无线通信毕业论文范文
时间:2023-03-23 12:39:23
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篇1
【论文关键词】无线通信系统;MIMO;信号检测;球形译码
0 引言
MIMO技术对于传统的单天线系统来说,能够大大提高频谱利用率,使得系统能在有限的无线频带下传输更高速率的数据业务。目前,各国已开始或者计划进行新一代移动通信技术(4G或者5G)的研究,争取在未来移动通信领域内占有一席之地。随着技术的发展,未来移动通信宽带和无线接入融合系统成为当前热门的研究课题,而MIMO系统是人们研究较多的方向之一,而且随着MIMO系统均衡技术的出现使得这一领域出现了极大的突破。
尽管如此,在MIMO系统中,对于接收信号的处理仍然存在很大的问题。主要表现为:信号检测算法难度大、参数繁杂。同时由于码间干扰和多径衰落的影响,使得均衡器在功能与性能上的要求提高了一个台阶。因此,随着均衡技术的不断进步,对于高复杂度信号检测也成了必需攻克的问题。因此,本文的主要研究内容便是如何在MIMO系统中进行信号检测,从而实现均衡技术。
1 MIMO 系统研究现状
1.1 MIMO系统概述
自20世纪70年代以来,在一代代科学家们的不懈努力下,奠定了MIMO无线通信系统的理论基础和可行性。从20世纪的90年代后页起,在Foschini、Rayleigh等人的研究基础上,世界上许许多多的科研机构与高等院校都开始投入巨大的人力物力对MIMO系统进行了深入研究。毕业论文
在MIMO技术日益成熟与先进的今天,MIMO技术的研究领域[1]主要涵盖了下列几点:MIMO信道容量和建模的分析;MIMO系统的空时编码和空时解码;MIMO系统收发数据方案设计;MIMO系统在网络方面的研究与探究。这四个方面的研究内容虽然各有侧重,但都面对着一个相同的核心问题,即针对各种复杂的无线衰落信道环境,如何更有效地利用 MIMO系统的通信结构抑制多径衰落、增加数据速率和提高系统容量。
1.2 MIMO系统检测算法研究现状
篇2
“Bluetooth”蓝牙一词原来是一位丹麦国王的名字,他在10世纪时,统一了当时的瑞典、芬兰和丹麦。后来用他的名字来给一种新的技术标准命名,意思将各种不同的技术标准统一起来。这种新的技术主要使用高速跳频与时分多址等通信技术,在一定的距离低成的把若干台数字化设备,包括各种便携移动设备、固定通信设备、PC机及其终端设备、数字系统,如数码照相机、数码摄像机等,还包括智能家器、自动化设备呈网状链接起来。Bluetooth成为网络中各种外设接口的一种桥梁,取消了设备之间实在的连线,以无线连接来取代
这种技术的替代对象主要有红外线传输和RS232串口线传输,红外线接口的传输需电子装置在视线之内的距离,而以RS232串口线连接的设备的缺点是需要线缆和和传输速度低,蓝牙技术的发展,方便了各种移动设备的互联。
Bluetooth现成为整个无线通信领域的重要分支,它不仅仅是一个芯片,而是一个近距无线网络,在包括智能手机、掌上电脑、无线耳机、便携PC、各种外设之间进行无线信息传输,现今由Bluetooth构成的无线网络已在移动通信领域到处存在。
Bluetooth应用高速跳频和时分多址等通信技术,能在近距离内较方便地将几台数字化设备呈网状链接起来,可应用于智能手机、PC机、掌上电脑、打印机、游戏机数码相机、MP3等,还可视频、语音、图像、文字、文件同步传输,还可简化白板记录仪、投影机等操作。蓝牙模块连接图如图1所示。
图1 连接图
Fig.1 Connection diagram
2 蓝牙技术的规范及特点(Specifications and
characteristics of bluetooth technology)
Bluetooth的技术标准是IEEE802.15,工作频带为2.4GHz,1MB/s的带宽。采用时分多址实现全双工方式通信,基带协议组合了电路交换和分组交换。每个跳频频率发送一组同步数据,每个时隙分配给某个分组,利用扩频技术可扩展为五个时隙。Bluetooth支持三个并发的同步话音通道或一个异步数据通道,还可一个同时传送异步数据和同步话音的通道。64kB/s的同步话音提供给每个话音通道,异步通道的传输速率可达为721kB/s,非对称的反向应答连接速率为57.6kB/s,对称连接速率为432.6kB/s。
根据发射功率大小,Bluetooth有三种传输距离等级:第一种约为100m;第二等级为10m左右;第三等级为2—3m。其正常的工作范围是10m半径内。有效范围内能进行多台设备间的互联。Bluetooth的特点有:利用跳频技术,数据包短,减缓信号衰减。链路稳定,使用快速跳频和前向纠错方案,有效减少同频干扰和远距离传输时的随机噪声影响。使用2.4GHz频段,无须许可。同时进行数据、音频、视频信号的传输。采用FM调制方式,可减低复杂性[2]。蓝牙模块部分电路原理图如图2所示。
图2 电路原理图
Fig.2 Circuit diagram
3 蓝牙匹配规则及使用注意(Using bluetooth
matching rules and notice)
Bluetooth标准开放性无线接入方式的一种,在使用前需要了解和遵循标准技术规则。不同蓝牙设备在进行通讯前,需要将其匹配在一起,从而确保一个设备发出的数据仅会被许可的其它设备接受。
Bluetooth将设备分为主从两种。其主设备的特点主要有,主设备有输入端口。进行匹配时,可通过输入端口输入随机的匹配密码将不同设备匹配。如蓝牙智能手机、有蓝牙模块的个人电脑等都为主设备。
从设备的特点主要有,从设备多半没有输入端口。所以从设备往往在出厂时,在芯片中,烧写了一个6位或4位数字的匹配密码。例如蓝牙耳机等都是从设备。各种主设备之间,以及主设备与从设备之间,都是可互相匹配的,但是从设备与从设备是不能匹配的。如蓝牙PC与蓝牙智能手机可匹配,蓝牙PC也可以与蓝牙耳机匹配,而蓝牙耳机与蓝压耳机不能匹配[3]。
蓝牙主设备,依据其类型不同,可匹配一个或多个其他设备。如一部蓝牙移动电话,一般最多匹配七个蓝牙设备。但是一台蓝牙个人电脑,却可以匹配十多个或数十个蓝牙设备。在同一时间,Bluetooth设备之间只支持点对点传输。
4 具体实现步骤(The specific implementation steps)
(1)首先修改模块的参数,运行chmod命令进行修改,模块波特率默认值为38400,主模块和从模块分别与核心控制模块ARM处理器连接好。
(2)实现接收功能,主函数为BlueToothreceive
int main(int argc, char *argv[])
{ int i=0; bsp_init(); unsigned char buf[100]; int recv_count; rs485_open();
printf("test BlueTooth (38400)...\r\n");
while(1) { recv_count = read(fd_rs485,buf,60); buf[recv_count] = '\0'; printf("data num=%d\n",recv_count);
for(i=0;i
int bsp_init(void) { open_port_device(); return 0; }
(3)实现发送功能,主函数为BlueToothsend
int main(int argc, char *argv[])
{ int i; bsp_init();char buf[14]="0123456789abcd"; int recv_count;
rs485_open(); printf("test BlueTooth (38400)...\r\n");
while(1) { write(fd_rs485,buf,14);for(i=0;i<14;i++) { printf("%c",*(buf+i)); }
printf("\n"); mmdelay(3000);} return 0;} int bsp_init(void) { open_port_device();
return 0; }
(4)分别调试蓝牙的主从模块,其中一片ARM处理模块烧写发送程序,另一片ARM处理模块烧写接收程序。
(5)运行相应程序,在超级终端下可以看到一个ARM处理模块一直在发送数据,另一个ARM处理模块一直在接收从蓝牙模块发过来的数据。
(6)模块参数的修改参照蓝牙模块命令集。
5 结论(Conclusion)
以上为笔者在进行嵌入式ARM开发实践过程中总结出来的,由于能力有限,诸多细节不够完善,如未能实现多蓝牙模块的多点通讯,未能将蓝牙模块驱动程序加载到Linux内核中运行,不足之处难免,希望得到读者朋友的批评指正。 [提供,第一论文 网专业代 写各种职称论文和毕业论文,欢迎光临DYlW.neT]
参考文献(References)
[1] 吴作鹏.蓝牙迎来第二春[N].计算机世界,2004(04).
[2] 季岩.关于蓝牙技术的研究—基于蓝牙的Adhoc网络散列
网形成协议的研究[D].江南大学,2008(07).
[3] 蒋喜焰.基于无线蓝牙通信的智能家居系统的研究与实现
[D].华东师范大学,2009(04).
作者简介:
篇3
关键词:无线Mesh网络 安全隐患 防御
中图分类号:TP309 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)12-0189-02
无线Mesh网络也就是无线网状网,因为速率较高、容易组网和成本低廉的优势被大家熟悉和接受,被普遍应用于无线设备和互联网的接入中。无线Mesh网络最主要的意义,是能够使任何网络节点都具备接收和转发数据的功能,并且能够使每个节点都可以实现与一个或多个对等的节点直接进行通信。和无线局域网相比,无线Mesh网络使用的是多跳机制,这就意味着用户要实现通信就必须通过较多数量的节点,这在一定程度上大大增加了无线Mesh网络的安全隐患。随着无线Mesh网络越来越广泛地被应用,其安全问题已经成为了急需研究的话题。
1 无线Mesh网络的结构特点
无线Mesh网络有别于传统无线网络技术,其无线电通信网络是由网状的拓扑射频节点组成的。无线Mesh网络所包含的节点可以分为三类,分别是客户端、路由以及网关。其客户端节点可以是传统笔记本电脑,也可以是手机、ipad等无线设备,路由节点则利用自身组织或者预先配置的方式形成骨干网络,为客户端提供无线接口,网关节点则提供到网络的访问。由于无线Mesh网络的通信网络结构特点,能够满足当一个节点发生故障,其他剩余节点仍能够直接或间接实现相互通信的要求,因此是一种比较可靠的数据通信方式。
2 无线Mesh网络潜在的安全问题
无线Mesh网络的结构特点使得其除了面临传统有线网络安全的风险外,还面临着其他特殊的安全隐患:
2.1 无线传输的开放性使其安全面临更大挑战
通常情况下,要对有线网络发起供给需要依赖于对物理通道的监听或以流量注入的方式发起攻击。而无线网络由于其开放性特点,使得黑客可以通过窃听无线链路的信号、接收覆盖范围的节点发送的报文篡改数据等方式实现对网络的供给,甚至可以直接发送无线干扰信号来对无线Mesh网络造成破坏。
2.2 无线Mesh网络认证的分散性使其更加容易受到攻击
与传统有线网络不同,无线Mesh网络缺少控制中心这样的节点,导致对其进行安全管理变得困难。又由于其特殊的拓扑结构,使得网络中节点之间的数据传送变得不稳定,已有的安全措施难以直接应用,安全认证变得困难重重。
2.3 无线Mesh网络终端节点的两重身份加大其安全威胁
在无线Mesh网络中,非常特殊的一点在于其终端节点同时承担着主机和路由器的角色因而既需要运行相关联的应用程序,又需要遵守路由协议运转。如果网络内部的节点要实现与网络外部节点的通信,就必须依靠终端网络节点的多跳机制参与,这意味着如果任何一个有多条通信链经过的节点受到攻击,都有可能给整个网络的安全造成影响。
2.4 无线Mesh网络独特的路由机制给网络攻击提供更多机会
无线Mesh网络的路由节点运行原理是多跳动态机制。攻击者可以利用路由器的这一特点进行错误路由信息的传播,整个网络系统有可能因此陷入停运状态。路由节点的这一特质也使得DOS攻击手段变得多样化,通过虚假路由信息进行欺骗,实现虫洞等形式的攻击,更加隐蔽和防不慎防。
3 无线Mesh网络常见的安全攻击手段
有线网络的攻击手段仍可能对无线Mesh网络造成威胁。同时,由于无线Mesh网络的特殊性,使其还将面临更多的威胁。总的来说,针对无线Mesh网络的攻击可能由网络外部的恶意节点发起,也可能由内部的被侵入的节点进行,手段比较多样,且一些手法具有很强的隐蔽性,应该引起高度的重视。
3.1 窃听
窃听是一种比较传统的攻击方式,通常是其他网络攻击的基础,在有线网络时代已经存在,通过窃取流经网络的计算机信号实现对网络传输流的截取,对用户的信息隐私造成威胁。由于无线网络是以无线电为载体进行的,介质具有公开向,理论上说流经无线通信的每一个信息对于窃听者都是可见的。如果用户的数据没有进行加密,窃听者将非常容易地获取到想要获得的明文,再通过报文解析获取信息。
3.2 DDoS进攻
DDoS是中文“分布式拒绝服务”的英文缩写,其攻击主要以干扰正常网络通信,占用正常网络带宽为手段,以实现影响用户网络正常使用或导致一些节点对某种服务无法正常访问。与传统DoS不同,DDoS的攻击更多是通过向目标主机传输大量的垃圾数据,造成其通信堵塞或服务器不堪重负,从而实现拒绝服务的目的,用户对网内资源的正常访问受到严重影响。
3.3 中间人进攻
数据要实现通信必须在至少两个节点之间传输,中间人进攻就是在两个合法节点之间,利用一定手段对节点双方以欺骗的方式获取通信内容。对于底层的无线Mesh网络,这种以中间人的身份进行的进攻是非常突出和致命的。中间人进攻对于无线Mesh网络的各个传输线路都可能造成严重的危害。攻击者可以通过这种欺骗手段获得累积的明文甚至加密文件,在此基础上进行分析,就可能对网络密匙实现破解。
3.4 路由节点进攻
路由机制的实现需要内部节点的相互合作。如果内部节点被利用改造成恶意节点,就可能向其他节点发送虚假信息,或者伪造其他节点的路由信息,对整个网络系统造成严重破坏。由路由节点发起的进攻具有很大的隐蔽性,在爆发前通常难以被发现,引起破坏性非常大。目前针对无线Mesh网络路由机制的进攻主要通过以下几种方法:
(1)黑洞。黑洞攻击是通过恶意节点对外伪装具有最短路劲,欺骗其他节点与其建立路由连接。在连接建立之后,恶意节点将利用窃听或者吞噬需要转发的数据,造成数据分组丢失的拒绝服务。
(2)虫洞。虫洞攻击的原理是通过两个处于同一网络但位置不同的恶意节点之间绕路信息的交换,导致通过恶意节点的跳跃数的减少,以此换取获得路权机会的增加。这种攻击可能导致路由扰,正常的通信无法进行。
(3)篡改数据。对数据的篡改通常很难被检测。这种攻击是由恶意节点在报文上动手脚,修改报文的内容,从而造成该报文在目标节点上的认证失败,或者使攻击者获得需要信息。
(4)自私节点。自私节点是指在整个网络系统中为了尽可能地满足本节点的需求,而拒绝为其他节点提供中继服务的节点。如果攻击者制造出大量的自私节点,就可能造成网络系统较大面积的停止运行。
(5)女巫攻击。这种策略是指一个恶意节点使用一个物理设备但是却伪造了多个身份,造成一定的迷惑性,使得路由协议的运行受到干扰,网络资源的分配也可能出现问他,从而影响系统的正常运行。
4 无线Mesh网络的安全防御
针对上述无线Mesh网络面临的安全问他,可以采取适当的措施进行防护,最大程度降低破坏的发生,保障系统的相对安全。
4.1 针对窃听的防范措施
从窃听攻击的发动原理可以看出,无线Mesh网络的窃听风险主要是由于无线介质的开放性造成的,其防御也是利用这一原理,尽量减少其开放性带来的威胁。一方面,可以利用定向天线技术和扩频技术等手段,减少恶意破坏者接收到完整信号的几率。另一方面,采取数据加密,保证节点的认证和路由信息都受到网络密钥的支撑。
4.2 DDoS攻击的防范措施
如果网络节点已经受到了DDoS攻击,再进行防御产生的效果是不尽如人意的。因为当意识到有大量垃圾数据向其传输的时候,网络很可能已经因为通信量超过负荷而陷入瘫痪。此时只有及时进行相关检查进行抵抗。第一,是尽力找出进攻的发源,及时关闭相关设备。第二,是查处攻击经过的路由,再有针对性的进行屏蔽。由于DDoS攻击通常是恶意的网络拥堵,并非传统意义上端口到端口的拥堵,因此单独节点上的有效防范难以实现,需要通过路由来解决。一个比较可行的方法是在每个节点上加入检测攻击,或者选择分组丢失功能。另外使用资源调节器也可以对资源耗尽类型的DDoS攻击达到比较好的防范目的。
4.3 中间人攻击的防范措施
中间人攻击之所以能够成功,关键原因是任何一个无线Mesh网的节点都被允许既是申请者同时又是认证者。利用这一原理,运用身份签名技术,采取挑战签名及以及验证的方法实现双向认证,能够较好地防御中间人攻击这一手段。具体来说,当每一个节点新加入到整个网络系统中时,必须向其相邻的节点发出认证,通过认证的节点蔡有资格进入。这就使得节点只具备一种身份,新加入的节点为申请者,而其相邻的节点则成为认证者。
4.4 路由攻击的防范措施
(1)黑洞攻击的防范。要预防黑洞攻击的发生,最可靠的办法是找出黑洞节点。使用者可以利用对无线网络进行监听的方法来实现对黑洞节点的检测和排查。监听的原理如下:由于无线信号的传播是全向的,当源节点向非目的节点发送数据分组的时候,非目的节点会根据路由信息转发这一数据分组,其他节点包括源节点在内,都肯定能够收到来自非目的节点转发的这一数据分组,从而可以由源节点对非目的节点转发的数据分组的数量进行检测,以此作为依据判断非目的节点为黑洞节点的可能性大小。
(2)虫洞攻击的防范。针对虫洞攻击当前已经有了一些比较成熟的防范。比较常使用的是地理束缚和时间束缚、计算邻居数目分布以及基于邻居信任的评估。
(3)数据篡改的防范。目前对于数据篡改类的网络攻击,比较常用的方法是对路由信息进行加密以及采用数字签名的方法。为了避免被恶意俘获的节点利用路由进行网络攻击,用户应该定期和非定期地对路由表以及选择方式进行更新,确保正确的路由选择。
(4)自私节点攻击的防范。自私节点攻击的防范可以通过对自私节点的排查和检测进行方法。目前比较流行的检测方法有基于上下文感知的排查法、中心极限定理(CLT)检测算法以及基于滑动窗口的残差阂值测算法等。
(5)女巫攻击的防范。如果能够对节点的身份进行有效的识别和检测,女巫攻击就能够得到有效的防范。其检测的标准时能够确保每个节点有效并且只具备一个物理身份。当前比较流行的方法有网络密钥预分配和节点定位等。
随着无线Mesh网络的应用和推广,其面临的安全隐患引起人们越来越多的关注,针对无线Mesh网络进行的攻击也更加多样,其中一些具有很强的隐蔽性,能够对整个网络系统造成较大的破坏。本文在简单介绍无线Mesh网络特性的基础上,主要针对其存在的安全隐患进行分析。介绍了几种主要的攻击手段,并提供了相应的防御方法。这些方法能够比较有针对性地防范一种或几种攻击,但从长远来看,要真正打破无线Mesh网络的安全瓶颈,还是应该从无线Mesh网络的网络协议入手,构建安全稳定的网络框架结构,从根源上堵塞安全漏洞。
参考文献
[1]郭渊博,杨奎武,张畅.无线局域网安全:设计与实现[M].北京:国防工业出版社,2010.
[2]刘振华.无线Mesh网络安全机制研究.中国科学技术大学博士学位论文,2011.
篇4
关键词:电磁场应用技术 人才培养 课程体系 实践教学 就业能力
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2017)02-0189-02
我国的高等教育已经从精英教育走向以培养应用型人才为主的多元化教育,应用型人才培养是将理论付诸于实践,它区别于前者教育培养模式,旨在提升学生的动手实践能力,善于解决实际问题[1-2]。在当今电子信息技术不断发展的时代,地方性新建本科院校的教育需更加贴近社会需求,更注重对学生实践能力和职业能力的训练,使得他们毕业时具有该行业应有的灵敏度和完善的知识体系及应用能力,为用人单位所青睐。本文通过对微波应用技术人才的培养模式为对象进行探讨,通过对该专业人才的就业方向的解读,以及对地方高校应用型人才培养对策的研究,提出相应的实践教学方法改革措施。
当前,微波应用技术人才的就业领域包括:微波通信行业、国防军工、信息安全等部门从事微波通信、雷达、电子对抗、电磁场工程等科学研究、系统设计、产品开发与生产、设备运行维护、科技管理和教学工作等。例如,通讯企业对高级微波工程师的要求包括:熟悉无线系统天线技术和前端滤波器结构;熟悉天线馈电网络技术等。只有充分了解了社会对微波技术应用型人才各方面的需求,我们才能对应用型人才培养模式进行更好地探索,不断强化创新意识,深化实践教学方法,努力培养学生的专业素养,增强实际应用能力和就业能力,使之更加切合地方性应用型人才的需要。
一、从大一开始就对学生进行正确的专业思想教育
高等教育是以培养具有一定理论基础的高级专门人才为目的的。我们从大一开始即要求学生树立本专业的专业思想或专业观,要求学生对自己所学专业有正确的观点和态度[3]。在大一对学生进行专业介绍时,需要着重使学生了解微波是当今社会作为能量传输手段和信息传递手段的重要手段,再结合大量的工程应用实例,使学生首先对本专业的发展前景产生浓厚的学习兴趣。在今后的专业学习中,由于电磁场与波等课程对数学基础知识要求极高,因而学生对微波工程、微波电子元器件设计等课程内容的学习开始有畏难情绪,并且,随着学习的深入又产生了退缩情绪。因此,一开始帮助学生树立浓厚的学习兴趣是至关重要的,它有利于克服学生后续产生的这些畏难情绪。此外,在电磁场与波等课程的学习中,明确告诉学生虽然在学习过程中有很多公式需要推导,但对其物理意义的理解和应用比公式推导本身更重要,至于微波场的计算今后并不需要太多的数学推导,取而代之的将是有很多电磁场计算软件,只要在物理思想的指导下,充分利用这些软件的建模和强大的计算功能,就可解决实际微波工程问题。但是,在大学课堂学习中必须掌握基本的物理思想和基本的麦克斯韦电磁场理论公式。这样的教学方法加之开始帮助学生树立的专业兴趣,就比较容易使学生树立自信,坚定其专业信念和刻苦努力学习的动力。
二、不局限于传统专业课程,大胆建立适应应用型人才培养的课程体系
应用型人才并非一蹴而就。通过高校四年的通识教育和专业教育,我们到底想要给学生带来什么能力和知识体系值得地方性应用型本科高校教师的深思。电磁场技术相关专业的学生不应该只局限于与电磁场有关的课程,更重要的是要及时吸收当前电磁工程应用相关的知识体系,否则,容易造成专业知识面过于狭窄和观念落后的结果。因而,地方高校应该重新为电磁场、微波技术相关专业学生设置新的课程体系,从传统的电磁场与波等课程扩展到电磁工程应用、电磁医学等交叉学科的学科知识,重点加上微波实践课程的特色培养模式。鼓励学生走出课堂,在课题组或网络上多多关注和学习与微波应用技术相关的工程知识,在第二课堂的实践中丰富自己的电磁场相关理论知识,不断拓宽自己的知识领域。
地方院校课程体系的构建应以加强本专业学生实践能力和提高综合素质为目标,在进一步提高综合素质的基础上强调人才培养的应用性、创新性以及就业的通用性[4]。在培养过程中应以学科的特点来设计专业课程尤其是实践课程。当前,随着高等教育大规模扩招及高等教育大众化、普及化过程,大学毕业生,尤其是地方高校的大学毕业生就业形式日趋严峻,在地方性高校人才培养过程中,正确认识教育与社会需求的关系显得尤为重要。从主动适应社会、经济发展需求看,地方性本科院校的人才培养就是实践能力的培养,就是就业能力的培养。以就业为导向,不断提高就业率,是地方性新建本科院校的核心目标。这就要求我们在课程体系的构建、人才培养方案的制定上,必须充分体现以实践能力培养为目标,以就业为导向。
课程的设置还必须反映工程实践对毕业生知识、能力、素质的要求,也要有利于学生个性的充分发展、身心的全面发展和能力的可持续发展,还要有利于W生创新精神和创业能力的培养[5]。我校电磁场相关的课程类型分为两类,学科基础课程和实践教学课程。本校的学科基础课程有很强的定向性、突出体现电磁场的应用特征。它以必要的理论为基础,但不苛求理论的完整性,而是突出物理知识的基本思想及其应用领域,以实现应用型人才培养的目标。在电磁场与波这一学科基础课程学习中,学生受到电磁场基本原理的学习,而在微波器件设计实践课程中,通过对HFSS、CST等微波软件的学习及应用,使学生对微波工程实践也有了基本认知。在教学过程中,按课堂学习打基础,按实践教学强化应用能力的培养,使学生就业后具有从事微波天线、微波电路和微波滤波器等电子元器件设计、开发和工程应用的基本能力。
三、加强实践教学环节,强化学生的工程实践能力和就业能力
新建本科院校电磁场与微波专业包括毕业论文和毕业实习在内的实践性环节教学时数不少于25%。并且,在大四时的教学安排应尽量与实际应用接轨,毕业设计场地时间弹性处理,可利用大二、大三的暑假时间,把毕业设计场地延伸到产学研合作单位。实践教学安排包括:生产见习、金工实习、生产实习和就业指导等,利用校内、校外的实践基地进行与市场发展平行甚至超前的实践教学,让实践教学真正成为学生走上工作岗位前的演练。在实践人才培养计划上,学校可根据企业需要调整专业培养目标,双方共同制定人才培养计划,共同编制和修订教学大纲和实训教学大纲、编制和修订实践教学教案、编写和完善实践教学项目任务书、编写符合学生特点的指导教材,使培养的人才能主动适应社会需求[6],培养适应通讯行业需求的射频工程师人才。在实践教学方法选择上,实践指导教师需要重点讲授研究和解决电磁场工程问题的思路和方法,并通过各种方法和渠道为学生提供实验资料,鼓励学生通过实践和相关阅读积极提出科学理论问题,然后再参与解决问题的集体讨论。通过实践和具体工程问题促进学生的课堂理论学习和理论知识的消化,激发学生努力探求电磁学理论知识的兴趣。最终,通过实践教学能始终保持学生在对理论知识点研究、分析和实际工程解决问题的兴奋点上,形成理论学习与工程实践相互促进的良性循环。
四、让学生参与科研实践,真正做到教学相长
教学和科研就如飞机的两个翅膀,缺一不可。教育部在《关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见》中明确指出, 要“推进人才培养模式和机制改革,着力培养学生创新精神和创新能力”。可以说,对学生科学研究精神的教育和科学研究能力的培养本身就是一种创新精神和创新能力的教育。高校教师作为教学和科研活动的主体,在进行科研工作中,通过安排学生参与其中,指导启发其创新方法,再通过言传身教, 使学生深刻了解一项科学研究从立项设计实施成果提交成果应用的全过程,并协助教师或独立完成一定量的工作,这不仅可以培养学生执著追求、勇于探索和严谨认真的科学精神,同时也使学生得到一定的创新方法和创新技能的训练,提高学生的工程实践能力和就业能力。此外,教师通过全面把握学科的国内外电磁学和微波技术的学术动态和发展前景,并积极将科研中获得的新知识新技能及时反映到教学中去,毫无疑问会大大提高电磁场场和微波技术专业本科生学习电磁理论知识的兴趣,对于培养他们旺盛的求知欲和工程实践能力也将事半功倍。例如,在当今无线通信领域,手机天线、滤波器和WIFI通讯器件等都有大量工程应用,如在电磁场与波等课程的教学过程中,我们让学生参与到这些滤波器和小型化天线的设计和测试中来,必将极大地激发学生的学习电磁场理论的兴趣和热情。可以说,只要善加引В必将使学生从枯燥的电磁理论学习中解脱出来,不断提高他们对学科专业的整体认知和掌控能力,从而为地方经济发展不断造就创新型和实践型工程应用技术人才。
参考文献
[1]王延松,刘君玲,对普通高校培养应用型人才创新模式的思考,长春工业大学学报:高教研究版,2004, (4):68~69
[2]莫秋树,探索、创新、发展--构建商务应用型人才培养模式,教育界,2014, (9):88~88
[3]陈岩,田利民,通过实习帮助学生树立专业思想,吉林粮食高等专科学校学报,?2000(4):29-31
[4]肖卫初,邓曙光,陈伟宏,地方本科院校电子信息工程专业学生实践能力培养新体系研究,中国电力教育,2010, (6):126~129
篇5
[关键词]高校 导师制 指导 教学 管理
[作者简介]夏艳(1981- ),女,吉林四平人,吉林师范大学外国语学院,讲师,在读博士,研究方向为比较文学与世界文学。(吉林 四平 136000)
[中图分类号]G647 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2014)33-0170-03
一、导师制的概念和起源
“导师制”是一种在本科阶段运行的由专业教师对所分管的学生进行学习辅导、思想跟踪和就业指导的制度。本科导师制将教师的课堂教学与课外辅导相结合,克服了高校教师与学生相脱离的弊端,对学生管理起到了有效的辅助作用。可以说,这一制度的实施不但加强了“教书”的针对性,也提高了“育人”的实效性。
导师制(tutorial system)最早起源于英国的牛津大学,由温切斯特主教威廉・威克姆首创,19世纪末20世纪初导师制开始应用于本科生的培养。学生被录取之后,到学院报到时学院会给他指定一位导师,负责指导学生的学业和品行、协助安排学生的学习计划,指导他如何取得进步。“导师每周辅导学生一次,地点一般在导师办公室、宿舍或在校园大小酒馆里,边讨论边喝咖啡,既轻松又和谐。”①在导师的密切关注下,大部分学生能够按照学校要求完成学业,并在行为习惯上受到导师言传身教的影响而形成严谨踏实的作风。当时导师制的实施对于英国高等教育的发展起到了重要的推动作用,也为大学生良好学风和品德的形成打下了坚实的基础。
在我国,导师制的引入时间较晚。“2002年9月北京大学开始在新生本科生中实行导师制,在社会上引起反响。北京大学每个本科生导师平均指导4~5名本科生,这些指导老师的职责大概有三项:一是负责对学生进行政治思想方面的指导;二是对低年级学生给予从中学阶段到大学阶段学习方法的帮助;三也是最重要的一点就是为学生选择专业提出一些建议。”②
二、高校实施导师制的必要性
源自英国的导师制在我国的高校教育中逐渐受到重视并得到广泛推崇,导师制对培养学生良好的学术态度和树立优良的学风至关重要,对高校辅导员制度的补充作用更是不言而喻。导师制的工作集教育管理、辅导答疑、思想指引和就业指导于一体,全面贯穿于大学阶段的整个过程,这对于改进高校学生管理方式具有重要而深远的影响。
1.实行导师制有助于增强师生沟通并促进教学方式的改进。在大学阶段,学生要为将来的就业打下专业基础并进行思想扩充和行为习惯的储备。高校教师具有丰富的教学经验和人生阅历,他们和学生之间的沟通可以很好地帮助学生解决学习、生活、思想和就业等方面的问题。学生苦思冥想几天不得其解的难题有时可能因老师的一句点拨就会茅塞顿开。可见,这种沟通对于学生的成长和发展十分必要,其效果立竿见影。
“导师制的实行,要求导师们不仅要有严谨的学术态度和高超的授课艺术,更要有不断积累和创新的学术精神,积极开展正常的学术批评,逐步使各阶学术名号名至实归、名副其实。”③在导师指导过程中,教师可以根据学生的反馈信息来调整自己的教学内容、改进教学方法,从而有效促进教学效果的提升。由于这些信息来自于实践,因此在教学中更具有可操作性和实效性,对于教师来说是一笔珍贵的实践教学资本。
2.实行导师制有助于改进高校的学生管理模式。“近年来,随着招生规模的持续扩大,本科生、研究生质量普遍有所下滑,学分制、选课制在重点高校中普及,实施本科生导师制似乎迫在眉睫。”④长期以来,高校的“教书”和“育人”工作被作为两项独立的任务来完成,教书的主要目的是进行知识的传授,而育人则被看作学生辅导员的专职。高校教师只在课堂完成自己的教学任务便一走了之,把对学生的教育完全推给了辅导员。辅导员要面对上百名学生的管理,针对学生特点进行一对一教育的机会很少。这样的管理模式不但造成了知识传授和思想管理的脱节,难以实现学生的全面监管,而且不能充分发挥教师的作用,造成了教育资源的浪费。
从教育学原理来看,德育和智育是紧密相连的。教师作为知识的传授者,在学生心目中有着特殊的重要位置。正所谓“身教重于言教”,教师的榜样力量自然会助推于教育过程,因此教师的德育教育效果要远高于学生辅导员。导师制实行 “一对几”的形式让学生得到来自老师们更多的关心和指导,在融洽师生关系的同时强化了对学生的监控和管理。教师随时掌握学生的学习生活情况和心理动态,让学生感受到家的温暖,从而大大降低学生心理问题的发生率,进一步实现高校学生管理的人性化和个性化。
3.实行导师制有助于培养学生形成良好的学习习惯。学生初入大学校园,面对与高中截然不同的学习和生活环境,往往会出现很多方面的问题:对专业不够了解和学习目标模糊造成学习动力不足、对未来前景迷茫;很多学生对于大学的集中教学、课后无练习和督促的教学方法无法在短时间内适应;还有的学生大量的课余时间没能充分有效利用,导致行为的无目的性和时间支配的低效率;网络影视和游戏的诱惑使得部分学生沉迷于其中难以自拔。以上种种问题的出现都与学校没有对学生进行有效的引导直接相关,导师制的实施从制度层面上加强了校方与学生的联系,同时为学生良好学习习惯的养成奠定了基础。
以导师组为单位成立学习小组是一种很好的方法,每组中选出一名有号召力和威信的学生作为组长,利用课余的固定时间进行小组集体学习并讨论课程中遇到的问题,还可以在导师的指导下开展一些丰富多彩的竞赛活动,如英语竞赛、口语辩论、演剧大赛、模拟招聘等,以此增强小组凝聚力并提升组员之间的协作能力。此外,学习小组还会对沉迷于网络游戏的同学给予引导,通过互助和影响使其远离游戏,回归到正常的学习轨道上来。由此可见,导师制对于引导学生尽早适应大学生活、高效利用课余时间和培养良好的学习习惯十分重要。
4.实行导师制有助于形成良好的学风、拓宽就业渠道。学风,从广义上说是一所学校师生在教学活动中表现出的精神状态和文化风气,是学校独有的精神和气质的外在表现,是校园文化的重要体现,它包括学习风气、治学风气和学术风气。“从狭义上讲,学风主要指学生学习目的、学习态度、学习行为的综合表现。”⑤它是学生在校学习生活过程中所体现出来的精神风貌和在校园中经过长期教育和影响逐步形成的行为风尚。良好的学风沿传于良好的师风,严谨踏实的学风对于学生的影响远大于课堂知识的讲授和说教。导师制在加强师生沟通的同时也让学生受到教师言传身教的影响,这种影响效果要更直观、更真实,也更易于激发学生发自内心的学习动力。
此外,在高校就业问题的解决方面导师制也同样功不可没。导师制要求教师针对学生的个体因材施教,在了解了学生的个性、爱好、兴趣和能力特长的基础上指导学生制订学习计划、选择课程并监督其实施,定期对学生的完成情况做出评价,这种长效机制的最终目的是为学生的就业打下基础。教师相对来说有着更广泛的专业人脉资源,企事业所需的人才类型也可与专业实现对接。应该说,作为学生导师的教师拥有着扩大就业市场最为得天独厚的优势,即对人才的充分了解和对市场需求信息的广泛掌握,通过导师制进行就业渠道的扩展要比学校就业部门的引荐和推介更具实效性。
三、导师制运行中出现的问题及改进措施
在以学分制为基本人才培养模式的高校,导师制的运行给人才培养和管理模式的改进带来了福音,但在实施成效上却难尽人意。很多高校的导师制仍流于形式,并未真正发挥其应有之义。各高校导师制运行过程中存在一些普遍的问题亟待解决,下面就问题及其改进方法分类论述:
1.导师的职责范围模糊。本科生的导师制是对高校学生管理的一个有益补充,导师把思想、生活和学习作为一个整体来引导学生合理高效地安排大学生活,以全面提高学生的学习能力、思维水准和综合素质。但由于导师制在我国仍处于起步阶段,导师制的职责范围不清晰、不具体使得导师难以把握指导尺度。导师需要既帮助学生制订学习计划、指导选课,又要关注他们的思想动态、疏导心理问题,因此投入了大量的时间和精力,这对于科研和教学任务本已十分繁重的教师来说确实难以承担。此外,在指导过程中导师的管理又可能与辅导员的管理出现重复或者发生冲突,没有明确的管理范围和职责在实践中阻碍了导师作用的充分发挥。
针对这一问题,学校应首先以制度的形式明确导师的职责范围,将任课教师、辅导员、班主任和导师多种角色的教学和管理人员的工作任务作以细致划分。在划分职责的原则上应保证各司其职的同时互相之间有交叉、有补充。其次,互动和沟通在学生管理方面至关重要,这不但使学生能充分感受到学校的重视,也可切实提高学生的培养质量。在沟通方式上可以采取定期碰头会、学生指导记录共享等方式。通过以上几种方法,可以使导师更加明确自己的工作任务、职责和目标,给学生更有效的帮助和指导。
2.导师制的运行管理和评价机制尚不完善。目前,导师制在高校仍未受到应有的重视。一般高校并未把这一机制作为学校管理模式纳入日常规范,实际指导过程中也没有检查、评价和报酬,所以大部分导师对此并不重视,对学生的指导和帮教也只是草草了事。可见,学校制度上的疏忽是导致导师制流于形式的最重要因素。那么,从学校层面上应进行哪些方面的改进呢?
第一,完善约束和评价机制。导师方面,学校应规定其指导学生的数量和质量作为教师晋级、评职和升晋的主要考核指标。在数量上规定一般教师每学期指导的最低学生人数,质量上通过学生学期末的打分来评价其指导效果。学生方面,要求在享受被指导权利的同时按时完成导师布置的任务,听从导师指导并积极参加导师组织的各项活动。学校方面,要按文件规定要求履行检查、评价和督导的职责,在具体实施过程中监督各个环节的完成情况,以保证导师制切实落到实处。第二,加大对导师制运行资金的投入。导师的劳酬是影响导师制实施效果的重要一环,坚实的物质保障能够有效提高导师的指导热情,进而提升指导效果。给予导师指导酬劳是对其工作付出的一种认可和鼓励,也是学校对此项工作重视的直接表现。在分配方式上,可依据本校教务管理制度实施,如依照见习、实习的模式将导师制的指导折合成一定的工作量,指导学生参加比赛获奖作为评职加分的要件等方式。第三,探索适合本校特点的导师制运行模式。在我国,由于导师制的实施细节仍不完善,各校需要在实际操作中摸索符合本校特点的运行方式。拿导师的介入时间为例,各校就不尽相同。有的学校在新生入学之初,有的在一年级的第二学期,还有的学校在三四年级阶段。对于一般的教学型和学术型高校,在低年级阶段配置导师较为合理,因为新生入学后在适应新环境和新生活的过程中会出现一个由兴奋到冷静思考和陷入迷茫的过程,这时的导师介入就十分必要。到三四年级以后,学生逐步成熟并形成了固有的思维方式和行为习惯,而且在毕业前要面临英语过级、毕业论文、考研、就业等多重压力,这时再进行导师制辅导的意义已不大。而对于以技能型为主的高校,由于学生在校就读时间短、入校之初理论课压力大、毕业前需要实践指导等方面的原因,在高年级阶段导师的介入对其实践能力的培养和扩宽就业渠道能起到更实际的推进作用。
3.导师的指导水平有待提高、指导方法有待改进。在实践中我们发现导师的指导能力和精力投入程度对学生的影响非常大,因此提高导师的指导水平、改进指导方法十分必要。
首先,从学院层面可选拔出指导效果好的导师对本学院的教师进行培训,这样不仅可以互通指导经验,而且能督促年轻教师进行专业学习和研究,做到教学相长。其次,导师制的实施可以突破专业和学院的限制,在尊重学生意愿的前提下在全校范围内公开双向选择,这样更有利于专业之间的交流互补,也能在更大的范围内探索高效的指导方法。此外,校际之间的交流也必不可少。省内的同级别院校可互通有无,通过专题研讨、导师互访和提案互议等形式进行交流,在实践中碰撞的火花更有利于理论体系的建立,这对于两校导师制的推进都具有重要意义。
在指导方式上,我们也可以探索多元化。随着科学信息技术的普及和发展,互联网和无线通信为我们提供了更加便捷的互通方式。导师制的实施可以通过QQ群、电子邮件、微信和飞信等多种方式和学生交流,这些方式不受时间和地点的限制,能够充分利用导师和学生的闲暇时间来提高指导效率。“另外,还有一些高校引入了现代化的教学辅助工具,也可为师生交流提供便利。例如,可以使用BB网络教学平台,导师通过平台给学生布置作业,也可以与一个或多个学生进行互动,学生也可以通过平台向老师提问,这些都可以帮助师生摆脱不好找出共同的时间地点的困扰。”⑥
四、结语
实施导师制尊重学生个性,在注重学生综合素质和能力培养的同时实现了学生管理的人性化和微观化,真正实现了以人为本、教学相长的教学理念,是目前高校实现教书和育人紧密结合的有效形式。它在增强师生沟通并促进教学方式改进、优化高校学生管理模式、培养学生良好学习习惯、拓宽就业渠道等方面的作用功不可没。但同时我们也应看到,当前高校导师制的运行仍存在导师的职责范围模糊、运行管理和评价机制不完善、指导水平有待提高等问题,对于这些问题需要进一步探索研究切实可行的解决方案,使高校的导师制真正落到实处。
[注释]
①刘丽芳.牛津大学和剑桥大学导师制略述[J].交通高教研究,2004(1):26.
②宋伟.本科生实行导师制的运行机制研究[J].科学学与科学技术管理,2003(9):81.
③钱海峰.略谈导师制与高校学风建设的关系[J].无锡教育学院学报,2002(4):84.
④刘平安,罗跃龙,郭建生.论实施本科生导师制的必要性[J].湖南经济管理干部学院学报,2006(5):200.