难度也不大,但是从通信技术的发展来看,这本教材没有做到与时俱进。简单讲,就是其中过时的内容太多,而没有把目前一些新型的、前沿的应用型技术加进去,这样学生也不能了解当前通信技术的实际状况。例如占领目前通信领域的是数字通信技术,教材上只是很简单的把几种最基本的数字调制技术讲了一遍,几乎没有讲一些具体的应用,这样学生学下来一头雾水,一点印象都没有。所以,在这方面进行了一些新内容的补充,把目前通信技术的主要应用进行扩充,比如OFDM技术、CDMA技术、扩频通信技术、四代移动蜂窝网技术等[2]。但是要具体的、很透彻的把这些技术讲清楚也是不可能的,在课堂上只能把这些技术的基本原理讲一讲,例如移动公司现在开发的3G产品,主要涉及第四代移动蜂窝网技术,解决的问题是提速与扩容并存的问题[3]。这样能增强学生的学习兴趣。理论教学与实验教学的有机结合通信原理课程安排包括两部分,一部分是理论学习,另一部分是实验教学,以前的实验课学时只有6个,就是在现成的集成电路板系统上进行验证性实验,这些实验没有充分发挥学生的自主动手能力,没有让学生把理论学知识进行自我创新实验。现在在实验课上进行改革,增加了3个学时实验课,而实验内容是让学生自己通过SystemView软件和Matlab软件进行系统设计,然后再仿真,当然这个难度会比较大,改革的要求是学生能通过9个学时的实验课完成简单系统设计,并仿真出系统的误码率曲线图就可以了,这样可以提高学生的动手能力,在不断摸索,相互讨论,再经过老师帮助的过程中,学生的学习热情大大提高了。
传统教学结合计算机演示一般的课堂教学都是以教师板书加PPT的手段,而通信原理PPT的内容基本就是课本内容的重复,没有任何有价值的内容,学生上课就想睡觉。现在在传统教学形式上做一些创新:第一,对PPT进行全面的调整。把书本上没有的,但是很重要的信息放入PPT中,同时PPT要条理清晰,重点突出,让学生一看就明白讲的内容,还有就是每堂课结束后要做个小结,把这堂课的主要知识点用PPT打出来,可以用鲜艳的字体来体现;第二,加入计算机的仿真过程。在通信原理这门课中大部分是理论知识,学生听起来比较抽象,例如AM、DSB、SSB和VSB四种调制方式,全是一堆公式推导,这时候现场用Matlab软件来编一段小程序,把调制信号、载波信号、已调信号的波形和频谱仿真出来,学生看了不仅会编这种简单的程序,还能加深对这部分知识的理解。又例如分析各种数字调制系统抗噪声性能,就可以用Matlab的Simulink来进行简单的系统建模,然后编程通过误码率曲线图让学生加深对这部分知识的理解。课堂上师生互动传统教学中老师讲,学生听,老师根本掌握不了学生情况。现在,在课堂上尽量发挥学生的主动性,每堂课最后安排15-20分钟时间,让学生来提问,如果没有学生提问就老师点名让学生回答问题,这样学生就会有一定的压力,上课过程中自然就会更加认真的听讲,如果哪次课时间充裕,那就进行一次班级讨论,分成几组,每组同学进行自由讨论,不仅可以讨论书本内容,还可以对老师提意见,这样的师生互动可以增强学生学习的热情,提高学习效率,而且也可以提高老师的教学水平。
其重要程度不言而喻,这次教学体质改革使得学生的总体学习效率得到提升,学习热情提高,大部分学生能真诚用心地去学好。当然通信原理这门课开设已久,存在的问题也很多,经过这次教学体制改革虽然得到了一定的效果,但还是有很多问题,不是所有学生都满意这次教学体制改革,特别是学得比较差,本身基础比较弱的学生反映效果不好,教师的整体水平还有待提高等,这些都使得笔者需要进一步深化改革,长远深入的把通信原理教学体质改革进行下去。
作者:邹丽 吉晓东 单位:南通大学
关键词:信息管理系统 SSH框架 科研管理
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)02(a)-0097-02
在日益信息化和网络化的现代社会中,办公流程的网络化、电子化已成为一种趋势,在这样的环境中,学院的教学科研管理工作仍然基本处于手工管理阶段,操作流程复杂、劳动强度大、耗时巨大,而学院信息管理的落后导致科研人员获取信息的艰巨、付出大量的重复劳动等。
如何利用学校的网络资源,并改进现存的各种缺点,将繁琐复杂的科研信息管理工作变得轻松简单,开发出一个教学科研管理信息系统,是这次课题所要解决的问题。该系统划分为教师功能和管理员功能2个模块,该文主要介绍教师功能模块的开发与实现过程[1]。
1 技术简介
1.1 开源框架Struts、Spring 和Hibernate简介
Struts是一个基于MVC设计模式开源项目,作为前台控制框架简化了程序的开发,使界面开发人员和Java程序员达到了有效的分离,使项目的可扩展性大大增强,提升了开发效率,降低了开发成本。[2]
教师科研信息管理系统采用最流行的J2EE架构:SSH,其中,Spring技术为核心构件,数据的持久化使用Hibernate完成,表现层的MVC框架使用Struts。这些框架都是目前最流行的轻量级J2EE框架,3个框架组合可以保证更好的开发效率,保证系统的稳定性、可靠性更好。
用这3种开源框架的策略如下:表示层用Struts,业务层用Spring,而持久化层则用Hibernate,如图1所示。
1.2 Spring的应用
Spring作为核心框架使用。Spring为J2EE应用的表现层、业务逻辑层及数据持久化层提供了极好的解决方案,因为Spring提供的不仅仅是一种框架,而且提供了一种企业应用的开发规范。Spring是实际开发的抽象,其提供的“模板设计”大大简化了应用的开发。Spring的系列Template将通用步骤以优雅的方式完成,留给开发者的仅仅是与特定应用相关的部分,从而大大提高企业应用的开发效率。
Spring提供的IoC容器管理所有的业务逻辑组件、DAO组件,Struts的控制器Action也由通过IoC容器提供管理。各组件以松耦合的方式组合在一起,组件与组件之间的依赖正是通过Spring的依赖注入管理的。DAO对象都采用面向接口编程的方式,从而降低系统异构的代价。
1.3 Hibernate的应用
持久化层封装了数据访问细节(以持久化类 POJO+*.hbm.xml封装数据访问细节),连接数据库,对数据库进行查询、插入、删除、更新。
1.4 Struts的应用
系统使用Struts作为MVC框架。Struts 作为MVC模式的典型实现,对Model、View和Controller都提供了对应的实现组件,下面对Struts 架构的工作原理简单介绍。
(1)Model:Model部分由ActionForm和JavaBean 组成。其中ActionForm用于封装用户请求参数,所有的用户请求参数由系统自动封装成ActionForm对象:该对象被ActionServlet转发给Action;然后Action根据ActionForm里的请求参数处理用户请求。而JavaBean则封装了底层的业务逻辑,包括数据库访问等。其中包括ActionFormBean,它是一个普通的JavaBean,Struts利用它来进行视图和控制器之间表单数据的传递。
(2)View:View是一组HTML 或JSP 页面,不包括业务逻辑和模型信息。
(3)Controller:Controller可以理解为模型与视图之间沟通的桥梁,它可以分派用户的请求并选择适当的视图用于显示。基本的控制器组件是ActionServlet类中的实例Servlet。
整个应用由客户端请求驱动,当客户端请求被ActionServlet拦截时,ActionServlet根据请求决定是否需要调用Model处理用户请求,当用户请求处理完成后,其处理结果通过JSP 页面呈现给用户。通过Action拦截所有请求有个好处,就是可以将所有JSP页面放入Web-INF/路径下,可以避免用户直接访问JSP页面,保证系统安全性。
2 系统总体设计与实现
系统功能模块说明:根据对该系统的需求分析,该系统分为教师功能和管理员功能两个模块,其中,教师功能模块的示意图如图2所示。
3 系统功能设计
3.1 系统首页与登录模块
系统首页中间为公告栏与白板栏,左侧是登录模块。在首页右侧上方为4个导航按钮,分别为首页、教师入口、管理员入口和版本说明。在首页左侧有登录模块,教师首次登录后系统会提醒修改初始密码和资料信息。在登录时首先进行身份和密码的验证。
3.2 个人信息管理模块
个人信息管理是对教师基本信息进行管理。教师的部分信息是管理员通过数据库导入的,教师本身是无法修改的,教师能够进行管理的个人信息系统显示为可修改文本框,修改后保存即可。
3.3 上传模块的实现
教师功能页面左侧导航栏的“资料上传”包括“学术论文上传”“著作信息上报”“学术活动信息上报”“科研项目上报”等6个子项。此功能模块主要对论文、专利信息等进行上传存档。用户在上报资料时必须填写的一些信息。其中,除了编号是系统自动分配的,上报人是系统自动识别的外,其余均由教师进行填写。同时上传论文PDF格式的电子文档以及相关资料扫描文件。
3.4 查询模块
查询模块是具有一定权限后才能进行操作的,其包括“教材查询”“论文查询”“著作查询”“学术活动查询”“专利信息查询”“科研项目查询”和“学院资料查询”7个查询子项。
进入查询页面后可以根据需要查询的内容设置查询条件。填写好查询条件后,点击“确定”按钮提交,系统自动搜索符合条件的论文,并将它们列在表格中以待查阅。
3.5 统计模块
统计模块包括“个人业绩统计”和“师资情况统计”两个子项,根据查询者本人的ID,到表中查找符合条件的信息,将那些表中通过审核并计算过业绩点的数据查找出来并列在JSP页面的相应表格中。此时用户能够看到自己当年的业绩点统计情况,如果发现所列出的业绩点与自己计算的有出入,可以通过发送邮件的方法联系管理员。这样一来,用户可以随时查看自己的业绩点情况,方便进行工作量的调整,也可以及时发现问题。
3.6 查看公告模块
网站登录的首页包括学院新闻、公告、通知。在其中列的是当前管理员的一些公告,点击这些公告的标题即可展开一个相应的页面,进行公告的查看。点击列表中公告的标题,展开相应的公告详细内容。
3.7 权限申请模块
该系统是对教师开放使用的,所以在使用过程中注意保护他人隐私是人们所关注的。所以该系统设置了一项权限申请功能,“权限申请”包括“当前权限查看”和“权限申请”。如果教师不清楚当前是否有权限进行系统内部的查询操作,可以点击“当前权限查看”,如果显示的是没有权限,则可以点击权限申请进行申请书的填写,填写完毕后发送,等待管理员审批。权限是有一定时效的,管理员会根据教师发送的申请具体情况进行权衡,一定时间之后,关闭赋予的权限。
4 结语
通过一阶段的工作,一个教学科研管理信息系统初步实现,它可以基本满足用户的需要,如若正式使用,应该能够解决学院科研信息管理现有的问题。减轻管理员的负担,化整为零,化繁杂为简单。但由于时间和精力的有限,系统做得有些粗糙,部分功能没有考虑到实际使用时会出现的不足,有待进一步深入开发时进行研究与解决。
参考文献
[1] 胡晓丹,魏长军.基于Struts+Spring+Hibernate架构的能源管理系统的研究[J].计算机与现代化,2006,136(12):26-30.
关键词:通信与电子信息;科技英语;面向应用
作者简介:任蕾(1979-),女,山东淄博人,上海海事大学信息工程学院,讲师。(上海 201306)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)09-0167-02
通信与电子信息技术是目前发展最迅速的领域之一。4G/LTE、云计算、大数据、智慧城市、3D打印、量子通信与量子计算机、物联网等新技术的出现,为通信与电子信息专业本科生的科技英语学习带来了新的资源,同时也为该课程的教学工作提出了新的要求。
在笔者所在的院校,该课程被设定为限选课。同时由于“通信与电子信息科技英语”课程的特点,其很难引起学生和教师的重视,导致教学效果并不理想,很多学生把该课程简单的认为是英语课,学习目标不甚明确,学习积极性不高。此外,该课程的学时一般为36学时,教师的授课积极性也大受影响。但该课程中面向应用的教学内容对学生是十分重要的,有利于学生今后的学习和工作。该课程的涉及面极广,几乎涵盖了学科中的每个领域,对任课教师的要求很高。
“通信与电子信息科技英语”课程的教学目标是让学生掌握科技文献阅读和写作所必知的英语术语与语法知识,鼓励学生为参与国际化学术交流和今后工作打下良好的科技英语基础,并使学生能运用各类电子资源获得最新的国内外专业前沿动态和最新学科研究动向,[1]同时通过一定的训练可以掌握初步的科技论文写作技能,特别是掌握英文摘要的撰写方法。其中,在“通信与电子信息科技英语”课程中,面向应用的教学内容包括:该领域的文献检索、文献阅读、文献摘要的撰写、科技文献综述的撰写、讲稿制作与做报告能力的训练等。在通信与电子信息迅速发展的大环境下,上述面向应用的教学目标日益重要,受到了广泛的关注。[2]
传统的通信与电子信息科技英语的教学方法为:词汇+翻译+语法,同时教材中的教学内容相对专业发展严重滞后,因此该课程的教学难以引起学生的兴趣。[3-6]为改变科技英语教学现状,笔者对教学方法进行了改进,特别是对面向应用的教学部分进行了大量实践。笔者结合自身的教学经历,探讨了面向应用的“通信与电子信息科技英语”课程的教学内容、教学方法和教学模式。
一、面向应用的“通信与电子信息科技英语”课程的教学内容
与传统的词汇+翻译+语法的教学内容不同,面向应用的“通信与电子信息科技英语”课程的教学内容更加丰富、综合性更强,对学生和任课教师的要求都更高,同时该教学内容应是本课程教学的重点。面向应用的“通信与电子信息科技英语”课程的教学内容主要包括以下几个方面:
1.科技文献检索
本文中的科技文献主要包括各类专业相关的期刊文献、会议文献、技术报告、国内外专利、相关图书、产品技术说明等。随着电子信息技术的迅速发展,该领域的英文文献大量涌现,要了解最新的技术和发展动态往往需要阅读大量文献,而阅读的第一步即检索文献。该部分的教学要求是从海量的数据库中快速、准确地检索到需要的科技文献。笔者在教学实践中,结合学校数字图书馆的大量资源,通过指定主题对学生进行训练。
2.科技文献阅读
由于有大量不熟悉的专业术语和词汇,面对英文文献,学生往往很难理解文献的内容。因此让其在文献阅读中熟悉和掌握词汇即传统的教学内容的核心,也是面向应用的科技英语教学内容的重心之一。由于通信与电子信息领域的大量专业词汇是由词缀等合成的,有一定的规律可循,因此,通过大量文献阅读的训练效果较传统的教学模式好。
3.科技文献摘要撰写
撰写科技文献是对学生综合能力的训练,其中摘要的撰写是十分重要的内容。特别是,英文摘要是每个本科生毕业论文中必须完成的任务之一。因此,科技英语课程中也将其作为面向应用的教学内容。该能力训练与文献阅读可同步进行,通过大量阅读、学习来完成摘要撰写的任务。
4.文献综述撰写
文献综述是本科生毕业设计环节中的首要任务,只有通过文献综述,才能了解相关领域的发展情况,而本能力的训练是以文献检索和文献阅读为基础的。在该能力的教学过程中,笔者并不限制学生仅参考英文文献,可以通过检索和阅读部分中文文献进行,这主要是给学生一个适应的过程,可通过中英文献对照,帮助学生有效理解科技文献的内容。
5.讲稿制作和做报告能力的训练
为使学生适应专业发展及学科的国际化,方便今后进行学术与科技交流,培养学生进行讲稿制作与做报告的能力是面向应用的教学内容的重要部分。该能力的训练有利于开展seminar式的教学活动,特别适合科技英语类课程的开展。
这些教学内容相对传统的教学内容更吸引学生,更能充分调动学生的学习积极性,对学生今后的工作和继续进修均有益。在笔者所在高校,该课程的学时一般为36学时,在教学实践中笔者将面向应用的教学学时提高到12学时,即在详细讲解常用的专业词汇和重点文献的基础上,把教学重点放在面向应用的教学上,并要求每位学生提交相关的大作业,作为平时成绩考核的重要参考。
二、面向应用的“通信与电子信息科技英语”课程的教学方法
要顺利开展面向应用的“通信与电子信息科技英语”课程的教学工作,需要运用适当的教学方法,应由以教师为核心的教学模式转变为以学生为主,尽量让学生多参与,教师进行相应的引导。笔者通过教学实践总结了以下几个面向应用的“通信与电子信息科技英语”课程的教学方法和教学模式。
第一,针对科技文献检索教学内容。首先需要学生熟悉数字图书馆中的各类资源,即能熟练的使用这些资源,根据主题和关键词进行快速、精确的科技文献检索。目前这类专业的数据资源主要包括清华同方、万方数据资源、维普电子资源、IEEE Xplore、EI Village、ISI Web of Science、Springer、Science Direct、ProQuest、Hans Publisher、SLCC(Springer+Kluwer Online)等论文、专利和技术标准数据库,同时美国专利局和中国知识产权局的专利搜索也包括在内,这些电子资源基本能涵盖各类文献。此外,通信与电子信息类科技公司的英文网站也是技术资料检索的重要来源。
第二,熟练使用网络搜索引擎。目前笔者要求学生主要会使用Google和百度等网络搜索引擎检索相关文献,特别是会使用Google scholar,将其作为图书馆中的数据资源的补充。
第三,在教学中通过实例分析法讲解摘要写作方法。以多篇中等长度的英文科技文献为例,该类文献包括已发表的科技论文,也包括已毕业学生的毕业设计论文等,通过这些示例让学生掌握摘要写作的基本要点,然后布置相关主题让学生做大量的练习。
第四,文献综述是在检索并阅读大量科技文献的基础上完成的,因此首先要求学生准确搜索文献。由于学生对文献综述不熟悉,笔者在教学中给出相关的范文进行讲解,然后要求学生根据主题自行撰写。
第五,讲稿制作和做报告不仅在本科毕业设计环节要用到,参与各类竞赛答辩也要使用,因此如何制作吸引人的讲稿,并出色的做报告十分重要。在教学中笔者鼓励学生主动参与到做报告的活动中,并每两周安排2~3位学生制作讲稿并报告主题,其他学生参与讨论,同时一起对讲稿和报告的过程进行评点。
第六,通过布置大作业来训练学生的综合能力。在教学实践中,笔者按照面向应用的教学内容要求,布置了相应的作业,每位学生的任务各不相同,但基本均包括以下四个步骤:一是选择通信与电子信息类领域的一个主题,可以是教师指定主题,也可以自选主题,这些主题都是近年来该领域的热点主题。二是就选定的主题,检索相关科技文献。对文献检索的具体要求是:检索文献不少于20篇,考虑到学生阅读专业英文文献可能遇到的困难,要求检索英文文献不少于15篇,同时需给出每篇文献的检索方式,即关键词和搜索的数据库等。三是对搜集的科技文献进行详细阅读和撰写综述。撰写综述是本科生毕业设计环节中规定的任务之一,借助本课程作业,可对学生进行基本训练。尽管撰写文献综述有较大的难度,但笔者认为给学生提供认识、训练的机会十分重要。另外,在作业要求中笔者给出格式和具体的综述写作大纲以供学生参考。四是制作关于该主题的讲稿。具体要求是学生在上述工作的基础上,对其选择的主题制作讲稿,该任务将对学生毕业设计答辩、申请创新类课题答辩,乃至今后工作都有所帮助。同时,选择或者指定部分学生在课上时间汇报主题内容,其他学生参与讨论,这样的形式弥补了该课程枯燥、参与性低的缺点,并以类似seminar的形式,让广大学生了解到最新的技术和发展动向,具有通过文献阅读进行科普的作用。
三、结束语
笔者结合在“通信与电子信息科技英语”课程的教学实践,介绍了该课程中面向应用的教学内容、教学方法与教学模式。这类教学内容对提升学生的综合能力具有十分重要的意义,有利于毕业设计环节的进行。同时,面向应用的教学内容给任课教师也提出了更高的要求。该课程的教学方法值得今后继续探索。
参考文献:
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[5]丁洁,吴冬梅.“卓越工程师教育培养计划”下电气专业英语的教学探索[J].外语教学与研究,2013,(2):169-170.
Abstract: Because of the convenience of wireless communication, wireless communication technology has become one of the fastest growing, most popular and most influential communication service, and has become an indispensable component in modern society. This article designed an interactive application and information system that can provide local services based on wireless communication technology, including a design of local information service, which conducts interactive authentication data with the user terminals by radio frequency authentication unit and radio frequency way, and according to the interactive authentication data completes the terminal operation with the user terminals. Through the device's wireless communication unit to establish wireless connections for wireless communication with user terminals achieves a variety of location-based interactive applications and information services.
关键词: 无线通信技术;本地交互应用;信息服务系统
Key words: wireless communication technology;local interactive application;information service system
中图分类号:TP315文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)25-0132-02
1系统涉及背景
近二十年来,随着无线通信技术的不断发展和社会需求的日益增长,包括移动电话、无线寻呼、卫星通信等在内的无线通信得到了越来越广泛的普及和应用,并展示出广阔的市场前景。从全球范围来看,无线通信用户的年增量和增速都在持续逐年大幅度增长,无线通信已经进入规模化发展的阶段。如今,快速发展的无线通信已成为信息产业中最为耀眼的“亮点”,并成为推动社会经济发展的强劲动力。当今,全球无线通信产业的两个突出特点体现在:一是公众移动通信保持增长态势,一些国家和地区增势强劲,但存在发展不均衡的现象;二是宽带无线通信技术热点不断,研究和应用十分活跃。随着无线通信技术的不断发展,基于无线通信技术的应用也越来越为广泛,如用户使用手机发送短信,利用电信运营商的通信渠道下载彩铃,音乐,以及通过网络,下载MP3等多媒体信息服务业务。用户对随时随地获取与位置和时间相关的准确信息的需求在不断的增加。但用户通过互联网搜索引擎搜索位置相关的信息准确率和实时性不够高。当前一般借助GPS,AGPS,MPS等实时位置定位技术确定用户当前的位置,需要外加这些附加位置定位的硬件模块,运营成本较高。本文设计的系统涉及无线通信领域,如蓝牙通信,射频(RFID)技术领域,小额支付领域,视频广告领域等以及用户终端和媒体信息传输方法、系统。
2系统制作及实现
本文设计的系统将原来集中处理的信息,按位置关系分布到不同的本地信息服务装置中,根据用户通过射频技术快速地完成身份鉴定并确定了用户所处的位置,再通过蓝牙等无线通信技术访问本地信息服务装置,提供与位置关联的信息服务。在本地信息服务装置的设计包括了如下的功能单元:
2.1 本地信息存储单元用于存储用户要获取的和位置相关的信息内容。
2.2 射频鉴权单元可以通过射频识别方式进行鉴权,也可以通过输入帐号和密码进行鉴权。通过射频识别方式进行鉴权时,用于以射频识别方式与用户终端交互鉴权数据,并根据鉴权数据对用户终端进行鉴权。鉴权数据信息可为用户的相关信息,例如用户身份标识(ID)信息。
2.3 无线通信单元用于与用户终端建立无线连接,并通过建立的无线连接进行无线通信。
2.4 交互服务单元用于与用户建立无线连接后,提供用户交互服务的应用平台。相应地,系统中还设计一种可手持使用的用户终端,该用户终端包括如下的功能单元。
2.4.1 用户射频鉴权单元存储有鉴权数据信息,并根据鉴权数据信息以射频识别方式与媒体播放装置进行鉴权。当用户终端为手机时,该用户射频鉴权可为具有射频功能的SIM卡或者具有射频功能的NFC手机。通过射频鉴权,可以准确的记录用户的行为数据,基于行为数据通过协同过滤等数据挖掘技术可以实现面向用户的精准营销。
2.4.2 用户无线通信单元用于在鉴权通过后,与本地信息服务装置建立无线连接,来获取相应的和位置相关的信息。无线通信单元可为采用蓝牙技术的蓝牙通信单元或无线局域网WLAN通信单元或IEEE 802.11标准无线通信单元。若用户无线通信单元使用蓝牙通信方式,可以将用户的蓝牙地址以及相关的蓝牙服务端口、用户终端的设备型号等信息存储于用户射频鉴权单元中以降低用户使用的难度以及使用门槛,这种方式称为蓝牙地址与射频鉴权的绑定。通过这样的绑定在本地信息服务装置向用户终端发送媒体信息内容时,可以跳过蓝牙地址的搜索流程,直接按照绑定的蓝牙地址发送信息,这样就缩短了蓝牙搜索用户蓝牙地址的时间,并且可以在用户蓝牙设备处于不可见状态下,经过用户授权而接收数据,解决了用户日常打开蓝牙容易被骚扰的问题。
2.4.3 用户交互客户端单元用于完成与本地信息服务装置的信息交互,提供了交互应用和信息服务的用户交互界面,如菜单选择,浏览信息,播放媒体内容等。本文设计了通过射频识别感应技术来提供本地交互应用和信息服务实现快速鉴权的方法。在检测到用户终端进入提供本地信息服务装置的射频识别感应区域时,通过射频识别感应区的大小确定用户所处的位置。确定用户进入可服务位置后,本地信息服务装置以射频识别方式与用户终端交互鉴权数据进行鉴权。在用户通过鉴权后,本地信息服务装置等待用户发起交互请求。在用户发起请求后,基于存储本地的信息和应用平台,为用户提供服务。射频识别方式通常称为感应卡、感应式IC卡、非接触卡等。利用射频识别讯号以无线方式传送及接收数据,且同时使用此射频讯号来做无线传输,因此识别卡不需与卡片阅读机直接接触即可做数据的交换,而且卡片本身不需使用电池,所以卡片就可以永久工作。如果本地交互应用和信息服务中的信息需要计费和收费,那在上述的流程中还可以引入扣费的流程,该扣费流程可通过本地信息服务装置中的射频鉴权单元与用户终端中的用户射频鉴权单元进行交互操作来实现。在系统中的无线通信方式,包括了采用蓝牙或无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)通信方式或IEEE 802.11标准(Wireless Fidelity,WiFi)进行通信的无线通信方式。其中蓝牙技术,属于一种短距离、低成本的无线连接技术,是一种能够实现语音和数据无线传输的开放性方案。利用“蓝牙”技术,能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信,也能够成功地简化以上这些设备与互联网之间的通信,从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效,为无线通信拓宽道路。WiFi是IEEE定义的一个无线网络通信的工业标准。其主要特性为:速度快,可靠性高,在开放性区域,通讯距离可达305米,在封闭性区域,通讯距离为76米到122米,方便与现有的有线以太网络整合,组网的成本更低。WLAN是指应用无线通信技术将计算机设备互联起来,构成可以互相通信和实现资源共享的网络体系。无线局域网的特点是不再使用通信电缆将计算机与网络连接起来,而是通过无线的方式连接,从而使网络的构建和终端的移动更加灵活。
3展望未来
基于本文设计的系统,本地信息服务装置可以设计成固定框架形式的广告牌,视频动态广告播放器,触摸屏自助式终端等各种形式的设备。这些设备可以放置在诸如银行,地铁,机场,商店,巴士,的士,写字楼,电梯等各种位置。用户通过手机,PDA等各种形式的用户终端完成可以通过这些设备获得基于位置和情景的、精确的信息获取以及各种扩展的交互应用,包括本地信息浏览,情景营销,精准广告,基于位置的交友社区等应用,以及各种数字化产品的自助销售服务业务,如音乐,视频片段,电子报,电子杂志,游戏,数字电影票,电子优惠券等。通过本文设计的系统构建的无人值守的信息应用服务网络,不但可以让消费者更方便、更好的随时随地获取自己当时所需要的服务,而且低成本、可扩展的运营模式可以为运营者创造不可估量的价值。
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关键词 课程网站;混合学习;信号与系统
中图分类号 G642.0
文献标识码 A
文章编号 1005-4634(2012)05-0062-03
0 引言
信号与系统课程是电子类专业重要的平台课程,尽管取得了不少教学成果,课堂教学中还是存在一些问题:(1)趣味性不够。信号与系统课程主要内容是三大变换,涉及较多数学知识、公式和定理,学生普遍反映内容较枯燥、单调。数学基础不好的同学感到吃力、公式记忆容易混淆、物理意义不明,不少学生对此课程有怕学、厌学以及学不会的现象。虽然在授课用的多媒体课件中考虑了动画等趣味因素,但由于课时有限,使用中有所顾忌;(2)互动性不够。当前大学本科教学多数在新校区进行,平时师生见面较少,尽管一些教师在课堂教学中尝试增加互动环节,如提问、让学生发表意见等,但由于合班上课,课堂教学中依然存在满堂灌的现象;(3)应用性不够。由于教师的知识结构、阅历等因素制约,课堂教学中存在着应用性不够的问题,导致学生产生这门课学了没用的思想,出现学生厌学现象;(4)教学模式单一。教学模式上依然是传承性教学为主,忽视了学生自主学习、自主探究能力的培养,教学上未能充分利用网络资源。
面对大学课堂教学中出现的问题,积极探索解决问题的途径,提高大学的教学质量成为一个急需解决的问题,而积极转变旧的教学理念、运用新的教学手段和教学方法从而理顺教学过程中师生之间、教与学之间的关系成为解决问题的关键。网络教学是近年来随着网络的兴起出现的一种新的教学模式。网络教学可以多角度刺激学生的求知欲,激发学生的学习主动性和积极性,激发学生的兴趣,保证学习效率。网络环境下的协同教学,可以突出网络教学的互动性,满足学生对学习过程的某些特定要求,与建构主义的教育模式相结合,能强化教师在教学过程中的指导作用和互动效果,弥补单个学校、单个教师在网络环境下教学能力的不足和知识面的欠缺,提高网络教育的效果和效率。课堂教学结合网络教学成为研究热点,本文讨论针对普通全日制在校学生构建信号与系统课程网站进行网络辅助教学的方法,对改善合班上课效果及学校多校区办学导致的教学质量下滑很有必要。
1 课堂教学和网络教学的结合——网络辅助教学
课堂教学和网络教学两种模式各有优势和不足,因而不能简单地用一种模式代替另一种模式,根据混合学习理论,最有效的做法就是把传统的课堂教学与网络教学有机地结合起来,既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用,又要体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。只有将这二者结合起来,使二者优势互补,才能获得最佳的学习效果。一方面,教师可利用课堂的教学环境与学生进行面对面的交流,对学生进行潜移默化的影响,教学过程也更具有人情味。另一方面,网络教学在视觉效果、学习内容、自主学习方式、师生交互、生生交互等方面提供了平台。
混合学习是对所有学习要素进行合理选择和组合,使学习效果及学习项目的成本达到最优化的理论与实践,混合学习理论期望用最低成本产生最大学习效益,最终实现教育机构最关心的目标。课堂教学与网络教学混合的一种方式是网络化课堂教学,是以计算机网络为依托的教学方式,计算机网络系统由服务器、教师主机和学生工作站联接而成,教师通过主机控制整个网络的每一个终端,与学生进行交流,学生利用自己的计算机主动去学习并接受。这种方式通俗点讲就是将网络搬到了课堂上,即在机房上课。网络化课堂教学对软硬件和教师、学生的素质要求比较高,目前成本较高,尚不具备此条件。另一种是以学生在线学习为主,结合课堂教学和网络答疑,如与计算机相关的操作性较强的课程比较适合。如何针对课程和学生特点,研究合适的教学模式依然是一个开放的问题。
信号与系统课程理论性较强,学生对计算机使用、网络资源和搜索引擎等已有一定基础,在信号与系统课程教学中采用网络辅助教学,不改变目前在多媒体教室进行课堂教学的特点,增加了网络教学的辅助功能,课堂上以教师为主,课后在教师引导下,以学生网络自主学习为辅。下面以信号与系统课程为例,从教学平台和教学设计两方面介绍。
2 网络辅助教学平台——课程网站
现有的网络教学主要依托两类机构:一类是以各种技能培训为特点的教学网站和网校,另一类是依托高等学校设立的网络教育学院。一般的网络教育平台立足于远程教育,能在不同用户间进行服务,提供与服务需求相适应的综合性网络支持服务系统,具有媒体多样性、交互实时性、施教针对性和资源共享性等特征,其功能覆盖了教学安排、网络学习、网络考试、网上答疑、学习过程管理、学籍管理、教学质量监控、教务管理、学习资源管理、用户管理、权限控制、运行安全监控、数据备份等。网络教学平台是网络教育学院广域网网络教育支撑体系,仅限于网络教育学院的合法用户使用。对于全日制学生而言,没有必要选用远程教育那样的支持服务系统,考虑到成本因素和教学资源的特色化,信号与系统课程网络辅助教学平台选用课程网站作为支撑,网站相关的教学资源由南京邮电大学具有不同专业特长的教师组成的教学团队构建,可以充分发挥教师的特长,分工合作,进行多元、有效的教学,发挥协同教学的优势。网络上现有的一些学校的信号与系统课程网站大多数是为申报精品课程而设,主要栏目局限于介绍课程负责人、教学队伍、主讲教师、教学效果评价等统一格式,并不适合网络教学,为构建课内一课外、课堂一网络立体化的教学环境,课程组建设了信号与系统课程网站,探索了利用课程网站进行课程辅助教学、发挥网络协同教学优势的方法。
建设课程网站面临的第一个问题是选取合适的网络环境。考虑到南京邮电大学购买了WebPlus平台工具,且许多二级学院网站就建立在这个平台上,于是决定也用这个平台。其次是网站的栏目设置。网站内容可以分为两类:(1)教学资源查看及下载服务,属于资料展示类。与常见的网站类似,教学资源栏目提供了课程公告、主讲教师、教学大纲、授课计划、教学课件、考试试卷几个子栏目,学生可以下载课件及往年试卷,补充材料和拓展材料分别展示了和信号与系统课程相关的前修课程和后续或专业领域的相关知识点。如网站介绍了形成傅里叶级数思想的过程,介绍频谱资源的有效性与认知无线电,介绍压缩感知,介绍各种调制等;(2)在线调查、在线测试、学习园地和问题留言及回复,这些栏目提供了师生网上交流学习的平台。
3 网络辅助教学方案设计
网络辅助教学设计如图1所示分4个阶段。第一阶段是准备阶段,主要根据教学目标、教学内容、情景因素和学生特点确定合适的教学模式,通过恰当方式向学生展示学习内容,获得预期效果,包括互动技巧、学习活动安排、引起注意和增强记忆的手段等。教学内容的选择、安排和呈现包括:需要说明什么?多少信息才够?对于一项学习任务,内容如何呈现,采用何种呈现方式?这个阶段的成果分别呈现在教师课堂教学上和课程网站上。
第二阶段是课堂教学阶段和学生利用课程网站自主学习阶段,在目前的师生比条件下,基础课课程普遍采用大班授课,尽管效率很高且面对面实时交流,然而由于学生数量多,教师只能满足一般学生的要求,不能照顾到每一个学生,难以做到因材施教。因此,在实际教学中,采用了传统的课堂教学和网站自主学习的并行模式双线教学,并且将小组探索性学习引入到网络教学中,不仅培养了学生合作的习惯,还有助于提高学生分工协作、策划、组织、语言表达等方面的能力。
第三阶段是传统答疑、网上答疑和辅导阶段,主要任务是强化和提高学生的学习效果,在教师和学生间可以异步进行,也可同步进行。(1)在原指定教师在指定地点的面对面答疑安排基础上,网站上开辟问题留言及回复栏目;(2)网站增加了信号与系统课程中某知识点相关联的新技术或技术领域的应用。在课堂教学中可在对应的概念介绍完后加以引申。如在讲授傅里叶变换性质——调制定理后可以联系调频广播电台的使用频率,发现在南京收听某个频率的调频台节目,而在其他地方可能变成了其他电台的节目,因为频率资源是有限的,所以每个国家的无线电委员会需要对频率资源加以分配,网站上有无线电委员会频率分配的情况。接着可介绍3G网络与小灵通间的频谱之争,由于无线电通信的需求不断增长导致频谱使用情况不均,有些频率资源未得到充分利用,出现了频谱空穴,利用此空穴进行无线通信属于认知无线电的范畴,是当前通信的研究热点之一,网站上有进一步的介绍,学生也可在学完基础课后跟导师继续研究。
第四阶段是测试和考核评价。学生的学业成绩以教师评价为主,期末考试占70%,平时作业、课堂出勤情况、网络参与情况占30%。在教学实践中发现,学生在基本概念方面有欠缺,有些虽然依葫芦画瓢能做题却不知道为什么这样做,主要原因是缺少适当数量的习题练习,没有建立起正确的概念,根据多年的教学经验,拟出一些与概念相关的单项选择题,放在在线测试栏目,要求学生学完一章后,在网上做测试,回答正确有鼓励的话语,如果回答错误,可以看到错误的原因分析,帮助学生建立基本概念。学生的网上测试结果和平时的作业只关注有没有完成,希望学生不要片面追求正确率,鼓励学生反馈真实的学业水平,教师再根据教学反馈调整教学设计。在考核阶段,针对强化班开展了完成项目的活动,要求学生就信号与系统课程中自己感兴趣的内容,利用Matlab GUI完成一个演示小系统,学生以3~4人为一组协作开发,根据自己的特点进行项目策划、理论依据、图形展示、编写程序、项目汇报等,完成的作品在课堂上讲解并演示,在教师主持下学生相互评点,最后上传到网站教学园地栏目,还可作为教学资料供参考。
网站建设初步完成后,利用此教学模式在南京邮电大学部分班级进行了试点。采用基于网站的课程教学模式还需要注意以下几点:(1)要给网站寻找一个方便的入口。由于网站访问人数有限,用普通的搜索引擎难以找到课程网站,让用户输入网址很不方便,为此,在学院网站的首页给出了一个课程网站的链接,学生可以方便地找到入口;(2)网络互动环节要及时完成。如果由于访问量有限而疏于回复,人气会愈加降低,为此,在教学周内安排了任课老师值班,保证24小时留言有回复;(3)为激励学生参与网络基本概念测试,期末考试试卷中可包含部分基本概念测试的题目。当然,要吸引学生自觉主动地参与到该教学模式中,在课堂教学和课程教学网站内容设置等方面还有许多工作。