通信類實驗教學革新范文

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目前,在高校通信專業實驗中,大多還是采用傳統的模擬實驗箱設備,如通信原理實驗箱、程控交換實驗箱、光纖通信實驗箱、移動通信實驗箱等。前些年,這些設備在高校實驗教學及研究中起到了一定的作用,特別是在通信原理、通信電子線路等課程的理論教學中,配合相關設備起到了幫助學生掌握相關基礎理論知識,檢驗學生學習效果的作用。隨著現代通信技術及計算機技術的飛速發展,通信技術和信息科學已成為當今社會的熱門專業,也是競爭最為激烈的行業之一[1]。作為21世紀高新技術產業的通信技術學科,其發展速度之快,與其他學科相互滲透之廣,使得大學教學內容更新周期越來越短,結合工程實際越來越密切。如果僅僅停留在實驗箱時代,則遠遠滿足不了社會對通信技術人才能力的需求。實驗教學的重要性隨著學科的發展日益凸現出來[2]。

1目前高校通信專業實驗教學的現狀

從高校對通信專業人才教育培養的現狀來看,主要存在的問題有:(1)驗證性實驗多。大多數通信實驗教學還是停留在“實驗箱”時代,內容以驗證性為主,實驗手段單調,學生處于被動地位,只是按照傳統的實驗指導書,按部就班地完成實驗,難以體現通信的系統性和網絡特點[3],不能充分調動學生的積極性和創造性,反而對學生應用能力的提高造成一定的障礙。(2)系統觀念不強。學校大多采用“模塊式”的實驗教學,各模塊之間或各門課程之間相互分割、相對獨立,造成學生缺少綜合性的整體概念,沒有進行縱向和橫向的有機結合,更沒有形成完整系統的設計能力。(3)創新精神不足。由于受學時的限制,實驗項目一般為2學時,而設計性實驗往往不可能在短短的2節實驗課內完成,因此實驗效果不理想,況且大部分實驗項目由生產廠家預先設定,不利于學生的主體作用和創造性的發揮。(4)缺乏自身競爭優勢。學校的教學與社會新技術應用嚴重脫節,學生所具有的實際水平和實際動手能力與真正的就業要求相距甚遠,就業形勢嚴峻。除此之外,實驗室管理體制上也存在諸多問題,如專業分得過細、專業面窄。這樣設置的實驗室模式功能單一、規模小,儀器設備重復投資,實驗技術力量分散,資源難以共享,影響了各個學科之間的相互滲透,不利于學生綜合實踐技能的培養和創新能力的提高,也難以發揮實驗室在人才培養、科學研究與社會服務中的整體功能效應[4]。所有這些情況,造成了學生缺乏專業技能和新知識,缺乏自身的競爭優勢,在畢業之后立即進入通信行業比較困難,出現社會通信合格人才缺乏和畢業生就業困難的現象。因此,有必要盡快采取措施,從人才培養模式上進行改革。

2精確定位人才培養目標

在人才培養模式中,培養的目標和定位是至關重要的。在人才培養方向及專業方向上,應充分考慮區域經濟對人才培養的需求,及時了解區域經濟的發展趨向,適時地根據區域經濟的發展來調整專業方向,合理調整培養目標、課程體系和教學內容,以便更好地服務于區域經濟。按照普通高等院校對本科生培養“厚基礎、寬口徑”的基本要求,以培養適應型、應用型、創新型人才為目的,以學生為教育主體,堅持科學教育與人文教育相互融合,注重創新精神和實踐能力培養,促進學生思想道德素質、科學文化素質、身心健康素質協調發展,構建通識教育基礎上的寬口徑專業教育人才培養模式。總體培養目標為培養造就基礎寬厚,知識、能力、素質俱佳,富有創新精神和創新能力,在專業及相關領域具有國際視野和持久競爭力的未來高技術人才。對通信專業來說,在就業形勢嚴峻、競爭日趨激烈的今天,要根據學校人才培養目標,以市場需求為導向,以職業崗位要求為依據,結合大電類專業人才培養規律,堅持理論教學與實踐教學并重,能力培養與素質提高并行,課程實驗與工程訓練、創新設計、科學研究有機結合,創造以學生為本的人文環境,把知識傳授、能力提高、素質培養貫穿于實驗教學始終,深入落實大工程觀、大系統觀、大集成觀的教學理念,實行開放式教學,著力培養學生的創新精神和實踐能力。

3大工程觀提出的歷史背景

美國工程教育界根據當代經濟社會發展的狀況,對高等工程教育進行了深入的反思和研討,明確了工程教育的改革方向是要使建立在學科基礎上的工程教育回歸其本來涵義,更加重視工程實際以及工程本身的系統性和完整性。有人把這種思想稱為大工程觀視野中的教育觀。美國麻省理工學院工程學院院長喬爾•莫西斯說:“大工程觀的術語是為工程實際服務的工程教育的一種回歸,而與研究導向的工程科學觀相對立”[5]。美國工程與技術認證委員會曾對21世紀新的工程人才提出了l1條評估標準[6]。我國有學者也曾對美國工程與技術認證委員會強調的側重點進行歸納:一是工程實踐能力;二是多學科的背景以及多方面的能力;三是職業道德以及社會責任感。吳啟迪副部長也指出,工程教育改革不僅要確保質量,還要應對工程全球化、工程復雜性的挑戰,建立具有大工程觀、大系統觀、大集成觀的工程教育體系。大工程觀對高等教育改革提出了新的要求,并最終需要通過實驗教學改革來實現。

4通信專業實驗教學改革探索

在學院人才培養模式的目標下,優化資源配置,完善實驗室管理體制,改革傳統的實驗教學模式,加強實驗室隊伍建設,強化工程實踐意識,鍛煉學生的科研與工程實踐能力,采用開放式的管理模式,深入落實大工程觀、大系統觀、大集成觀的教學理念,把通信工程實驗室建設成為創新實踐的教學實驗基地。

4.1優化資源配置,成立專業實驗中心2004年我們學院將專業實驗室進行整合,成立了專業實驗中心。一是集中和充實了實驗室技術力量,完善了實驗室建設發展規劃,充分發揮人、財、物的潛力,提高辦學效益和辦學水平;二是將有限的經費集中使用,使實驗室建設上檔次上水平;三是增大了專業實驗室的規模,優化了資源配置,實現了資源共享,優勢互補,使實驗室結構、層次、布局趨于合理,本著大學科、大平臺、中心型的思路,形成了多學科通用的實驗室,有利于實驗室的開放、交流和管理。整合后的實驗室,學生人時數大大增加,人員、房屋、設備由學院統一調配使用,提高了實驗室的利用率,實驗室的結構、功能得到進一步優化,為教學、科研工作以及學生的學習創造了良好的條件和環境,為學科發展奠定了必備的物質基礎。

4.2改革實驗教學模式,提升實驗教學水平以地方經濟的社會發展對人才的需求為導向,改革傳統的實驗教學模式,加強基礎實驗,完善專業基礎實驗,提升專業實驗,強化工程實踐意識,對課程進行整合和內容創新,形成專業特色。

4.2.1精簡驗證性實驗驗證性實驗主要是鞏固課堂所學的理論知識,大量的驗證性實驗不利于學生綜合能力的培養,為此,精簡驗證性實驗項目,只保留少量必開的經典驗證性實驗。少量的驗證性實驗對培養學生的基本實驗技術和工程素養是必要的。

4.2.2增加綜合性、設計性實驗綜合性實驗主要是培養學生綜合運用所學理論知識來解決實際問題的能力[7]。在完成了少量驗證性實驗的基礎上,由學生自擬或根據實驗室下發的綜合性實驗項目,綜合運用所學的知識,通過查找資料、分析問題、提出設計方案、完成設計、實驗結果分析、總結報告等方面的鍛煉,使學生產生對現代通信技術教學的喜愛,用理論指導實踐,用實踐推動理論,進行深入的學習,達到提高學生綜合能力的目的。如在通信原理及通信電子線路實驗中,可以考慮安排以下綜合性實驗項目:(1)時分復用2DPSK、2FSK通信系統設計;(2)兩路PCM數字電話系統設計;(3)時分復用數字基帶通信系統設計;(4)中波調幅發射機設計;(5)鎖相頻率合成器設計;(6)超外差調幅收音機設計;(7)基于調頻、調幅的無線通話系統設計;(8)半雙工調頻無線對講機設計等。同時,為了更好地培養學生的動手能力、綜合能力、設計能力和創新能力,還可以增加Matlab仿真實驗、SystemView仿真實驗、FPGA/CPLD設計性實驗等。實驗方法由原來單一的必修實驗內容增加了選修和開放性實驗內容。通過該實驗,提高了學生對通信原理實驗的興趣。如開設基于FPGA的基帶信號編解碼系統建模與設計、數字復接技術建模與設計、同步技術建模與設計、數字通信基帶系統建模與設計、數字信號頻帶傳輸系統建模與設計、誤碼檢測器的設計與實現等。

4.2.3引進通信網絡綜合實驗平臺為了更好地適應社會對人才的需求,在充分調研的基礎上,我們根據目前各高校實驗室建設發展的經驗以及未來通信專業實驗室建設的發展趨勢,力爭專業實驗室建設跟市場接軌,縮短畢業生與社會的磨合期,以便學生走上工作崗位后能夠很快地進入狀態,于2006年新建了e-Bridge現代通信網絡綜合實驗平臺。通信網絡綜合實驗平臺主要包括程控交換、光纖傳輸、寬帶數據、無線通信等[8]。其中程控交換系統采用華為公司的C&C08程控數字交換機。該設備是大容量的綜合網絡交換系統,易于平滑升級到下代網絡,全球在線使用量近2億端口。光傳輸網絡系統采用華為公司的SDHoptix155/622M光傳輸設備3臺。SDH傳輸機制目前在線使用量已超過90%,是主要的光網絡傳輸模式。寬帶接入系統采用華為公司的MA5100寬帶接入設備。該設備適用網絡寬帶并存和寬帶化發展的需要,可根據業務需求靈活配置,在國內的眾多運營商中已得到廣泛的使用。該平臺類似于電信系統,是電信運營網絡的簡化縮影。通過該平臺的建設,達到了高校的理論教學與目前社會通信領域所應用的技術同步,對學生更好地掌握通信基本原理,了解電信運營商實際使用的通信設備,增強學生實際動手能力,縮小教學實驗與社會實際應用的差距,把學生的學習與現實中的使用結合起來,跟上通信技術的快速發展有很大好處。建成后的通信網絡綜合實驗平臺,已成為青島大學通信工程專業、電子信息工程、電子信息科學與技術專業的重要實驗、實習基地。通過該平臺的學習,學生可以利用在大學里學習的相關通信知識來完成一個通信局點的設計,包括通信網方案規劃、通信網設計、通信網產品選用、通信網環境配置與調試等。通過該設計,培養了學生工程實踐的意識,鍛煉了學生的科研能力,還能系統地培養學生的通信工程網絡調試能力,使學生與企業達到無縫接軌,畢業后幾乎不需要額外的培訓就能很快適應電信、網絡工程等崗位工作,不會對所處的環境,所遇到的技術、設備等問題感到陌生,為就業打下良好的基礎。

4.3完善實驗室管理制度,提高管理水平管理制度的健全是實驗室工作的保障。我校重新修訂和完善了實驗室規章制度和考核辦法,編制實驗室主任工作手冊和實驗室工作記錄冊,并抓好檢查落實,實行目標管理。建立健全實驗人員的工作考核、評優制度,完善了實驗室開放制度,實現了實驗室真正意義上的開放。

4.4加強實驗室隊伍建設,激勵競爭機制實驗教師隊伍是工科專業教學、科研和社會服務的重要組成部分,建設好一支素質優良、結構合理、精干高效、責任心強的實驗教師隊伍,是搞好實驗室建設,提高教學質量和科學研究水平的前提和保障,符合高等教育的改革和發展方向,適應新形勢下社會對新型工程技術人才的需求[9]。因此,高校在改革和發展的過程中,一定要根據自身的特點,加強對工科實驗教師隊伍的建設。(1)重視實驗技術人員隊伍建設,引進高水平人才,重點抓好實驗室帶頭人的培養工作,以點帶面,提高實驗隊伍的整體素質。(2)制定必要的激勵政策,如實驗室管理成果獎、實驗技術研究成果獎、實驗教學成果獎等,形成激勵競爭機制,充分發揮他們的潛能。優化實驗隊伍,促進實驗人員合理流動,在流動中穩定業務骨干。(3)加大對實驗人員的培養力度,加強綜合素質訓練,組織實驗人員參加實驗技術培訓,開展多種研討活動,鼓勵實驗人員在職攻讀學位,使他們的業務水平隨著科學技術的發展而提高。

5結束語

經過4年多的建設與實踐,我院極大地改善了通信實驗教學的條件,改革了實驗教學模式,引進了高水平的通信網絡綜合實驗平臺,彌補了以往只能做抽象驗證性實驗造成的技能缺失,而且該實驗室具備了跟蹤先進網絡和通信技術的能力,使得學生的思路和眼界進一步開闊,提高了教學水平和教學質量,為學院創新人才培養基地提供了良好的教學與科研條件。學校同時可以憑借著先進網絡建設理念的引進和新技術的采用,提高學校在同類高校中的學術地位和影響力,有助于建設優勢學科。