通信类范文10篇
时间:2024-03-22 05:42:25
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通信类英语教学现状
0引言
随着经济技术的发展,科技人员和国外人员直接接触的机会越来越多,一般翻译人员不懂专业问题,所以专业技术人员自身必须具备较强的专业英语能力。无论是引进国外先进技术和生产设备,还是参加国际学术交流合作,专业技术人员都要熟练掌握和应用专业英语。为了培养高素质的专业技术人才,各高校在完成基础英语教学后都会开设专业英语课程。通信专业英语课程要求学生具备一定的英语基础知识和通信专业知识,开设本课程的目的是扩大学生在通信技术方面的词汇量,熟悉专业术语,了解科技文章的表达特点,掌握专业英语翻译技巧,使学生能把所学知识应用到实际工作中,应用专业英语进行通信技术方面的沟通,并能熟练翻译相关技术文档和英语资料。
1通信专业英语教学现状
1.1课程设置专业英语课程设置缺乏科学合理的安排。教学大纲规定专业英语为必修课,多数高校把课程安排在大四,学生在大一大二完成基础英语的学习后,放松了英语学习,对专业英语课程不重视。一般高校都安排一个学期的课程,每周2学时,总共约40个学时,而教学大纲规定不少于100个学时,远远达不到大纲要求。
1.2教学目标基础英语教学经过多年实践,已经形成了一套完善的标准,而专业英语缺乏统一的标准,学习目标不明确,没有形成系统的教学模式。有的高校定位在让学生掌握基本专业词汇和基础知识,有的把重点放在科技文章翻译上,忽视了对学生综合能力的培养。开设专业英语不仅应让学生掌握英语知识,更要提高专业知识水平和英语交际能力。
1.3教学方法科技文章的特点是专业术语出现频率高、数量多,枯燥的专业词汇和复杂的语法结构影响了学生学习积极性。多数教师采取基础英语的教学方法,先讲解单词、短语、语法,然后将课文逐句逐段解释翻译。教学内容死板、教学方法单一、课堂气氛沉闷,不能激发学生兴趣。这种填鸭式教学效果不好,师生互动不够,单纯翻译课文,忽视了听说写技能的培养。
通信类综合性实验构思与实现
提高学生的创新实践能力和综合素质,实验、实践教学发挥着极其重要的作用,高校各专业在实验教学内容上均增加了综合性、设计性实验,且综合性、设计性实验在整个实验教学体系中所占比例呈上升趋势[1-8]。综合性实验是构成创新教育体系和实验教学内容的重要元素。通过综合性实验课程的教学与引导,使学生在夯实基础理论、基本技能的同时,培养敏锐的观察能力、严谨的科学思维能力、系统的综合分析能力、高度的准确判断能力以及敢于创新、善于创新的勇气和能力。
1设计原则
综合性实验是在学生具有一定的专业基础知识和基本实验操作技能的基础上,综合运用某一课程或多门课程的知识对学生实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性、开放性实验[9]。(1)综合性。综合性是实验案例设计的首要原则。学生在完成实验过程中必须将多门专业课甚至专业技术基础课的基本理论、基本操作技能有机地结合在一起,促进学生对知识和技能的综合应用。(2)实用性。案例要具有很强的实用价值。实验案例的设计采用当前主流的、重要的通信系统开发技术,学生可以通过综合性实验内容,切实掌握实用技能,提高就业能力,并为今后的工作打下坚实的基础。(3)趣味性。兴趣是最好的老师。综合性实验案例对学生要具有挑战性,而且必须是学生感兴趣的,最好是他们身边能够接触、感知的热点话题,或有待解决的实际问题等,激发学生的实验积极性和实验兴趣。学生可自主选择实验项目,变被动学习为主动学习。(4)可扩展性。综合性实验案例设计要具有可扩展性,可以根据学科建设、专业发展和学生培养的需要进行进一步扩展和优化。(5)体现“通信特色”,符合通信学科特点和专业培养要求。
2案例来源
在案例的设计和选择上既要体现综合性、创造性,能够培养学生的创新意识和实践能力,提高学生的综合素质,同时也要考虑到实验的课时安排和难度控制。因此,通信专业类综合性实验案例设计从以下4方面进行选材:(1)优质科研成果转化。学院承担大量的国家科研项目,可以将其中某些项目进行简化、修改、重组,转化成通信专业类综合性实验案例,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。(2)各类电子设计大赛题目改造。全国及各省、校级电子设计大赛中有很多具有创新性、前瞻性、实用性的方案可以经过适当修改,作为通信专业类综合性实验案例。学生可以通过这样的实验案例了解各级大赛的要求和特点,教师也可以在实验教学过程中,选拔优秀学生参加各级大赛,从而提高学生在电子大赛中的能力和水平。(3)选择各类电子制作期刊和报纸的有关科技论文的内容。科技论文通常是对本专业内最新的前沿科技的介绍、论述和总结,可以选择其中合适的内容进行改进,作为通信专业类综合性实验案例,使学生了解学科未来的发展方向和前沿技术。(4)对部分传统(基础)实验内容改革、优化、重组。传统(基础)实验多是单一内容的验证性实验,缺乏综合性,可以充分利用现有的实验平台和实验仪器,对实验内容和方案进行改革、优化、重组,从而设计出符合当前教学要求的综合性、设计性实验。
3案例设计
通信类嵌入式实验教学构思
嵌入式系统是计算机技术、通信技术、微电子技术等先进技术和具体应用对象相结合的更新换代产品。嵌入式系统面向具体的应用领域,随着产品智能化、小型化的普遍需求,嵌入式系统已经渗透至各个行业,具有广阔的市场前景[1]。近年来,各高校信息自动化计算机类专业逐渐将嵌入式系统纳入重要专业课程范围,尤其在嵌入式实践教学体系方面进行了深入的探讨[2-4]。考虑到通信类学生的培养与实际就业情况的需求,在嵌入式教学中,除了使学生掌握基本的通信技术原理和嵌入式软件设计的一般方法和流程外,还应注重培养学生的实际应用开发能力。因此,嵌入式教学应该倾向于实践而不是仅仅局限于只是传授理论知识。本文针对本专业嵌入式实验教学中普遍存在的专业针对性弱、设备缺乏、课程系统性和层次性的不足等问题,利用研究所自主研发的嵌入式实验教学平台,设计了具体的实验教学方案。
1嵌入式实验教学中存在的问题
嵌入式系统课程的实践性非常强,为了加强学生对嵌入式系统理论知识的认知,提高学生解决实际问题的能力和创新能力,实验教学在嵌入式课程教学中有着至关重要的作用。到目前为止,在嵌入式实验实际教学中发现了以下问题。缺乏针对性强的实验平台。嵌入式课程教学和人才培养具有高度的实践性,通常情况下,教学所用的实验平台(实验箱)是委托科教仪器公司开发的。由于教学投入不足,经常出现设备板子烧毁,讲义资料不全,实验箱不完善导致能开设的实验不多,由于部分源代码不开源等现象,所以相关实验基本上都是演示性的实验,或者与其他学科共同使用一套实验设备,没有本学科专业特色,很难实现视频采集、音视频压缩、网络传输等功能。这些因素皆不利于通信专业学生实践能力的培养。其次,缺乏灵活的实验设计及讲义。在嵌入式系统应用领域,嵌入式系统中的软件开发困难,既要考虑不同平台的差异,又要具备一定的稳定及易行性条件。以往这些类型的软件开发都是由硬件厂商包办,且提供的嵌入式系统软件解决方案五花八门。而实验设计应侧重于主流操作系统下软件的实践和创新。此外,大多数学生照着详细的实验指导书按部就班,缺乏自主创新的意识,甚至不深入思考实验现象背后的理论知识。这显然与培养学生创新性思维和能力的目的背道而驰。而实验课时少也是实践教学中亟待解决的一个问题。嵌入式系统课程对学生的专业知识要求较高,学生先要学习单片机原理及应用、C/C++程序设计、DSP原理及应用等嵌入式相关课程,等到具备了一定的实验操作和编程能力之后,在大三下半学期或大四上半学期开设嵌入式系统课程。理论性教学和实验教学交叉进行,再加上总课时的限制,使得学生自主实验时间大大减少。虽然已从原有实验课时占较少课时的状态,调整到实验课时占总课时一半的状态,课内实验还是远不能满足对学生的培养需求。
2实验教学配套设施
本研究所自主开发的嵌入式系统实验平台是一套功能完善的实验箱,选用ARM处理器+Linux操作系统的主流配置。实验箱上提供有教学系统采用的各种测试点(包括图像视频采集输入、I/O输出等),方便教学中使用示波器等测试仪器;多路数字信号源(包括四路视频输入功能);ARM开发系统功能等众多功能。此套基于双核处理器架构(双核处理器架构,是指采用一个ARM核及一个SoC图像处理核的架构芯片)的四路DVR教学实验箱,可以实现视频采集,H.264压缩,音频压缩,网络传输以及嵌入式Linux操作系统等功能,主要为高等院校通信工程类专业、电子信息类专业等高年级学生的通信专业课程设计、通信专业大型实验、毕业设计、电子设计竞赛以及研究生的数字通信实验而设计,也可供相关专业的本专科毕业班学生使用以及自学使用。此外,还配有教学资料光盘,以及分层次、系统的实验指导书。实验系统构架如图1所示。由于嵌入式系统涉及的知识广、综合性强和应用性强,且软硬件技术不断革新,这就需要授课老师具有一定的项目开发经验。而本套实验箱正是由授课老师参与研发,对于一些新进的通信类教师也开放学习与研究。在对嵌入式实验平台有个系统的认识之后,遇到突发问题也可以及时解决,这大大降低了教师的授课难度,提高了实验课效率。
3实验教学设计
通信类实训课程体制创建
1研究背景及意义
以就业为导向的职业教育,应该跟普通高校不同,要以职业、行业或岗位群的需求为导向培养人才。社会、经济、科学和技术的日新月异,对职业和职业劳动者的需求标准必然产生动态影响。然而,高职学校课程体系仍是原来的学科式课程体系,表现在:一是学校教育与企业需求脱节,学校按国家计划组织教学,对企业需求考虑得较少,课堂教学与实践教学结合不紧密的问题相当突出;二是水平不高,还未将“以就业为导向”的这种理念真正融入到专业课程体系构建、教学内容融合、教学方法改革中;三是院校和企业均表现出动力不足的现象。
1.1建立实训课程体系,有利于增强高职学生职业素养,提高其就业能力开展实训课程体系建设研究与实践有利于更好地贯彻、落实政府与社会对高职教育的“以服务为宗旨,以就业为导向”这一根本要求,满足就业岗位对该类从业人员所提出的职业能力、职业道德等方面的要求。可以说,这些内容是高职教学必须贯彻的基本内容,也是培养面向企业、生产一线高素质高技能劳动者的基本要求,表现在课程体系上,其内容、时数、进程均具有刚性要求。
1.2建立实训课程体系,有利于推动高职通信专业课程体系改革开展实训课程体系建设研究与实践有利于建立符合企业需求的教学模式,推动高职教学改革的深化与发展,创建特色办学理念以及在这种理念支配下的人才培养模式,形成自己的办学特色。
1.3建立实训课程体系,有利于培养学生的综合能力,真正提高其就业能力开展以就业为导向的通信专业实训课程体系建设研究与实践有利于培养学生在工程设计、施工过程中的综合能力,使学生更加清楚所学知识与工作岗位的对应关系,实现教学与工作岗位的“无缝对接”。
2研究思路
汽车类电子通信安全技术研究
摘要:目前在汽车类电子通信安全技术实际应用的过程中,其中主要含括安全协议技术、密钥方面的管理技术、入侵安全类型的检测技术,可以应用在私家车领域、公交车领域与轨道交通列车领域中,不仅可以提升人们的生活便利性,还能利用相关技术提升汽车的安全性与准确性,因此,在汽车领域中,应重点推广电子通信安全技术,在先进技术的支持下为汽车的使用营造安全的环境。
关键词:汽车类;电子通信安全技术;应用途径
1汽车类电子通信安全技术分析
为更好的研究汽车类电子通信安全技术的应用领域与应用形式,应全面了解相关技术内容,通过技术的支持更好的完成安全管理任务。1.1安全协议内容。通常情况下此类技术主要为:(1)SAODV技术:主要的验证方式就是数字签名技术,在应用的过程中有助于预防恶意修改问题以及攻击链路问题,形成专业化的技术形式。(2)SRP技术:此类技术的应用主要利用安全连接方式、共享密钥方式等针对信息进行验证,保证信息的安全性符合要求,并为用户提供转发优先的服务,以此更好的进行节点身份验证处理正确的预防攻击问题。(3)Ariadne技术:该技术的应用主要使用单项的散列消息,进行信息鉴别码的验证,其中的验证链路信息有着真实性以及完整性的特征,能够提升节点身份可信度,保证各方面工作效果。在此过程中还可以在发送端以及接收端进行身份认证处理,以此达到阻止黑客攻击的目的。1.2密钥方面的安全技术。此类技术在实际应用期间,较为常见的信息安全保证方式就是加密,利用加密技术达到身份认证的目的,使得信息的隐私性与完整性符合要求,全面增强信息的安全性,预防泄露问题或是对汽车车主产生损害。加密技术的应用,通常要有密钥管理方面的技术支持,然而,在以往的密钥管理技术方面,主要含括证书认证以及密钥发放两种,为了转变传统工作形式与技术形式,应探索较好的密钥管理途径,主要方式为:(1)局部分布类型的认证形式:此类技术的应用,就是针对公钥加密之后,使用Shamir计算方式,对私钥进行合理的分配处理,实现证书的签部目的,相互组合之后可形成完整并且使用效果很高的证书,定期的自动化更新。(2)完全分布类型的认证形式:将Shamir密钥共享的相关技术应用在每个节点的私钥分配中,使得离线反应的能力全面提升,系统安全性增强。(3)自发类型的相关证书认证形式:该管理方法就是在工作中进行节点自行证书处理,在一定程度上能够促使安全性的提升,增强技术应用的灵活性。1.3入侵类型的检测技术。在使用汽车类型的电子通信安全技术过程中,不仅需要形成安全防护的目的,还应设置较为充足的补充形式,例如:使用入侵检测方式与综合分析方式等进行安全维护。简而言之,就是在安全管理中利用数据的分析方式,了解其中是否有安全隐患问题,遵循合法性的原则,检查系统有没有非法入侵行为,以便于提升通信的安全性,为实时化的完成保护任务提供帮助[1]。
2汽车类型电子通信安全技术的应用途径
2.1在私家车领域中的合理使用。将相关的安全技术合理应用在私家车领域中,可以引导车辆驾驶人全面的了解路况信息,以免进入到拥堵的路段中难以快速到达目的地。与此同时还能利用导航方式,使得车辆的驾驶人筛选出最好的路线,形成驾驶的促进作用。在此过程中驾驶人还可以将通信与手机相互分离,除了可以提升信息沟通的便捷性之外,还能预防因为手机操作所诱发的车祸事故。简而言之,在使用汽车类型电气通信安全技术期间,可以为私家车的驾驶营造安全环境与空间,提升出行的安全性以及便利性[2]。2.2在公交车领域中的使用。将相关的安全技术应用在公交车领域中,有助于公交工作的安全实施,为市民的出行提供安全氛围。例如:公交车驾驶人以及公司等都可以利用通信安全技术获取路况信息以及客流信息等,针对性的开展车辆的安排以及管理工作,正确预报、调度。如果某一时间段的客流量很多,那么就要进行车辆的合理增加,如果某一路段的行车较为拥堵,就可以适当的针对路线进行调整,以免出现拥堵的问题,不仅可以满足市民的出行需求,还能提升交通运行效率。再如:利用导航技术与GPS的定位技术,可以将公交车的行驶位置显示出来,市民可以利用网络渠道全面了解公交车的所在位置,明确自身等待车辆的时间,提升了出行的便利性[3]。2.3在轨道交通列车领域中的使用。通常情况下,轨道交通列车当中的客流量非常大,属于群众远距离出行的首选形式,因此,对其进行科学调度较为重要。在此过程中将信息安全技术应用在该领域中,驾驶人员可以实时化的针对列车进行监督,调度人员也可以进行严格的监督处理,详细的了解列车运行状况,如若出现异常的现象,就可以立即的利用相应措施解决问题,使得各方面工作符合要求。
通信类课程信息化教学模式
信息化的浪潮正席卷社会的各个角落,信息社会的发展离不开信息的处理与传播,信息与通信类课程的设置与教学就显得尤为重要。“信号与系统”、“通信原理”和“数字信号处理”等课程一直是通信专业重要的专业基础课程,是学好后续诸如“通信网”、“移动通信”、“数字传输理论”等专业课的基础[1],各高校的通信信息专业甚至其它相关专业都开设这些课程,同时,这些课程也是报考通信与信息专业研究生的必考科目,因而一直倍受高校教师和学生的重视。
通信专业基础课程的共同特点就是理论性强、内容和知识点繁多、数学推导过程抽象而且复杂,因而学生在学习过程中经常觉得课程枯燥难懂,抓不住重点。但是专业基础课程的积累直接影响到后续专业课的学习,因此,如何教好和学好这些重要的专业基础课就成为重中之重的大事。信息化社会中通信专业的教师不仅要教会学生如何处理信息,还要求其自身在教学过程中时时搜集和妥善处理各种教学信息和学生信息,不断更新教学思想,采用多样化的教学方法和手段,力求激发学生的学习兴趣,提高教学质量。
一、建立信息化的教学理念和思想
(一)互相融合的专业基础课程教学体系上述专业基础课程既有相对独立性,又有前后承接性,课程的讲授从来都不是孤立进行的。所以不同课程的教师之间的合作与信息交流非常重要。在教学过程中应经常开展一些合作交流活动,比如举办专业基础课程的青年教师授课竞赛、青年教师授课专家点评会,以及邀请教学名师和专家进行“精彩一堂课”的示范或公开课观摩活动。这些活动不仅可以为青年教师的成长与发展奠定基础,也有利于持续提升课程整体教学水平。同时,还可以经常组织专业基础课程教师进行经验交流活动,不同课程的教师也可自发组织一些交流会和调研。通过这些活动,可以集思广益,使课程设置和内容安排更加科学合理,更主要的是在交流过程中,教师对学生的相关信息有了更多获取渠道,从而能及时整理这些信息。作为通信信息专业的教师,应更注重学生信息这种重要的教学资源,这样,可以掌握学生的学习状况,真正形成因材施教的教学环境。
(二)教师教学思维的信息化近年来通信领域新技术新理论的发展日新月异,这就需要教师将通信领域的最新研究进展等内容融入到课程教学之中,激发学生的学习兴趣。在信息资源丰富的今天,教师应该经常从网络或期刊杂志上搜罗最新的科技信息,广泛关注通信领域的最新发展,以积累自己的教学素材,能够将教科书上的基础知识和科技的最新发展或日常生活遇到的相关话题结合起来。以通信原理为例,在讲授QAM调制时,教师指出“数字电视采取的就是64QAM调制方式”,这句简单的话可以让学生感受到通信原理的学习并不是纯理论、枯燥的,而是与我们的生活密切相关的,从而能激发他们深入学习研究的兴趣。搜集教科书上没有的最新信息,需要教师保持信息化的思维方式,时刻处于学习状态中。教师应该通过积极参与前沿性研究和高水平科研项目、在职进修和攻读高级学位以及参加竞赛和学术交流等途径获取这些信息[2]。信息化还包括对学生信息的搜集整理工作,以便真正快速做好因材施教。
(三)积极主动的教学观念高校课程的特点是根据教学大纲和规定的教材授课,这样往往会导致教师教学受到局限,有一定的被动性。其实不仅学生要提高学习兴趣,教师也应提高教学兴趣。虽然教材是学校统一规定的,但在教学大纲的指导下,教师可以广泛搜集其他教材和参考书信息,进行整理、比较,推荐给学生相对适用的辅导材料。同时,根据规定掌握的知识点,教师也可依据学生的实际情况,调整计划课时,有所侧重地讲述,激发学生的学习积极性。
通信类创新人才培育方式
一、引言
进入本世纪以来,城乡免费义务教育全面实现,职业教育快速发展,高等教育进入了大众化阶段。在新的形势下,国家在2010年了《国家中长期教育改革和发展规划纲要》,提出了树立以提高质量为核心的教育发展观,把提高质量作为教育改革发展的核心任务。[1]教育规划纲要以人才培养为核心,对教育改革进行了总体设计,明确了六项改革任务,其中第一项就是改革人才培养体制,并提出了拔尖创新人才培养改革试点的建议。“钱学森之问”引发了整个国家关于人才体制改革的思考,促使教育界更新人才培养观念,探讨创新人才培养模式并着手教育质量评价和人才评价制度的改革。目前湖南涉外经济学院(以下简称“涉外”)正在实施高等教育质量工程,重点围绕坚持以人为本,突出以教学为中心,提高教学质量,提高社会、家长、学生、教师对学校的满意度。[2]为了实现这些目标,有必要对高等教育课程的教学内容和教学方法进行改革,以适应新形势下创新人才培养的需要。由于通信技术,尤其是无线通信技术的飞速发展,各种新技术和方法不断涌现,[3]通信工程专业的教学内容、教学方法以及培养模式更应该不断调整和更新。
二、通信工程专业学科背景
湖南涉外经济学院通信工程本科专业是在应用电子技术专业(大专)、通信技术专业(大专)的基础上发展起来的,学校于2004年9月开办应用电子技术专业(大专),2005年9月开办通信技术专业(大专),同年升格为本科院校,由湖南涉外经济职业学院更名为湖南涉外经济学院。2006年经湖南省教育厅批准,设立通信工程专业本科并开始招生。一直以来通信工程系以培养适应社会经济发展所需要的复合式、应用型通信人才为目标,对专业发展和课程建设做了认真的调研和精心的规划,在培养方案、专业定位、课程优化、师资培养、教学条件、学风建设及创新意识等方面,做了大量的工作。通信工程专业定位为:以通信学科的技术发展和信息领域的产业发展为基本依据,以产学研结合为核心,以就业为导向,以通信工程本科专业教育为基础,努力实现“重基础、重实践、宽口径、高素质”的专业人才培养模式和“复合式、应用型”的“涉外”专业人才培养特色,力争在专业理论与实践能力相结合的方向上探索新路,形成优势,办出特色。21世纪是知识经济时代,知识经济的灵魂是创新,创新需要通过人才来实现,国家之间的竞争已经聚焦到创新人才的竞争上。在这种背景下,《国家中长期教育改革和发展规划纲要》把高素质人才的培养提到了战略性的地位。为此,通信专业有必要探讨新时期下通信学科创新人才培养模式,思考如何围绕提高人才培养质量而进行学科、专业和课程教学改革策略。
三、改进思路与培养模式探讨教师队伍建设,学科、专业与课程建设,教学基础建设及校园文化建设是高等学校建设的四大基本任务。[4]作为大学教师,兼具有培养人才、科研和服务社会的需求。在培养人才的过程中,要求充分发挥教师的主导作用和学生的主体地位,以学生为中心,使学生在知识、技能和思想道德上全面发展。教师作为教学设计和学习引导者,中心任务就是做好学科、专业和课程建设,协助学校做好教学基础建设,提高人才培养质量。
(一)通信专业学科建设探讨通信专业实质是电子、计算机以及信号处理的交叉学科,通信专业的教学理念是“厚基础、宽口径、强能力、重创新”,目的是培养基础扎实、思维活跃、综合素质高、适应能力强的高级专门人才和拔尖创新人才。目前通信专业课程类别分为专业必修课、公共课和专业选修课,课程的分类比较单一,教学课时也相对单一,体现不出大学教学原则中的知识结构合理的原则,也体现不出课程的专业区别,使通信专业培养模式和电子信息专业培养模式趋同,从而体现不出教学理念中的厚基础、强能力、重创新的要求。根据通信专业的课程培养目的和教学理念,可以考虑把课程分为公共课、专业核心课、专业选修课和专业拓展课,使培养体系形成以专业知识为主体,人文、科学、社会三大类知识合理构成。[5]课程的具体安排和参考课时数如表1所示。在教学上面,鼓励在课堂上实施创造性教学,以培养学生的创新能力,培养学生的学习积极性,课堂教学转化为学生自主接收创新的过程。鼓励教师开展以项目带动教学的方法,尤其是专业拓展课,鼓励教师以自己科研为基础开设方向专业拓展课,要求教师必须开展以项目为基础的案例教学方法,提高学生解决实际问题的能力。专业拓展课的考核方式以项目完成为基础。
通信类嵌入式实验教学构思
嵌入式系统是计算机技术、通信技术、微电子技术等先进技术和具体应用对象相结合的更新换代产品。嵌入式系统面向具体的应用领域,随着产品智能化、小型化的普遍需求,嵌入式系统已经渗透至各个行业,具有广阔的市场前景[1]。近年来,各高校信息自动化计算机类专业逐渐将嵌入式系统纳入重要专业课程范围,尤其在嵌入式实践教学体系方面进行了深入的探讨[2-4]。考虑到通信类学生的培养与实际就业情况的需求,在嵌入式教学中,除了使学生掌握基本的通信技术原理和嵌入式软件设计的一般方法和流程外,还应注重培养学生的实际应用开发能力。因此,嵌入式教学应该倾向于实践而不是仅仅局限于只是传授理论知识。本文针对本专业嵌入式实验教学中普遍存在的专业针对性弱、设备缺乏、课程系统性和层次性的不足等问题,利用研究所自主研发的嵌入式实验教学平台,设计了具体的实验教学方案。
1嵌入式实验教学中存在的问题
嵌入式系统课程的实践性非常强,为了加强学生对嵌入式系统理论知识的认知,提高学生解决实际问题的能力和创新能力,实验教学在嵌入式课程教学中有着至关重要的作用。到目前为止,在嵌入式实验实际教学中发现了以下问题。缺乏针对性强的实验平台。嵌入式课程教学和人才培养具有高度的实践性,通常情况下,教学所用的实验平台(实验箱)是委托科教仪器公司开发的。由于教学投入不足,经常出现设备板子烧毁,讲义资料不全,实验箱不完善导致能开设的实验不多,由于部分源代码不开源等现象,所以相关实验基本上都是演示性的实验,或者与其他学科共同使用一套实验设备,没有本学科专业特色,很难实现视频采集、音视频压缩、网络传输等功能。这些因素皆不利于通信专业学生实践能力的培养。其次,缺乏灵活的实验设计及讲义。在嵌入式系统应用领域,嵌入式系统中的软件开发困难,既要考虑不同平台的差异,又要具备一定的稳定及易行性条件。以往这些类型的软件开发都是由硬件厂商包办,且提供的嵌入式系统软件解决方案五花八门。而实验设计应侧重于主流操作系统下软件的实践和创新。此外,大多数学生照着详细的实验指导书按部就班,缺乏自主创新的意识,甚至不深入思考实验现象背后的理论知识。这显然与培养学生创新性思维和能力的目的背道而驰。而实验课时少也是实践教学中亟待解决的一个问题。嵌入式系统课程对学生的专业知识要求较高,学生先要学习单片机原理及应用、C/C++程序设计、DSP原理及应用等嵌入式相关课程,等到具备了一定的实验操作和编程能力之后,在大三下半学期或大四上半学期开设嵌入式系统课程。理论性教学和实验教学交叉进行,再加上总课时的限制,使得学生自主实验时间大大减少。虽然已从原有实验课时占较少课时的状态,调整到实验课时占总课时一半的状态,课内实验还是远不能满足对学生的培养需求。
2实验教学配套设施
本研究所自主开发的嵌入式系统实验平台是一套功能完善的实验箱,选用ARM处理器+Linux操作系统的主流配置。实验箱上提供有教学系统采用的各种测试点(包括图像视频采集输入、I/O输出等),方便教学中使用示波器等测试仪器;多路数字信号源(包括四路视频输入功能);ARM开发系统功能等众多功能。此套基于双核处理器架构(双核处理器架构,是指采用一个ARM核及一个SoC图像处理核的架构芯片)的四路DVR教学实验箱,可以实现视频采集,H.264压缩,音频压缩,网络传输以及嵌入式Linux操作系统等功能,主要为高等院校通信工程类专业、电子信息类专业等高年级学生的通信专业课程设计、通信专业大型实验、毕业设计、电子设计竞赛以及研究生的数字通信实验而设计,也可供相关专业的本专科毕业班学生使用以及自学使用。此外,还配有教学资料光盘,以及分层次、系统的实验指导书。实验系统构架如图1所示。由于嵌入式系统涉及的知识广、综合性强和应用性强,且软硬件技术不断革新,这就需要授课老师具有一定的项目开发经验。而本套实验箱正是由授课老师参与研发,对于一些新进的通信类教师也开放学习与研究。在对嵌入式实验平台有个系统的认识之后,遇到突发问题也可以及时解决,这大大降低了教师的授课难度,提高了实验课效率。
3实验教学设计
高职通信类课程教学改革现况
摘要:该文围绕“岗课赛证”理念,结合我国5G新基建,围绕“无线网络优化工程师”工作岗位,分解岗位任务,重构通信类专业核心课程内容,校企共育高技能人才,利用国家、省、市各级职业院校专业技能大赛,全方面锻炼学生的综合能力,鼓励学生考取岗位相关的职业等级证书,进一步培养素质优良的高技能人才。
关键词:高职教育;“岗课赛证”;教学改革;网络优化
2021年10月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于推动现代职业教育高质量发展的意见》(以下简称《意见》),并通知各地区各部门结合实际认真贯彻落实。《意见》中明确指出,改进教学内容与教材。完善“岗课赛证”综合育人机制,按照生产实际和岗位需求设计开发课程,开发模块化、系统化的实训课程体系,提升学生实践能力。“岗课赛证”融合模式有助于高职教学的开展,有助于实现岗位对接,本文以通信网络优化课程为例,围绕“岗课赛证”融合机制,阐述高职课程教学改革实践内容。
1高职教育校企合作改革发展现状
高职院校在开展教学的过程中,应该将就业作为教学的未来导向,注重学生理论知识与实际能力的提升,将学生所学的专业知识与毕业就业意愿进行充分结合,可将其作为课程设置的主要依据。高职院校的各门课程都具有一定的实践性,如果教学模式仅是停留在传统方式上,忽视了实践教学,学生的实践能力也无法提升。近年,高职教学改革已取得了一些成就,同时也暴露出来一些不足。为提高高职学生的就业能力,实现优质就业,加快高职院校“双证制”的实施,在高职教育改革中应用“岗课赛证”的模式极有必要,也势在必行。随着科技的快速发展,技能型人才的数量处于匮乏状态,学校的教学方式需不断改革创新。近几年省级或国家级的技能大赛逐渐成为热门,学生通过参加技能大赛,应用日常所学的专业知识,让知识不再局限于课本上,而是在实践中亲身体验,了解所学专业的岗位职责,实现岗位任务与大赛项目“岗赛”相融合[1]。在备赛中,指导教师紧密与企业建立深度联系,结合岗位需求能力,更新理论课程及其对应实训技能任务的内容,与时俱进,实现“岗课”相融合。为了更好地完成学校向企业的人才输送,实现精准育人,无缝对接,鼓励学生参加相关行业认证,实现“课证”相融合,提升学生就业竞争力。
2基于“岗课”融合的通信网络优化课程建设
通信类嵌入式实践教学
嵌入式系统定义为:“嵌入到对象体系中的专用计算机系统”。“嵌入性”、“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的3个基本要素[1]。随着科技的发展和社会需求的推动,信息技术进入到以嵌入式系统为代表的后PC时代。嵌入式系统的市场快速增长,嵌入式人才缺口急剧增大[2]。正基于此,国内众多高校、职业技术学院和培训机构纷纷开展嵌入式系统的教学和培训工作[3]。作为高职高专计算机类专业,开设嵌入式课程一直都在摸索之中。由于受到高职高专学生基础较差、嵌入式内容综合、学时较短等因素困扰,因此,通信类高职高专学生开设嵌入式课程更少。但是随着时代的发展,人们对信息的传递要求也越来越高,因此,学生在学好单片机为基础的同时,一部分学习好的学生可以学习嵌入式,加强嵌入式系统接口与通信编程实践能力的培养。
1确定培养目标嵌入式系统是软硬结合的产品,存在于各个领域,这就决定了它的多学科交叉特性[4]。一般嵌入式系统分硬件应用模式和软件应用模式。硬件应用模式主要是以电子技术应用工程为主,从事控制、仪器仪表等方面硬件设计和驱动程序的设计等;软件应用模式主要是以计算机、通信技术应用工程为主,从事实时操作系统和应用软件设计等。高等职业教育是就业导向的教育[5],我们从企业对求职者的技能要求角度出发[6],通过对高职高专学生的职业活动导向分析,毕业生应具有相应的嵌入式工程设计与调试能力,因此,把嵌入式的应用程序的设计与调试能力作为核心培养目标。
2建立嵌入式系统教学体系以夯实基础,突出重点,提高学生动手实践能力、综合应用能力和创新能力为目标,充分考虑通信类专业嵌入式系统课程特点和学生实际情况,建立了高效整合的实践体系。首先,我们基于嵌入式中对硬件电学知识和电路知识的掌握,分别开设60课时的“电工技术”和60课时的“电子技术基础”;其次,基于嵌入式中对软件设计知识的掌握,分别开设90课时“C语言程序设计”和90课时的“单片机项目开发与实践”;最后,通过128课时的“嵌入式项目设计与实践”完成整个教学体系。由于课时有限,在安排课程时宁缺勿滥,既然学了就要学透,学扎实,避免后续课程出现“烫剩饭”现象。为了做到讲、练、讨论相结合,所学的知识能及时实践,做到技能不过夜,少遗忘,因此采用4节课连上的形式,在综合实验室边讲、边练、边讨论完成教学。学生实践时间大于50%。在打好基础的同时,重点培养学生初步分析能力、综合应用能力和解决问题能力。对嵌入式感兴趣并且学有余力的学生可以参加由专业教师组织的嵌入式社团,利用业余时间帮助教师完成某些项目开发和调试工作。有兴趣的学生也可以参加电子设计大赛和嵌入式设计大赛,提高学生独立分析问题、解决问题的能力和实践创新精神。
3建立和完善实验、实训环境实验、实训环境关系到教学是否正常完成。嵌入式系统涉及的实验设备种类较多,耗资较大,损坏率比较高,但利用率却较低。为了解决学校与学生两难问题,满足多层次实践教学的要求,我们一方面向学校申请经费,一方面鼓励教师申报科研课题,调动教师的积极性,自主研发实验设备。截至2009年中旬,我院教师已申请到江苏省产业化项目一项、江苏省教改项目一项、教育部教职委教改项目一项、院级教改项目一项、院级创新基金一项,到帐经费约5万元。学院已为嵌入式教学体系实验课程配备了实验设备,其中“单片机项目开发与实践”课程采用自主设计的实验板。一般人认为,学好单片机不是教出来的,而是“玩出”来的。为了便于学生购买,应花大力气降低实验板成本。最终,整套成本才25元,学院补贴60%,学生只要付10元就可以购买属于自己的单片机实验板。实验脱离了实验室的束缚,只要有电脑,随时随地都可以做。“嵌入式项目设计与实践”课程采用与中国电子学会嵌入式分委会、北京博创公司联合建设的形式,既有Intel公司的PXA270实验箱、三星S3C-2410实验箱,又有便于学生学习购买的三星S3C-2410开发板,从而满足不同层次的学生对实验、实训的要求。在节省了大量的实验室建设和维护资金的同时,锻炼、提高了教师的教学、科研水平,更重要的是保证了教学实践优质、顺利完成。
4建立嵌入式系统课程体系由于嵌入式系统内容比较多、比较综合,我们抓住学生职业需求,以学生以后的工作过程为基础,通过任务驱动和项目教学2部分完成,教会学生嵌入式应用程序设计与调试的方法,以及提高学生解决实际问题的能力。第一部分,通过任务驱动完成Linux程序设计基础教学,如表1所示。通过任务驱动,使学生对Linux程序设计有一个感性的认识,对设计流程和方法有一个灵活的掌握,为下一阶段学习打下一个良好的基础。第二部分,教师通过职业行为领域引导一些典型的嵌入式系统通信项目在课程中进行分解,把项目的内容分成若干个任务,按照项目开发流程,逐步由易变难,同时将学生分组,锻炼学生团队组织能力和相互协作能力。在教学过程中以学生为主体,淡化讲授和实验的界限,采用一体化教学,以项目为载体,打乱知识结构,使其内容根据一个个通信项目重新组合在一起。通过做项目将常用的命令和知识点融合其中,突出能力目标。一些使用率低的命令和知识点由于课时有限,学生的精力也有限,就舍弃不讲,鼓励学有余力的学生自学,尽量做到“丢芝麻,捡西瓜”。通过对工作过程分析,抽象出3个典型工作项目,涉及有线、无线通信多个领域,如表2所示。学生通过自己的操作很快能看到正确结果,成就感很强,兴趣很高,同时通过分组考核,激发学生全队合作意识和创造性。学生根据课程的进度逐步完成项目中的各个模块实验,在课程中不断学习新的知识点,并应用所学知识完成项目。
5实践教学方法改革