時間:2023-03-23 15:22:18
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全國職業技能大賽的競賽項目引領了當今技術發展趨勢,大賽不僅為高職教育指引了專業建設的改革方向,還使課程調整與技術發展相同步,實現了高職教育與企業技術發展相同步。以移動通信技術專業為例,分析近年的技能大賽項目“基站建設與維護”、“三網融合與移動網絡優化”,輔以到企業開展專業調研,對專業課程體系進行調整。根據大賽中網優技術的要求,增加與網絡優化相關的課程,并調整課程內容,加強與企業的合作,聘請企業工程師帶領學生進行網優項目的實習,使學生能較早地接觸現場工作,提升就業層次。根據基站維護與數據網組建競賽項目,競賽內容包括通信線路與機房勘察設計、3G基站系統運行維護、數據網組建及配置三個專項內容,新增基站技術與維護課程,調整通信工程施工與管理的課程內容。
二、職業技能大賽帶動師資隊伍建設
職業技能競賽的學生比賽成績與幕后指導老師的水平有著密不可分的關系,學生的技能比賽也是指導老師的專業技能與教學水平的較量。師資隊伍的高素質是保證學生技能大賽取得好成績的基礎。針對比賽,建立校企合作的長效機制,以全面提升團隊整體素質為核心,以提高人才培養質量為目標,采取“引、培、掛、帶”和專任教師與企業技術人員“互兼互聘,雙向交流”等措施,多層次、多渠道地聘請一批掌握移動通信新技術的專家作為兼職教師,參與專業建設、承擔實踐教學任務并指導技能比賽。同時,從企業引進一批技術專家、能工巧匠充實專任教師隊伍,通過對專業帶頭人、骨干教師多渠道的實踐鍛煉和業務培訓,提高專業教師的理論水平和實踐技能。構建一支能滿足教學與技能比賽需要、素質高、能力強、結構合理、專兼結合的雙師型教學團隊顯得尤為重要。
三、職業技能大賽推動實踐教學改革
傳統教學是重理論知識傳授、輕實踐技能教學,而高職教育的目的是培養具有高素質的技能型人才。技能的培養必須受訓者親自操作,在操作的基礎上摸索和總結。技能大賽在考查學生動手能力的同時,也對學生掌握知識能力進行檢驗。所以,在日常的實踐教學中,應將理論與實踐相結合,實訓基地裝備實訓設備時,既要依據技能大賽的設備要求,也要適應企業生產實際的需要,有效地促進專業課程的建設,專業教師可以不斷完善課程教學內容,并根據新的實訓設備開發新的課程。例如,在三網融合與網絡優化項目中,對移動網絡優化要求參賽隊員兩人配合進行路測,再對路測數據進行分析并出具分析報告,并能對路測中的故障提出解決方案。根據這一思路,將網絡優化課程設置為80學時,其中40學時為實踐課時,要求學生掌握軟件的安裝與使用,并與運營商聯系,對現實的移動網絡進行測試分析,與現場的要求緊密結合,提高學生的專業技能。
四、職業技能大賽指導實訓項目開發
近年來,我院先后投入大量資金建設了現代化實訓中心,為承辦三網融合與網絡優化、基站建設維護與數據網維護項目的省賽,建設了接入網實訓室、網優實訓室、移動基站實訓室,并根據比賽項目移動通信技術專業設置了以下綜合實訓項目:完成EPON的設備配置和網絡連接,并完成語音業務、數據業務、IPTV業務的開通;EPON故障的排除:完成指定地點的路測,完成路測報告;室內分布系統的設計;在仿真軟件上完成Wcdma系統搭建,配置參數,并測試驗證配置成功;在仿真軟件上完成wcdma系統的故障排除;通過職業技能大賽,也給畢業設計提供了與現場同步的課題,使學生能與現場零距離地接觸,畢業后能很快適應企業需要,并未將來的可持續發展打下良好基礎。
五、職業技能大賽促進學生職業技能提高
1)構建科學、系統與先進的教學內容與專業知識結構,適應本學科新的發展;
2)建設服務于全體學生的大面積課程培養體系與教學資源;
3)在開展學科基礎教學的同時培養學生的創新素質,并促進拔尖人才快速成長;
4)以人才培養為中心任務建設高水平專業教師隊伍。電子科技大學通信工程專業是教育部首批批準的國家第二類特色專業建設點。圍繞培養高水平與創新型的通信工程專業人才的要求,本專業積極開展教學改革,有效地提升了通信專業課程的整體教學水平。
2發揮學科體系優勢、大力提升教學水平
電子科技大學“信息與通信工程”一級學科與“通信與信息系統”二級學科均為國家首批重點學科,首批獲得博士、碩士授予權與博士后流動站,建立有完整的本、碩、博課程教學體系。通信工程專業教學團隊發揮這一學科優勢,各課程小組有計劃地承擔本、碩、博相關課程的教學任務,讓骨干教師擔任多個層面的授課任務。針對本科教學任務———《隨機信號與系統》《通信原理》《信息論導論》《計算機通信網絡》《接入網絡技術》《移動通信系統》《編碼原理》《衛星通信》,團隊將碩/博士生相關課程與之相關聯,課程包括———《應用隨機過程》《數字通信理論》《DigitalCommuni-cations》(留學生)《信息論基礎》《網絡體系與協議》《TCP/IP原理與體系結構》《現代無線與移動通信系統》《寬帶無線通信技術》《糾錯編碼與調制》《空間信息傳輸與處理》。各課程小組通過本、碩、博上下層次的課程教學相連貫,科學系統地構建教學體系,促進了從科學、系統的角度規劃各層次的教學內容、課程章節安排等工作。同時,要求教師具有更高的學術造詣與廣博的專業知識,提高業務水平,進而在本科課程教學中保持先進的教學內容、豐富的專業知識、活躍的創新思維,也有效地促進了師資隊伍的建設與本科課程質量的提升。
3改進教學方法,全面建設精品課程資源
本專業教學團隊將多門課程聯合規劃,廣泛建設精品課程,促進課程群體的教學方法改革與教學水平提高。教學團隊打破通常各課程分離、單門課程獨立設計的模式,解決了課程之間內容簡單重復,或部分知識前后脫節的問題。教學團隊綜合多門關聯課程,從通信專業領域的全局出發,科學地設計各課程的大綱、教學內容與知識重點,使系列課程的核心教學內容之間按照由淺入深、循序漸進的學習規律進行合理安排。通過課程之間有意設計的呼應點,增強學生所學知識的系統性與知識的靈活應用。通過螺旋上升的方式,使所學知識隨各課程的進展得到深化與發展,從而提高了學生的專業理論知識的系統感。例如,在《隨機信號與系統》課程中,從基本理論引申案例教學時,適度選擇基帶數字傳輸信號的特性與功率譜計算、匹配濾波器應用與最佳數字接收設計等專題。而在《通信原理》課程中,通過這些案例,進一步系統闡述基帶數字傳輸信號與最佳匹配接收設計思想。全面開展精品課程建設,我們在這一個專業上建設起了五門國家與省級精品課程。并以國家與省級精品課程建設為抓手,帶動課程群體全面開展研究性教學、改進授課模式。在各課程小組實施啟發式教學,重點推進理論講授與實驗仿真示范相融合的教學模式,引導學生通過閱讀、實踐與思考的過程進行自主學習。例如,通信原理的模擬傳輸技術、數字基帶傳輸等章節中的多個模塊都在理論授課中同時進行了仿真實驗核心部分示范,帶動學生把理論與實踐自然結合,觀測實驗、引發思考、自主學習。通過各門課程的全面建設,初步形成了完整的精品與特色課程群體。通過先進、完整的課程資源廣泛服務于全體學生。
4科研促進教學,編著優質教材系列
自20世紀90年代以來,通信領域一直處速發展中,大量新型技術和理論不斷涌現,使經典通信理論亟待豐富與發展。面對這一現象,教學團隊教師結合自己科學研究經驗,積極總結學術理論,著書立說。近年來編著的學術著作包括:《快速信息處理》(全國高技術重點圖書)、《差分跳頻通信原理及應用》《無線通信中迭代均衡技術》《協同無線通信導論》和《信息通信與數字信號處理》等。同時,本專業教學團隊積極凝練學術思想,梳理理論體系,結合教學實踐編寫的優秀通信專業教材包括:四川省“十二五”規劃教材3本,國家“十一五”規劃教材多本。目前,主要的課程都編著有教材。這些教材包括:《隨機信號分析》(第四版)、《通信原理》《數字與模擬通信系統》(英文版)、《信息論與編碼》《接入網技術》《現代無線與移動通信技術》《現代編碼理論與應用》《衛星通信導論》(第二版)以及《移動通信系統實驗》等,共計14本。此外,還有在試用中的校印講義:《同步技術講義》《應用隨機過程講義》和《編碼理論》等。這批教材涵蓋了本領域主要的專業課程,形成了通信專業教學較為完整與豐富的優質資源。它們在國內高校中有著很好的影響與知名度,多本教材為國內許多高校采用,多位作者應邀參加教材指導委員會與出版社主辦的優秀教材交流會,與同行教師分享與交流專業理論、技術知識與教學方法。部分教材還被評為相關課程的創新教材。例如,《接入網技術》是國內第一本全面系統地討論IP接入網的特色教材,為許多高校使用。
5改善實驗平臺、培育學生創新能力
本專業教學團隊依托通信與信息系統學科優勢與國家級重點實驗室的條件,主持與參加了許多國家“863”重大計劃、國家自然科學基金重大項目、國家“973項目”等重要科學研究。優勢的科研環境為專業課程群的建設奠定了充分的技術和設備基礎。通信專業課程涉及的知識面廣,具有極強的工程應用背景,理論與實踐密切結合是激發與培養學生創新素質的重要途徑。例如,本專業教學團隊以移動通信系統為代表,重點構建了立體“多層次”的國內一流高水平移動通信實驗平臺,該平臺主要包括:“移動通信系統基礎實驗室”“移動通信系統實物認知實驗室”和“移動通信多功能系統級設計與實驗平臺”,其中,引進了多套現役第2代移動通信系統基站子系統,用于為學生分解復雜的移動通信系統構架,幫助其建立實際工程系統的具體概念。另外,團隊構建的“全真的”“綜合接入實驗系統平臺”,采用華為、思科等國際著名廠商目前的真實商用設備,依托通信與信息系統國家級實驗中心的SDH骨干傳輸系統和IP核心網,涵蓋了EPON、LAN、WLAN、ADSL等主流接入技術,形成了一種融多種接入技術于一體,統一用戶接入管理,提供數據、話音、視頻等綜合業務的實際、真實的通信網絡系統平臺,極大地提高了學生的動手能力和工程應用能力。
6增強國際化交流、促進拔尖人才成長
本專業教學團隊采取“請進來,走出去”的方式培養具有國際化水平的教師隊伍。課程團隊一方面派出授課教師到國外優秀大學進修,學習國外著名高校的授課方法和手段;另一方面邀請國外著名大學的教授到學校給本科生授課、開設講座,介紹本領域的最新進展,設置新課程等。同時,本專業每年派出一批不同層次的學生到中國香港和臺灣地區以及美國、日本與歐洲等地的高校進修交流。他們聽取那些高校教師的授課,與那里的學生進行交流和學習。提高了學生的學習興趣,開闊了學生的知識視野,使他們及時了解國際前沿研究動態,對于學生拓展視野,激勵拔尖學生的創新研究與自主學習起到了很好的作用。
7結束語
關鍵詞:新工科建設;電子與通信工程;專業學位碩士;人才培養模式
一、研究背景及現狀
隨著科技的飛速發展,全球范圍內有實力的國家都在追求科技制高點。為了達成這個目標,從源頭上要提高教育水平,尤其是工程教育水平。進入二十一世紀以后,大數據、人工智能、虛擬現實等現代技術如浪潮般一波接一波的沖擊著人們的思維,產業變革與結構調整的速度也隨之與日俱增,這些都要求工程教育也要隨之加快變革的速度。當代信息社會的教育必然是基于網絡環境的教育,教育的辦學形態、教學模式和學習方式都將發生根本性改變,教育理念也必將隨之改變。于是,工程教育的改革與重塑也正日益成為全球范圍內的一大思考話題。2017年8月,麻省理工學院(MIT)了一份全新的報告,揭示了工程教育在全球的變化發展趨勢。并提出了NEETProgram“新工科教育轉型”計劃(NewEngineeringEducationTransformation,簡稱NEET)[1],由此代表美國教育改革的最新發展方向。報告圍繞“工程教育的發展趨勢”,思索“具有普遍借鑒價值的基準化培養模式”。此后,MIT在2018年就已經開始了新工科實踐:設立了一個全新的本科城市科學和計劃科學學士學位。這是一門結合了城市規劃學,統計學,電氣工程,機器學習等多學科的全新的科目。同樣開始教育改革的還有斯坦福大學,他們了《斯坦福大學2025計劃》,在以設計思考理論著稱的斯坦福大學設計學院牽頭下正式啟動。這次教育改革改變了以往自上而下的方式,代之以師生為主導,建立全新的開環大學的教育模式[2]。國內也在新一輪的產業革命浪潮中充分地認識到了當前工程教育改革創新的必要性和迫切性。根據新一輪的調查報告稱,新產業,新工科人才缺口高達2500萬。新一輪的產業革命,必然會帶動國家經濟的轉動,同時也必然帶動教育變革。于是教育部、工業和信息化部、中國工程院印發《關于加快建設發展新工科實施卓越工程師教育培養計劃2.0的意見》[3]。之后一段時間,“新工科建設”[4]運動如火如荼,“天大行動”[5]“復旦共識”[6]等會議早早確立了新工科改革計劃,并且新工科理念正在形成高度共識。612個新工科研究與實踐項目組成的30個項目群正在加速推進,大數據、機器人工程、智能制造、智能醫學等新工科專業蓬勃興起,“卓越工程師教育培養計劃2.0”等加快推進新工科建設的政策相繼出臺,產學合作協同育人、現代產業學院、未來技術學院等新工科模式正在成型。[7,8]依托產學合作協同育人項目平臺,國內高校和各類研究院進行對新工科的進一步優化。而這一系列的新工科改革計劃,都是為了推動產業升級換代的人才供給源頭———各大高校進行改革。而在現在普遍的高校中,大家還是過分地重視理論課程的學習,從而忽視了學生的工程實踐能力以及多學科交叉融合與科目創新的能力。以MIT的新工科普及為例子,作為全球范圍教育改革的領頭羊,他們的一些典型項目,例如:全新工科生命機器(LivingMa-chines)、自主機器(AutonomousMachines)以及城市科學專業,都完美地詮釋了什么是多學科交融和面向未來,而不是面向過往的產業科技[9]。而電子通信專業作為一門電子科學技術、信息技術與計算機技術等緊密結合的一門現代信息工程專業,同時也是當代社會經濟發展的一個重要支柱工程類專業,其在新工科的教育改革中也務必做出對應重大的調整。雖然電子通信不是一門新工科背景下衍生的新的工程學科,但是其作為與人工智能等新興科技最早接觸的工程學科之一,必然也將順應新的教育格局,做出新的改變。尤其對于電子通信專業研究生碩士的培養來說,更加重要的是如何在學習中將學習到的理論知識具體化,實踐化。從而提高學生發現問題、對問題進行定義進而解決問題的能力,而這些能力也正是企業以及科研院所需要的。這就需要高校能夠培養出真正滿足市場需求,符合產業發展趨勢,具有高度創新實踐能力的電子通信專業學位碩士。要實現這一目標,我們必須設計一個適用于新工科背景下電子通信專業碩士研究生培養目標分類定位的模型。
二、培養目標分類依據以及做法
在傳統的研究生培養模式中,普遍存在著重視理論教學,忽視實踐教學的問題。培養過程中更多進行理論知識的教學,教學手段也多以書面互動為主,而對學生工程實踐能力的培養都有所忽視。近年來,專業學位碩士教學領域,已經加大了對學生實踐能力的培養與創新能力的加強,并且適當減少了理論課程的比例。但是由于傳統思維慣性比較大,顯示的教學條件又有約束,實際操作中很難讓學生有充分的空間培養并發揮自己的創新能力和工程實踐能力。固然各大高校在悠久的辦學過程中已經形成了電子通信專業完整而穩定的理論教學體系,但是照搬這些體系則很難滿足專業碩士研究生的培養要求,難以符合企業社會的要求。業內被公認為工程教育的“領跑者”的歐林工學院,在過去的多年內其畢業生起薪高于麻省理工等一系列名校并有許多學生在著名的大學攻讀研究生,他們對于學生的選拔主要基于學生實踐項目的數量與質量,而且他們還要求學生在校期間完成25-35個工程項目。他們就是用這樣獨特的方式創建工程教育改革的“實驗室”[10]。而在我們研究生的培養過程當中,我們也應該將重點放在項目的完成度上面,而不是盲目追求理論知識而忽視了實踐動手以及獨立思考的能力。在互聯網以及電子企業百花齊放的當今,企業對學生的能力也有一系列的要求。根據調查發現,在基礎學科知識、專業學科知識、人文社科知識、創新實踐能力等重要個人素質因素中,新興的互聯網電子通信企業最為看重的就是創新實踐能力與專業學科知識,其次是基礎學科知識和人文社科知識等。而且還存在一個問題,目前的研究生將來走向社會,我們在培養的過程中必須與社會的需求掛鉤。與學術型碩士相比較,專業型碩士相對來說更加符合企業公司的要求。專業學位研究生教育的定位是為了著重于培養學生的實踐和操作能力,而學術學位研究生更加看重培養學生的科研創新能力。但是目前還有一些院校在培養專業學位上定位得十分模糊,在對電子通信類的專業學位研究生進行培養的時候還是單純套用學術型的培養方案模式,依舊使用一樣或者是差別不大的課程設置以及教學的內容和方式。或因教學資源的限制,將兩種學位的研究生一起無差別培養,這就體現不出專業學位碩士的特點。在新工科背景下,為了突顯電子通信專業碩士研究生的培養模型的特點,我們需要對接與學術碩士不同對接目標,對培養目標進行分類與定位,并完成培養模型的界定。[11]
(一)與企業需求對接
我們在構建電子與通信工程專業學位研究生培養目標定位分類模型的時候,必須要考慮到新工科背景下企業對電子通信專碩研究生的具體需求。“從企業角度出發,更看重學生哪些能力?”,這個問題有人做過相關研究[12]。為了更具體的分析電子通信專業學位碩士的問題,我們做出一系列調研,并以抽樣文件調查的方式在廈門市做一系列調查。調研對象分別為軟件園各公司的高級管理人員以及廈門某綜合性大學部分教師和研究生。共問卷150份,有效回收124份,回收率為82.6%。并隨機抽取其中100份做數據分析。調查問卷中列出了研究生多方面的個人素質,由填寫者按重要性勾選其中的4-5項,做為企業對電子通信專業碩士研究生的個人素質要求的排序。并將重要性由得分表示出來,得分高低與重要性成正相關。調研結果如圖1所示。最終的結果顯示,個人創新能力的優先度得分最高為4.04分,個人實踐能力與專業技術知識分別以3.85與3.42的得分位居其后。在100份的調查報告中,排在第一位的44%是個人的創新能力,25%的是個人的實踐能力以及圖1企業對電子通信專業碩士研究生能力的重視度24%的專業技術學科知識。可見在當前的背景下,企業需要的是有著過硬專業知識并且有著極強的實踐動手能力與創新能力的學生。當今時代,信息技術層出不窮,技術換代極快,這就要求從業人員具有強大的創新思維和積極的實踐能力,而這也正是“新工科建設”工程所追求的目標。在此背景下,高校培養的專業學位碩士也要真正做到著眼于未來,真正面向一線行業軟硬件產品研發、集成、管理等不同崗位的素質要求。才能讓學生在就業后可以迅速適應產業環境,實現學習和就業的迅速對接,實現培養目標規格與企業職業化高端人才規格的緊密結合。加強產教融合校企“雙元”育人,通過建設多元辦學格局,著力激發企業參與和舉辦職業教育的內生動力。在研究生培養的期間,在完成理論知識課程以及專業知識課程之后可以到與學校相互合作的電子通信企業去實習。加深學生對于企業需求的了解的同時還可以促進學生更好地將理論知識應用到實際操作中去。并且由企業保障研究生實習階段的實習薪水,并適當設定彈性薪水以激勵實習生的創新和實踐能力,也保障了學生在實習階段的生活費用問題。另一方面,企業應該加強與學校之間的合作關系,兩者可以共創產學“實驗室”。或有企業出資,校方出場地。或是兩者共同斥資在高校內打造真正器材齊全,產學結合的校企“實驗室”。學生可以在“實驗室”內接觸到更好的條件來研究學習。企業的項目也可以有學生參與,加強學生的項目能力。真正做到像歐林工學院模式一樣的:打造工程教育的“實驗室”真正讓學生做到學以致用,也讓高校方面接觸到更多企業類項目,更好地將知識靈活化、實踐化、實用化。教育部高教司理工處處長吳愛華在教育部產學合作協同育人項目第5次對接會上的報告,也強調新工科模式中必須大力推進產學合作、協同育人,必須由政府搭臺牽線,支持企業與高校相互對接,實現共建共享科研成果。同時也憑借電子通信以及互聯網產業最新的前沿需求來推動教育教學改革,從而將社會優質資源轉化成為研究生的培育資源。最終在高校的研究生培養中同步實現現代產業學院的變革,做到深度產教融合。[13]
(二)與職業認證對接
職業資格認證,可以證明個人有某職業領域所要求的技能和知識,包括基本知識,基礎技能與工作技術等方面,是國家以及行業對于申請人所屬的專業的理論知識與能力的認可。也是在單位招聘、鑒別人才等方面的重要依據,可以讓用人單位在招聘的過程中有參照標準。對于研究生或是應聘者來說,這也關乎著自己就業競爭力高低的問題。所以職業資格證書制度在社會以及企業中的重要性不言而喻。而在當今這樣一個智能時代中,新的科學技術不斷地一次次迭代。而我們為了在新的不斷迭代的科技發展中,作為電子通信類的專業碩士研究生,我們必須還要做到和職業資格認證的要求相互對接來健全工程碩士的培養體系。要以職業資格認證為牽引,建立電子信息領域工程碩士實踐能力培養體系,工程碩士教育培養目標分類應與職業認證對接。為了建立科學可行的職業資格認證銜接培訓體系,在分析現有工程碩士實踐能力研究成果的基礎上,對職業資格認證體系進行了相關調研[14]。就電子信息行業工程師職業資格認證的種類大致有:電子工藝工程師、電子設備工程師、應用電子工程師、電子信息工程師與電子工程師。他們分別有著不同的要求以及不同的級別分類,在級別分類上大致分別助理級、一般級、高級這三個檔次。我們可以將工程碩士實踐能力分類,并進行能力描述。依據實踐能力標準,開展研究生實踐能力培訓,進行分級認定。從而做到將培養體系與職業資格證相互對接。由研究生選擇其不同的研究方向,界定不同的類似職業資格證書的等級,通過項目的完成度,或者是學生的理論知識,實踐技術對學生進行評定。
三、培養目標分類基本做法
為了真正做到與企業需求對接以及與職業認證對接,我們將工程碩士的學習培養的整個周期主要分為三個環節,第一步我們定為理論學習環節,第二部分則定為綜合實踐訓練環節,還有最后一部分便是企業實踐創新的環節。這樣便將工程碩士學習階段分為三大階段:課程學習、綜合實訓、企業實踐創新,這三階段針對不同的分類培養目標都要有不同側重點。課程學習:高校在設置課程體系的時候應該按照不同的研究與發展方向制定不一樣的課程體系,加入一系列新興科技技術的課程以及更新舊的精品課程的教學方式,拓寬課程體系的課程數量,讓學生們做到可以依照自己的興趣選擇不同的研究方向,從而選擇不同的課程。在課程中必須調動學生的創新積極性,讓學生們能夠自己獨立思考,養成獨立解決問題的習慣。并且應當在課程中多加入實踐環節,讓學生不再拘泥于理論課程,轉而向實踐能力,創新能力發展。讓學生們做到可以多元深入發展。綜合實訓:在綜合實訓的過程中,對應學生的長處以及他們選定的研究方向或者興趣愛好,給學生們安排不同的工作任務,讓學生們在實訓中以及課余自主地發展這方面的實踐能力,技術以及其理論知識,做到各有所長,各自的研究方向以及學習定位來決定彼此的工作任務,并且在工作實訓的同時做到完善自我的各個方面的技術以及能力知識上的不足之處。企業實踐創新:根據學生前兩個階段所積累的知識技能以及工作實訓經驗,在企業實踐創新階段,不管是在校企“實驗室”還是作為實習生到企業中去感受企業工作,都可以清楚地明白自己的定位。做到完美地與企業需求相互對應,做到硬件對硬件,軟件對軟件,甚至不同的軟硬件由不同的學生來負責。每一個學生都有自己不同的角色定位以及對應的職能,真正做到與企業的需求對接,做到類職業資格證一般被企業所認可接納。
MATLAB的全稱是mathandlaboratory,翻譯成中文就是矩陣實驗室。它將矩陣的計算、數值分析、可視化科學編程以及非線性電子電路動態系統建模仿真等大量科學研究上實用的功能集成起來,大量的函數庫、豐富的編程及仿真模型幾乎覆蓋了工程數學化處理的所有領域,因此成為了工科研究生必須掌握的科研利器。由于MATLAB的計算基礎是矩陣,因此矩陣論中所有的理論和計算都成為了該軟件的運行基礎,為選用MATLAB進行矩陣論課程的教學研究和改革提供了牢固的理論和實踐基礎。目前,MATLAB已應用于許多課程的教學中,比如將MATLAB軟件的濾波器設計工具引入數字信號處理課堂教學過程中[5],用MATLAB仿真軟件來輔助“激光原理及應用”課程的教學[6]等。本文根據矩陣論課程的理論和實踐特性,結合問題教學法,以MATLAB實現各種數學問題的教學,并理論結合實踐,提高了研究生對矩陣論理論方法的理解和應用能力,有利于工科研究生科研數學素養的提高以及創新能力的培養。
2教學改革和研究
矩陣論課程的教學改革可以從理論和實踐兩部分出發,其中理論教學部分針對課本上的定理和公式,而實踐教學則偏向工程方面矩陣論的應用。采用MATLAB進行輔助教學,可以從這兩部分分別入手,3.1和3.2節分別用實例來闡述。
2.1理論教學矩陣論的課程體系中,理論和公式推導占了絕大部分的篇幅,因此理論教學仍舊是本課程的教學主體。但是,對于工科學生而言,理論公式的應用才是最重要的,于是,對于公式的理解和運用則成為教學重點,教師則可以適當放寬學生對于理論公式推導的掌握。MATLAB中,矩陣論所有的理論公式都被集成成為函數庫,因此,結合MATLAB加深學生對于理論公式的理解,也不失為理論教學改革的一種方法。本節針對矩陣論中各章節的典型問題,在MATLAB中進行理論分析和解決,驗證基于MATLAB的理論教學對于本課程的意義。第一章的線性空間和線性變換中,所有的運算不外乎加法和數乘,在MATLAB中,矩陣的加法和數乘一目了然,如圖1所示。第二章求解Jodan矩陣,首先要從矩陣的特征值和特征多項式開始,繼而求解Jodan標準型和Jodan鏈。在掌握了復雜的運算過程后,MATLAB可以用一個函數來驗證和描述,從而達到直觀和引發學生的學習興趣的作用,如圖2所示。貫穿矩陣論,有一項計算是無處不在的,那就是線性方程組的求解。在MATLAB中,同樣是一個函數就能完美直觀地呈現求解的過程和結果,如圖3所示。正因為MATLAB能簡潔直觀的解決矩陣論中諸多復雜的理論和公式計算以及方程的求解,因此可以打消許多同學由于復雜計算引起的恐懼感,并能激發學生對矩陣論問題求解的信心和興趣。
2.2實踐教學從教材來看,矩陣論課程并沒有包含實踐教學內容。但是,矩陣論是一門數學類課程,數學問題來源于科學實踐,而科學實踐的發展又依賴于數學的發展。因此,在矩陣論課程學習中,實踐教學對于工科研究生來說是不可或缺的。矩陣可以用來表示化學元素,從而化學上的平衡問題可以通過矩陣論解決;信息的編碼與解碼,可以用矩陣和逆矩陣的方法來進行,從而矩陣論可以解決信息論與編碼中的編解碼和糾錯問題;矩陣可以用來表示圖像,矩陣的大小決定了圖像的分辨率,從而圖像的各種處理方法均可以用矩陣論來處理,利用圖像壓縮可以歸結為矩陣的分解等。對于圖像處理,MATLAB中有圖像處理的大量函數庫和體系。已有學者將MATLAB仿真應用于數字圖像處理課程教學中[7]。本文利用矩陣論中的矩陣運算和方程求解方法的函數庫,結合MATLAB處理工具,解決圖像復原中矩陣方程求解的問題,從而驗證基于MAT-LAB的實踐教學對于矩陣論課程的教學研究改革具有重要的作用。
在成像探測等工程應用當中,圖像的質量對于探測的精度產生重要的影響。因此,圖像處理在探測等工程項目中起了舉足輕重的作用。目前簡單的圖像處理包括去噪、增強等,復雜的有圖像復原和超分辨率重建。圖像復原在目標探測中應用的較為廣泛,因為成像過程對于圖像的形成可以用退化來描述,而圖像復原是專門針對圖像退化的。圖像由于像素的存在,因此可以用矩陣來進行描述。在MATLAB中,圖像正是以矩陣的形式來存儲和運算的,矩陣的每一個元素值代表圖像中某一像素點的灰度值或色彩信息,圖像的處理進而可以用矩陣的運算來完成。圖像復原的方程求解在MATLAB中可以運用矩陣的函數庫來實現,如圖4所示。用該方法處理的原始圖像和處理后的圖像如圖5所示。從圖4和圖5可以看出,矩陣論通過MATLAB在工程上可以得到廣泛的應用,且范圍不局限于圖像處理。任意事物都可以用二進制數據來描述,因此都能以矩陣的形式存在,而事物之間的聯系正是矩陣的運算。因此MATLAB在科學研究中是一種較為重要的工具,無論是程序設計還是仿真,甚至可視化編程都能實現。而作為MATLAB的基本元素,矩陣的理論則能解決許多實際問題。研究生或多或少都會參與導師的各種項目,因此將MATLAB結合矩陣論解決實際項目中的問題,能激發學生的學習興趣,并引導他們深刻認識問題的本質。
3結語
關鍵詞:通信電源;設備管理;設備維護;閥控式蓄電池
通信電源的基本任務是向通信設備提供不間斷的、符合質量要求的電能。它作為通信網的“血脈”,是確保通信暢通的必要條件。要保證現代化通信網全程全網的暢通并做到高可靠、低電磁干擾,低功耗通信電源系統是基礎。
一、加強通信電源管理的專業化
隨著通信網裝備水平的逐步提高,電源也同樣處在大量引進新設備、淘汰舊設備的時期,同時為配合維護體制全專業、大配套的改革,用了許多新的維護手段,出臺了許多新的維護管理辦法。論文百事通所以在通信網的各級管理層次及建設、維護方面都應該有獨立的電源專業管理機構和人員。因為通信電源不僅是一個專業,而且是一個包括多種系統和學科的大專業,由其他專業的人員來兼管電源專業是不科學的,也是不專業的。因此,要管理和維護好現代化通信網,電源專業同其專業一樣存在著維護人員素質、水平亟待提高的問題。要解決這一問題可以采取以下一些措施:
加強日常及定期管理,根據新設備、新技術的采用及新的網絡體系結構重新制定和完善各項規章制度。
在新建工程時,要從工程設計、方案會審、工程實施到驗收竣工各個階段積極參與和把關。繼續搞好技術練兵,加大培訓力度。引進電源專業的高素質人才。
二、加強通信電源安全可靠運行的管理與維護
通信電源安全可靠運行是由多種因素和環節所決定的,它與設備質量、工程勘察與設計、運行方式選擇、建設管理、運行維護管理等各環節相關。其中對于設備選擇、方案設計、工程管理等環節尤其要加強重視和管理。一個先天不足的通信電源系統將造成通信安全的巨大風險和后期人力、物力、財力的巨大重復投入。
2.1動力電源
動力電源設備是所有通信設備運行的動力之源,其運行狀態直接影響到通信業務能否有效提供。在日常設備運行中,常存在高壓電源單引入、逆變電源不穩定、UPS應用不當等問題,為此應做好以下工作:
機房的高壓宜采用雙回路供電,即兩路不同的變電站輸入,以確保供電不間斷。對于給機房通信設備供電的交直流電源列頭柜,也應采用雙路供電,以保障業務設備用電安全。逆變電源與整流電源應采用一體化設備,以保障安全供電,易于監控,同時可減少設備投資,降低維護工作量。目前,一些通信機房為部分設備提供220V交流電時,采用2KVA~6KVA的UPS(另帶有220V蓄電池組)供電,單機工作不可靠,成本高。建議使用逆變且與整流功能一體化的電源設備,其結構為:在整流電源機架的空余子框中插入1KVA~1.5KVA逆變模塊,1個子框一般插3~4個,逆變模塊均流輸出,實現N+1容量冗余,這樣不會因某個模塊出現故障而影響正常供電。逆變模塊的運行監控由整流電源的監控模塊統一實現,從而可節省機房空間。由于共用原有的-48V蓄電池組,省去了UPS必須另帶其他型號電池組的費用(以16個單體65AH電池為一組,約需1.5萬元)及其維護,并減少了動力環境監控系統的協議轉換節點(約需0.4萬元),6KVA的逆變器(4個1.5KVA模塊)比同容量UPS少2萬元,因此1個機房就可減少建設投資及運行維護成本約4萬元,同時可大幅度減少維護工作量,設備運行也更安全可靠。同時建議在機房新建通信項目時,不應另購小的UPS/逆變器,而應使用機房原有的大UPS交流電源,以保障設備用電可靠,減少故障環節。
2.2蓄電池
蓄電池作為直流(直流系統)或交流(UPS系統)不間斷供電的保證,在整個系統中最為關鍵。電池不但在交流系統或整流器出現問題時保證不間斷供電,而且還要在市電正常轉換時提供保證。如果電池喪失容量,即使對前端的交流高低壓系統、整流系統等配置管理得再好,在一次正常的市電轉換中,都可能造成失電而引致通信故障。因此,應把蓄電池的維護管理作為一項重點工作來抓。目前閥控式密封蓄電池以其體積小、電壓穩定、無污染、重量輕、放電性能高、維護量小等特點,而成為通信電源系統的首選電池。但在實際使用中,達不到理論預期壽命的比比皆是。
2.2.1影響閥控式蓄電池使用壽命的主要因素
閥控式蓄電池全浮充正常使用壽命在10年以上,理論上可到20年,但在實際使用中,影響閥控式蓄電池使用壽命的因素很多,主要有:
環境溫度。環境溫度過高對蓄電池使用壽命的影響很大。溫度升高時,蓄電池的極板腐蝕將加劇,同時將消耗更多的水,從而使電池壽命縮短。蓄電池在25℃的環境下可獲得較長的壽命,長期運行溫度若升高10℃,使用壽命約降低一半。
過度充電。長期過充電狀態下,正極因析氧反應,水被消耗,H+增加,從而導致正極附近酸度增加,板柵腐蝕加速,使板柵變薄加速電池的腐蝕,使電池容量降低;同時因水損耗加劇,將使蓄電池有干涸的危險,從而影響蓄電池壽命。
過度放電。蓄電池過度放電主要發生在交流電源停電后,蓄電池長時間為負載供電。當蓄電池被過度放電到其電壓過低甚至為零時,會導致電池內部有大量的硫酸鉛被吸附到蓄電池的陰極表面,在電池的陰極造成“硫酸鹽化”。硫酸鉛是一種絕緣體,它的形成必將對蓄電池的充、放電性能產生很大的負面影響,因此在陰極上形成的硫酸鹽越多,蓄電池的內阻越大,電池的充、放電性能就越差,蓄電池的使用壽命就越短。
2.2.2閥控式蓄電池的正確使用和維護
蓄電池應放置在通風、干燥、遠離熱源處和不易產生火花的地方,安全距離為0.5m以上。在環境溫度為25℃~0℃內,每下降1℃,其放電容量約下降1%,所以電池宜在15℃~20℃環境中工作。
要使蓄電池有較長的使用壽命,應使用性能良好的自動穩壓限流充電設備。當負載在正常范圍內變化時,充電設備應達到±2%的穩壓精度,才能滿足電池說明書中所規定的要求。浮充使用的蓄電池非工作期間不要停止浮充。
必須嚴格遵守蓄電池放電后,再充電時的恒流限壓充電恒壓充電浮充電的充電規律,條件允許的最好使用高頻開關電源型充電裝置,以便隨時對蓄電池進行智能管理。
新安裝或大修后的閥控式蓄電池組,應進行全核對性放電實驗,以后每隔2~3年進行一次核對性放電實驗,運行了6年的閥控式蓄電池,每年作一次核對性放電實驗。若經過3次核對性放充電,蓄電池組容量均達不到額定容量的80%以上,可認為此組閥控式蓄電池壽命終止,應予以更換。
三、結語
雖然通信電源不是通信網的主流設備,但它卻是整個通信網中最重要、最關鍵的設備。必須看到,通信電源是整個通信網的能量保證,它的作用是整體性和全局性的。在日常維護工作中,要引起足夠的重視,明確工作重點,抓住工作重心,確保重點系統的安全運行,減少因電源引起的通信故障,降低故障的影響程度,從而確保通信網的安全暢通。
參考文獻:
基于素質教育的通信專業英語本科人才培養目標為:要求學生具有一定的寬度、扎實的通信專業英語相關專業知識,即要求學生掌握一定的專業的基本詞匯和專業術語,在了解專業知識與技術發展的同時,融會貫通所學的專業知識,培養學生的專業英語實用技能,培養學生基本的閱讀與專業相關的外文資料的能力;培養學生優良的個人品德、終身學習能力、獨立思維能力、分析與解決實際問題能力、團隊合作能力和表達與溝通能力等;注重學生的個性化差異和促進學生全面發展,努力培養品學兼優的高素質應用型人才。根據人才培養和培養目標,從對學生的知識、能力和素質的要求出發,進行通信工程專業英語課程教學,更新教育理念,優化課程設置,更新教學內容,改革教學方法、教學手段,全面推進素質教育,以適應社會對人才培養的更高要求。
2基于素質教育的通信專業英語教學模式探索
基于素質教育的通信專業英語教學以品德、知識和能力為培養目標,突出科教融合的重要作用,更好地指導相關人才培養及實踐工作。
2.1學品德與學知識相結合
育人為本,德育為先。工程人才應具備的品德包括較好的職業道德和較強的社會責任感等。學生通過在學習中的相互交流與合作,培養學生的遵守道德、信任、責任感、堅持原則、自我意識和自我完善的個人品德。培養好的品德需要學生在不斷的學習中得到完善。教師在教學過程中規范言行,愛國守法,恪盡職守,服務社會,事實求實,嚴謹治學,關愛學生,誠實守信,言傳身教,以身作則,形成優良的教學氛圍,感染學生,使學生形成健全的人格,塑造正確的人生觀、價值觀和世界觀。
2.2課程設置
以素質教育為理念,依據通信專業英語課程本科人才培養目標,編寫教學大綱。根據人才培養目標和教學大綱的要求,科學設置課程,課程設置包括教學內容、教學方法、教學手段和考核制度體系,目的是實現學生對該課程所學的專業知識的融會貫通以,能力培養,提升素質。
2.3教學內容
教學內容的重點是專業英語詞匯掌握、句子翻譯的準確理解以及相關文獻閱讀能力的培養,而語法掌握是所有專業英語學習的基礎,因此,語法教學貫穿于整個教學的始終。語法教學包括語法結構分析、語義的理解,教學的目的是幫助學生準確地掌握語法、理解語意,培養學生閱讀與專業相關的外文資料的能力。課堂時間的合理安排與教學內容的設置相輔相成。課堂時間的安排如下:每學時100分鐘,包括50分鐘“自主學習”、20分鐘“學習檢驗”和30分鐘“學習小結”。“自主學習”學生帶著問題目標明確地進行學習,學生在通過學習培養了知識、能力與素質。“學習檢驗”通過老師與學生、學生與學生之間的交流,將學生的好學提升為對問題的深思,并提出問題,解惑答疑。“學習小結”將所學真正落到實處。
2.4教學方法
由于學生自身能力水平的差異,學習的方法和側重內容因人而異,應根據每個學生各自的特點取長補短、使學生不斷自我完善。學生在與老師和同學的交流、學習中,通過自己體驗知識的獲取與探究過程,不斷反思與總結,培養批判性思維、專業能力、交際能力,提升素質。在教學中充分突出學生的主體地位,設計了以“自主學習-學習檢驗-學習小結”的教學模式,并進行了實踐和探索,取得了一定的效果。
(1)“自主學習”。
“自主學習”目的是激發學生的學習興趣,由傳統的被動的課堂教學轉變為學生主動積極的學習。自主學習由“任務式學習”和“合作探究”兩部分組成。任務式學習由問題引導學生主動思考和學習,涉及三部分內容:文章涉及的主要內容包含哪幾個方面?文章的中心內容是什么?請回答課后問題。學生帶著這些問題目標明確地進行學習,首先,學生通過手機、掌上電腦等現代化設備自主學習基本詞匯和專業術語,并了解專業知識與技術發展。其次,通過迅速瀏覽的方式找出文章涉及的內容包含哪幾個方面。再通過對文章介紹的主要內容進行對比、分析、判斷確定文章的中心內容。最后,根據課后的問題返回到文章中經過分析、綜合、應用,歸納得出問題的答案。在任務式學習的整個過程中鼓勵同學之間、師生之間進行相關專業知識和生活案例交流、討論,合作探究,習獲知識。在“自主學習”中,學生通過實踐體驗培養了專業知識與能力,認識到終身學習的必要性,并具備信息的習獲與終身學習的能力、個人技能與態度、獨立思維能力、分析與解決實際問題能力,以及交流、合作能力。
(2)“學習檢驗”。
“學習檢驗”是將學生所學的知識和習獲的經驗反饋給老師和同學,加強老師與學生、學生與學生之間的交流,將學生的好學提升為對問題的深思,并提出問題,解惑答疑。通過本環節的學習鞏固培養了學生表達與溝通能力、團隊合作能力。
(3)“學習小結”。
課堂時間最后30分鐘由句子翻譯和學習小結兩部分組成。學生翻譯的句子是從各種相關專業資料中精心挑選的和本課程知識相關的句子,它是所學內容的鞏固或補充。此外,要求學生總結學習收獲,包括生僻的詞匯、含糊的語法、閱讀技巧、想法,及習獲的相關專業知識等。學生只有主動學、主動思考、主動做,并認真地進行學習小結,將知識內化。
2.5教學手段
在教學過程中通過啟發式、探究式、討論式、任務式、提問法式等方法。鼓勵學生提出問題,老師僅僅是學生解決問題的引導者,目的是培養學生優秀個人品德、專業能力與素質以及交際能力與素質。教學中注重學生的個性化差異,因材施教,促進學生全面發展,努力培養品學兼優的高素質應用型人才。
2.6改革考試制度
專業英語課程實行開卷考試與強化過程性考核評價相結合的考試改革制度,是檢測反饋教學信息,促進學生自主學習,提高教學效率和教學質量的重要舉措。在過程性考核中堅持公平、公正、公開原則,以激勵學生自主學習、鍛煉專業技能、培養專業能力和交際能力、提升綜合素質為主要目的,將過程性考核貫穿于教學全過程,進行科學設計。過程性考核評價中采取的形式涉及課堂表現、課堂互動、階段性學習測驗。課堂表現指考勤、課堂紀律、聽課表現等;課堂互動包括課堂回答問題、主動提問等;階段性學習測驗指自主學習、作業等。根據課程進度及所講內容,出思考題、布置作業題,在課堂或課后完成,給出成績,記錄在案。總評成績=過程性考核成績(課堂表現20分+課堂互動20分+階段性學習測驗50分)(40%)+(終結性考核開卷成績100分)(60%)。
3評估學生的學習效果
在課堂教學過程中,教師所使用的教學方法對激發學生的學習興趣和熱情、活躍積極創造性思維、營造良好學習氛圍乃至聽課效果都起著至關重要的作用。目前已有多種經典教學方法,如啟發引導式教學、案例式教學、協作式教學等[5]。為了充分激發學生學習的興趣和提高教學效果,我們不斷嘗試各種教學方法。啟發引導教學將問題作為課堂教學的核心,圍繞問題切入相關基礎知識,在此基礎之上引發學生思考、探討解決問題,并將此過程貫穿整個教學活動中[5]。例如在講抽樣定理時,我們先由通信技術的發展現狀“數字通信已成為主流技術,但發送端信源有模擬信源和數字信源”提出第一個問題“日常生活中常用的麥克風、攝像機等都是模擬信源,它們所產生的模擬信號要想在數字通信系統中傳輸,需要怎么辦”,從而引入所要講解內容“模擬信號要想在數字通信系統中傳輸就必須進行模數轉換,模數轉換需要抽樣、量化和編碼,而抽樣第一步”,進而提出第二問題“那什么是抽樣及抽樣是怎樣實現的呢”。在講完“抽樣的定義和實現方法”,為了能夠進一步調動學生積極思維并且使學生一直保持良好的聽課狀態,又依次提出第三個問題“抽樣后的離散樣本值是否可以表示抽樣前的連續時間信號?”和第四個問題“在接收端如何從離散樣本值中恢復出原來的連續時間信號?”,通過第三個問題和第四個問題的分析講解,進而歸納總結出抽樣定理。因此,在使用啟發引導教學法時,需要我們按照一定思路不斷提出合理恰當的新問題,依次從一個知識點引出下一知識點,教師邊引導邊講解,學生邊思考邊理解,從而提高了教學效果。案例教學是一種通過模擬或者重現現實生活中的一些場景,讓學生把自己納入案例場景,通過討論分析來進行學習的一種教學方法。其目的在于配合理論教學的內容,教師通過列舉和日常生活有關的事例使較難理解的理論知識變得通俗易懂,教學目標明確,從而生動高效地實現課堂教學。在講解GSM系統的移動臺開機入網流程時,我們提前一周布置典型的案例教學題目:大家開啟手機電源幾秒或幾十秒后手機屏幕將顯示運營商的名稱,在該過程中手機做了哪些工作?由于該案例和大家的日常生活息息相關,學生熱情極高。接下來,我們先對該案例的基本背景和相關知識點進行簡單的闡述,然后將有利于學生理解和討論的案例材料進行匯總并提前發送到每位學生手中。材料包括移動臺位置更新、GSM系統的傳輸信道分類、移動臺的用戶狀態和GSM的安全性管理,等等。同時我們提出一系列問題,組織學生分組進行分析探討。一周后要求每個小組發表本組對于案例的研究成果,同時接受其他小組同學的問題詢問。在各項目組匯報過程中,教師充當引導者和闡述者的角色,對學生的陳述提出質疑和總結,對各小組的討論及展示結果進行合理性的評判,肯定其正確的思路,糾正其錯誤的認識。并將所需講解的理論知識和基本原理穿插整個過程,在輕松愉悅的教學氛圍中完成教學任務[6]。當然,在實際教學中,單一教學方法會因沒有太多變化而變得乏味,往往需要針對不同的課程、不同的教學內容進行妥善結合、靈活應用才能發揮最佳效果,最大限度地提高教學質量。
2靈活運用現代化教學手段
教學手段是完成任務、實現教學目的重要教學媒體。通信專業大多數課程公式和推導較多,上課僅采用黑板板書的傳統教學方式,會使板書時間過長,課堂的有效時間減少,信息含量低;在現代教學手段中,多媒體課件可以幫助學生更好地理解教學內容。大大增加了傳授信息量,節約了傳統板書方式中所耗費的時間,可以利用節省下來的時間擴充講授的內容或采取多種形式鞏固課程內容。但是,多媒體課件不是教材的復制品,若課件上羅列大段的文字說明,失去了多媒體教學的真正意義。因此多媒體課件構成要簡單清晰,用最簡潔的方式將基本概念、基本原理、解題思路等呈現給學生,避免出現大段的文字顯示。另外,有些知識點很難用傳統教學方式口述清楚,很難直觀形象地表達出來,如各種通信系統中調制前后的各種信號波形圖和信號頻譜圖等,可以利用Flash以動畫的形式展現調制前后信號波形及其頻譜變化的全過程,生動而直觀,提高了教學的可視化和趣味性。為了進一步提高教師的教學質量和學生的學習效率,我們借助MATLAB的信號處理工具和GUI圖形用戶界面功能分別設計并開發了信號與系統輔助教學系統和通信原理輔助系統。以通信原理輔助系統為例,系統界面模塊主要根據通信原理課程內容結構及信號處理流程來進行劃分,雖然各模塊所包含的主要內容不能涵蓋通信原理課程中每個知識點,但是包含了其中的大部分重難點,并且在人機界面中進行了可視化實現。將MATLAB軟件仿真引入課程教學環節,淡化了理論教學和實踐教學的界限,可以形象地展現信號分析處理的過程和結果,增強了授課效率和效果。因此,將傳統教學與多媒體教學相結合,利用多媒體技術展現課程中的重點和難點,同時利用黑板板書進行簡單分析和推導,從而充分調動教師“教”與學生“學”的積極性。
3分層次設計實踐教學
實踐性教學對鞏固理論知識、培養學生分析和解決問題的能力及開發他們的創造力都有重要的作用,一般分為實驗教學、課程設計、實習及畢業設計等幾個方面。但是大多數通信專業基礎課程的實驗教學存在著實驗內容偏少、項目有限且實驗手段落后的問題,課程設計存在著只有純粹的軟件設計而沒有硬件設計,或者只有純粹的硬件設計而沒有軟件設計的問題,為此我們所進行的以學生為主體的實踐環節教學改革重點集中在實驗教學與課程設計兩個方面。以前的實驗大部分以驗證型實驗為主,提高型實驗相當的少,學生只要遵循實驗指導書的說明,按部就班地一步一步就可以完成實驗操作,得到預期的實驗結果,因此學習積極性不高。改革的思路是利用現有的實驗箱和儀器設備,在驗證型實驗基礎上增加綜合性、設計性的項目,逐步開設有“創新性”的提高型實驗。并且針對學生自身的差異性,在進行提高型實驗中要合理采用“菜單式教學”,保證不同程度的學生“吃飽吃好”。對于基礎知識薄弱的學生,要求完成全部基礎型實驗和綜合型實驗;對于基礎較好和自主學習能力較強的學生,可以根據自己的興趣愛好,選擇較復雜的設計型實驗來實現自己的目標[8]。課程設計是針對整個課程進行綜合性的設計,要求學生能對課程中知識進行全面的應用,其難易程度介于設計性實驗與畢業設計之間。在進行通信原理課程設計時,可以要求學生利用SystemView仿真軟件做一個通信類小型綜合系統。學生在理論指導下,通過建立仿真系統,可以了解信息與信號傳輸的基本過程及其在通信領域的應用。教師鼓勵學生在完成基本任務后,拓展知識,自己設計新的系統模型。在課程設計的整個過程中,一般只介紹軟件的使用方法和任務要求,具體的系統模型和參數選擇由學生根據理論知識自行設置,整個課程設計過程自始至終由學生獨立思考,獨自設計,自己動手,加強了學生的實踐動手能力,同時又提高了獨立分析和解決問題的能力,增強他們的學習意識和創新意識,綜合素質大大提高。另外,近幾年“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽、大學生“飛思卡爾杯”智能賽車競賽等,我們都積極組織學生組隊參加,并盡力指導幫助他們。而且我校每年也會舉辦大學生創新杯競賽、大學生科技創新訓練計劃等活動,學生在教師指導下,自主選題、自主設計、自主實現和撰寫總結報告等工作。通過競賽和活動可以大大提高動手能力,激發學習熱情,培養獨立分析問題和解決問題的能力,更加扎實地掌握專業知識。
4結語
目前國內高校車輛工程專業網絡通信類課程教學普遍存在以下問題:
(1)課時比重偏低,缺乏對新概念、新技術的介紹;
(2)設備陳舊,缺乏實用性實驗的開設;
(3)科研活動參與率低,未形成完善的創新培養體系;因此,在培養體系、課程平臺、教學模式等方面對車輛工程專業網絡通信類課程進行全新的探討,既可以作為對“機電結合,特色分流”交叉教學的補充和深化,也可以通過車輛工程專業“以點帶面,見賢思齊”,帶動其他專業學生對網絡通信類課程的興趣和創新能力的培養。
2培養體系的改革
現有網絡通信類的課程教學以車載CAN和LIN網絡理論的認識為主,實驗教學則以演示性和驗證性內容為主。但是,傳統的車載網絡已失去原有的主導地位。針對“以車為本兼顧網絡”的原則,需要逐步擴大網絡通信類的廣度和深度,鼓勵學生立足本專業課程,學科交叉,勇于探索。通過車輛工程專業導論和認知實習,重點在于拓寬學生視野,初步建立學生對車載網絡知識體系的感性認識。展示本專業前期積累的各項成果,如飛思卡爾智能小車等,為后續知識體系交叉學習打下基礎。在驗證、鞏固和加深理論教學的基礎上,選擇車輛外圍相對獨立、功能簡單,但系統結構較為完整的網絡通信類實驗項目,力求學生能在課程實驗中能加深對車載網絡通信理論知識的理解,掌握車載網絡算法優化等方面的基本技能。以課程設計、競賽的形式,選擇適當的課題展開具有實際工程應用的綜合訓練。圍繞汽車行業生產、研發過程中具有實際工程意義的問題進行選擇,力求實現能正常運行的實驗室樣機,提高學生在車載網絡通信及優化方面的綜合能力。
3課程平臺的改革
圍繞培養體系的三個層次,對車輛工程專業的課程體系進行了創新性規劃,在專業基礎課中增設網絡通信類基礎課程,整合優化成“大機械類基礎課程平臺”,并配合車輛工程專業主干課,適當增設專業特色選修課,引導學生進行機械設計方向和車載網絡通信方向的分流。在先修機械類、通信類公共課程的基礎上,以學生的專業興趣為主要依據,搭建“車載網絡特色課程平臺”。對原有的課程體系進行調整,既要增設網絡通信類課程,還要兼顧原有機電類課程的設置。相互支撐,構建車載網絡特色課程群,通過車輛機械與電子信息學科體系的交叉,實現創新型、綜合型人才培養的目標。
3.1基礎平臺
通過增設通信原理、計算機網絡等基礎課程,結合相應的課程實習,將通信網絡類課程融入到基礎課程平臺中。以主題會議、專家報告等方式向低年級學生介紹行業前沿技術以及網絡在汽車中具體應用,形成直觀的認知,增強學生的興趣。由于總課時的限制,通信網絡類基礎課程以小課時、重實踐、多交叉的形式進行調整。由于機械類課程在車輛工程總課時中占有較大的比重,因此網絡通信類的課程根據“不同方向不同要求”的原則進行壓縮。在總課時不變的前提下,壓縮課時量,以增設相關網絡通信課程。需要注意的是,在總學時不變的前提條件下,如果不進行專業分流,勢必會造成機械類課程與電子信息類課程在學時分配上發生沖突。面向高年級學生進行專業分流,形成車輛與通信互為支撐、優勢互補的格局。創新性的將部分學生引導到車載網絡通信方向,有效緩解機械與通信類課時沖突的問題。
3.2特色平臺
圍繞新能源汽車、車載網絡等汽車行業重點研究方向,設置課題研究小組,由教授或副教授擔任負責人,配備2-3位中級職稱的教師和實驗室教師,團隊結構合理,知識體系交叉,階梯分工明確形成結構合理的學術團隊。鼓勵不同專業方向的學生進行自由組合,選擇部分動手能力強的學生參加科研課題研究,為學生的科技創新提供支持。創新平臺的課程覆蓋了車輛、機械、通信等領域,涉及汽車電子、新能源和通信網絡等多個方向,滿足車輛工程本科專業學生的興趣要求。團隊結構合理,知識體系交叉,階梯分工明確;對部分優秀本科生,仿照研究生的培養方式實行導師指導的培養制度,進入實驗室協助配合研究生完成相應的課題研究,實現導師負責、研究生協助的雙導師培養制度。
4教學模式的構建
教師在課程中的教學質量直接影響到學生的學習興趣和創新能力的培養。網絡通信類課程的改革,要求教師同時具備車輛工程和網絡通信的知識,既能將教學內容從機械知識結構拓展到網絡通信領域,也能夠將網絡通信領域的最新技術應用到車輛工程中。但我國高校中在機械工程和電子信息領域中的“雙師型”教師數量明顯不足,缺乏具有實踐經驗的中高級技術人員。為了充實教學隊伍,可以聘請汽車行業有經驗的技術人員作為兼職教師。同時,支持和鼓勵教師深入企業學習新技術。鼓勵學生將新想法、新創意,以發明專利、科技創新競賽的形式實現。對構思新穎的選題給予必要的科研經費和指導,同時設定創新學分,進一步推動創新研究。
1.1高職院校電子通信專業教學針對性不足
當前,高職院校電子通信專業教學存在針對性不足的問題。電子通信專業教學通常為教師講述電子通信知識、電子通信理論等,學生單方面進行聆聽、記錄,教師就學生所收獲的教學成果進行單方面評價。這種電子通信專業教學模式將學生掌握電子通信知識作為主要出發點,對學生充分理解、感悟電子通信理論不夠重視,不利于學生將課堂所學知識運用到將來生活工作的實踐中。
1.2高職院校電子通信專業教學目標不明確
當前,高職院校電子通信專業教學存在教學目標不明確的問題。高職院校電子通信專業教學過程中,一些教師倡導注重學生情感、主觀的體驗,雖然這種教學方式一定程度上解放了學生們的想象力,但終究會因為大部分教師不明確長期系統的教學目標,使得學生僅僅停留在體驗上,而沒有學到實質性的知識。另一方面,高職院校學生普遍認為在校的主要目的是學習專業技能,獲取一技之長。他們認為在以后的工作中,憑借所學的專業技能便能夠找到自己想要的工作,職校學生通常不具備良好的學習習慣,電子通信專業教學很難有效展開。
2高職院校電子通信專業教學改革的意義
2.1高職院校電子通信專業教學改革滿足新課改需求
目前,我國教學領域正受到新課程改革主、客觀強勢的沖擊。結合國內外課改經驗教訓不難發現,教學領域相關問題是課改成功與否的重要影響因素。新課程改革強調“教師為主導,學生為主體”,高職院校電子通信專業教學改革以學生發展為中心,為學生營造社會實踐教學平臺,是電子通信專業教學的創新策略,滿足新課改需求。因此,務必要將電子通信專業教學改革作為電子通信專業教學的重點工作,促進課程問題與教學問題有機融合,使新課程改革落到實處。
2.2高職院校電子通信專業教學改革可優化低效的教學現狀
雖然高職院校教師們盡全力地進行電子通信專業教學工作,但仍舊出現了教學效果不佳的局面。教學效果不佳表現為課程秩序混亂、教學目標不明確及教學方法缺乏針對性等。在電子通信專業教學中,如何引導學生積極參與,不僅是新課程改革的關鍵,還是每一位教師在實際教學過程中亟待解決的問題。高職院校電子通信專業教學改革面向每一位基礎薄弱、自主學習能力較弱的學生,著力于提升電子通信專業教學效率,彰顯教師的辛勤、智慧及策略。
2.3高職院校電子通信專業教學改革提升學生主觀能動性
高職院校電子通信專業教學改革從每位學生身心特征出發,讓學生在電子通信專業教學中主動地思考問題,創造出自己思維方式,讓每位學生積極主動地參與其中。例如,在電子通信專業教學中,電子通信專業教師采用競爭獎勵的方式能激勵學生更加積極主動地學習。高職院校電子通信專業教學改革能有效解放學生天性,讓學生思維得以開拓散發,迸發出智慧的火花。
3高職院校電子通信專業教學改革途徑
現階段,高職院校電子通信專業教學改革中,高職院校教師和學生還面臨著諸多問題。為了探索高職院校電子通信專業教學改革的有效途徑,務必要將教學與生活實際相結合,結合每位學生的個性特征,對電子通信專業教學進行開拓創新,提高學生的綜合素質。
3.1注重創設實驗教學情境
高職院校電子通信專業的教學中不僅要教授學生電子通信專業知識,還應當重視培養學生的主觀能動性,引進多種多樣的教學方法,促進學生綜合能力的提升。高職院校電子通信專業教學改革中,教師應將電子通信專業教學內容與學生實際情況合理地整合,構建符合學生生活邏輯的電子通信專業教學情境,引導學生形成認知火花,提出靈活的問題,使學生積極參與到學習中,提升自主學習能力。
3.2全面塑造學生創新意識
高職院校電子通信專業教學改革中,應當重視教師、學生相互之間合作交流的學習結構,通過開展小組討論,在合作交流中相互學習,共同進步。例如,電子通信專業教師提出一個電子通信問題,讓學生展開分組討論,并交換見解,讓學生在電子通信專業教學中變被動為主動,提升自身學習自信心。培養具備宏觀把握能力的創新型人才,是我國素質教育的目標,亦是開展科教新國戰略的重要內容。
3.3積極引導學生關注生活體驗
高職院校電子通信專業教學改革中,教師要對電子通信專業教學結構進行整合優化,教師要把課前、課中和課后的教學有效地結合在一起,更深一步地提高學生的學習效率。課后,教師要引導學生去思考課堂上的問題,要有自身的理解,不能只是淺顯聽教師的講述。重視社會生活體驗,老師要耐心引導學生發表自身的見解,通過對社會生活中問題的討論,再次讓學生回顧電子通信專業教學中的所學內容。
3.4靈活應用評價反饋機制
高職院校電子通信專業教學改革中,教學評價反饋是重要內容。教學評價應當擺脫傳統教學評價觀念束縛,構建起教師評價、學生自評以及師生互評等相結合的多方面綜合評價標準。教學評價不僅要關注學生的基本技能、身體素質,還要關注學習過程中呈現的創新能力、分析解決問題的能力等。教師根據學生的基本技能、反饋情況進行啟發性的示范與講解,并給予“授之以漁式”的建議,促進學生對教學內容進行思考、分析,加深對理論知識的認識程度,從而更好地開展新的教學活動。同時,通過對學生學習內容的總結,全面評價學生的學習反饋,最終以良性的反饋、評價串聯起整個教學過程。
4結語