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關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)通信;計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò);教學(xué)改革;實(shí)驗(yàn)教學(xué)
中圖分類(lèi)號(hào):G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2009)34-9885-02
Several Thinking of Making of Data Communication and Computer Network Course
GAO Chao
(School of Electronic & Information Engineering, Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing 210044, China)
Abstract: In order to improve the teaching effect of data communication and computer network course, it analyzes the characters of this course, discusses the choice of teaching book, and researches the ways of teaching. It also studies the experiments setting. It emphases the idea of keeping pace with times in the making of course.
Key words: data communication; computer network; teaching reform; experiment teaching
1 引言
隨著通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為信息化社會(huì)的核心技術(shù),對(duì)社會(huì)各個(gè)方面都發(fā)揮著重要的影響。筆者所在學(xué)校開(kāi)設(shè)數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程已有多年的歷史。作為通信工程、計(jì)算機(jī)等專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)課,能否學(xué)好此課程對(duì)學(xué)生的未來(lái)發(fā)展有著重要的影響。為了讓學(xué)生更好地掌握網(wǎng)絡(luò)理論知識(shí)和培養(yǎng)實(shí)踐能力,有必要深入研究和探索課程內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方法手段、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等環(huán)節(jié),在借鑒和學(xué)習(xí)各高校經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上[1-4],建立并實(shí)施了適用于新形勢(shì)的課程教學(xué)方案。
2 教材的選擇
數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是一門(mén)理論與實(shí)踐兼有的專(zhuān)業(yè)課,是計(jì)算機(jī)和通信兩種技術(shù)相互滲透和結(jié)合的產(chǎn)物,在信息系統(tǒng)的構(gòu)建和信息傳播領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理,包括基本概念和術(shù)語(yǔ)、數(shù)據(jù)通信信道、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)通信組網(wǎng)設(shè)備、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及其體系結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、局域網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重要技術(shù)及其新進(jìn)展等內(nèi)容。與此同時(shí),還要培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力,讓學(xué)生能夠獨(dú)立解決一些簡(jiǎn)單的工程實(shí)際問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)大學(xué)選用的教材主要有三類(lèi):第一類(lèi)由國(guó)內(nèi)知名教授編寫(xiě),比較符合中國(guó)大學(xué)教育的傳統(tǒng)方式,但是知識(shí)更新較慢;第二類(lèi)是國(guó)外經(jīng)典教材的翻譯版本,內(nèi)容好壞受翻譯者的水平的影響較大;第三類(lèi)則是直接使用最新國(guó)外原版教材,不過(guò)這對(duì)學(xué)校師資水平和學(xué)生能力有較高的要求。筆者經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐,結(jié)合所在學(xué)校實(shí)際情況選擇了理工大學(xué)謝希仁教授編著的《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》最新版。
3 教學(xué)方法研究
3.1 明確教學(xué)目標(biāo)
根據(jù)課堂調(diào)查,大多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程前對(duì)網(wǎng)絡(luò)聊天、下載、電子郵件等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用就已十分熟悉,對(duì)于學(xué)習(xí)本課程的興趣也比較濃厚,期待著能夠在課堂上學(xué)到各種使用和建設(shè)網(wǎng)絡(luò)的技能。然而本課程的知識(shí)點(diǎn)較多,理論性較強(qiáng),內(nèi)容比較抽象,如果照本宣科地講授,學(xué)生往往忙于記憶各種協(xié)議名稱(chēng)和概念,感到課堂上沒(méi)有學(xué)到什么實(shí)用的技能,從而失去學(xué)習(xí)興趣。
針對(duì)這種情況,教師應(yīng)該在課程開(kāi)始時(shí)就讓學(xué)生了解這是一門(mén)偏重于理論的課程,重點(diǎn)是對(duì)網(wǎng)絡(luò)工作原理的深入了解,實(shí)踐技能的鍛煉將被安排在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)課程中。同時(shí)也要讓學(xué)生明白,學(xué)習(xí)理論知識(shí)和培養(yǎng)實(shí)踐能力并不矛盾,只有對(duì)網(wǎng)絡(luò)原理有了深刻的認(rèn)識(shí)才能事倍功半地掌握各種實(shí)際操作技巧。
3.2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅速,為了適應(yīng)時(shí)展,有必要不斷修訂教學(xué)內(nèi)容。對(duì)一些已經(jīng)陳舊的知識(shí)如X.25、幀中繼等可以減少教學(xué)時(shí)間,只簡(jiǎn)單描述其基本原理;與此同時(shí),在滿足教學(xué)大綱要求的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充新鮮內(nèi)容,讓學(xué)生了解工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的最新進(jìn)展,起到開(kāi)拓學(xué)生眼界,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)指引方向的效果。
3.3 通過(guò)實(shí)例提高興趣
當(dāng)前大學(xué)生們對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)十分熟悉,但是還不能把具體的使用經(jīng)驗(yàn)和抽象的網(wǎng)絡(luò)原理聯(lián)系起來(lái)。教師可以從學(xué)生熟悉的網(wǎng)絡(luò)軟件著手,通過(guò)分析其工作過(guò)程來(lái)講解網(wǎng)絡(luò)工作原理。例如在講解網(wǎng)絡(luò)傳輸模型的時(shí)候,設(shè)定兩個(gè)用戶通過(guò)QQ聊天的場(chǎng)景,使用啟發(fā)式教學(xué)方法向?qū)W生提出問(wèn)題,讓其思考數(shù)據(jù)需要通過(guò)哪些協(xié)議層次,以及各層協(xié)議實(shí)體為了將數(shù)據(jù)正確地傳遞到目的地需要做出什么樣的工作。這種方式可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓他們感覺(jué)到書(shū)本上的理論不再抽象空洞,而是和實(shí)際生活密切相關(guān)的,從而達(dá)到較好的教學(xué)效果。
在講解各種協(xié)議工作原理的時(shí)候,教師可以在課堂上使用Sniffer、Ethereal等軟件捕獲數(shù)據(jù)包,用直觀的例子讓學(xué)生觀看到該協(xié)議的實(shí)際工作流程,并與書(shū)上的描述進(jìn)行比對(duì),從而加深印象。
4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)與改革
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程雖然在課程定位上偏重理論,但并不意味著可以忽視對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。為此我們給本課程安排了課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)和獨(dú)立的綜合實(shí)驗(yàn)。
課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)與課程講授同步進(jìn)行,主要任務(wù)是幫助學(xué)生理解課堂講授內(nèi)容。此類(lèi)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性試驗(yàn)為主,主要內(nèi)容有常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)命令的使用、使用數(shù)據(jù)包捕獲程序分析ICMP、ARP、TCP等協(xié)議的工作細(xì)節(jié)等。
網(wǎng)絡(luò)綜合實(shí)驗(yàn)則為獨(dú)立開(kāi)出的一門(mén)實(shí)驗(yàn)課程,側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置上安排了很多實(shí)踐性較強(qiáng)的內(nèi)容,包括小型局域網(wǎng)的組建、路由器交換機(jī)配置、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的安裝等。綜合實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)教材參照社會(huì)認(rèn)可度較高的各種網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證考試編寫(xiě)。學(xué)生在完成綜合實(shí)驗(yàn)后能夠掌握一些實(shí)用網(wǎng)絡(luò)技能,不僅學(xué)會(huì)使用網(wǎng)絡(luò)、管理和建設(shè)網(wǎng)絡(luò),也能夠參加各種認(rèn)證考試,增強(qiáng)就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
5 結(jié)束語(yǔ)
本文針對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué),從教材目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)安排方面提出了幾點(diǎn)改善教學(xué)效果的方法。為了應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)理論和技術(shù)的飛速發(fā)展,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的課程教學(xué)也必須緊密結(jié)合實(shí)際不斷改革創(chuàng)新,才能培養(yǎng)出更多高素質(zhì)的專(zhuān)業(yè)人才。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:通信工程專(zhuān)業(yè);課程體系;模塊化
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2013)49-0059-02
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,社會(huì)經(jīng)濟(jì)體制的轉(zhuǎn)型,地方高等院校對(duì)于專(zhuān)業(yè)和課程設(shè)置等建設(shè)也正在進(jìn)一步變革。通信工程作為理工科大學(xué)的一個(gè)重要專(zhuān)業(yè),截止2006年6月,我國(guó)設(shè)有通信工程本科專(zhuān)業(yè)的學(xué)校達(dá)到246所,年招生人數(shù)達(dá)三萬(wàn)人左右,就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈,這給地方院校的通信工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)也帶來(lái)了一些新的變化和挑戰(zhàn)。加強(qiáng)課程體系建設(shè),對(duì)提高高等教育教學(xué)質(zhì)量,增強(qiáng)社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)能力是十分重要的課題。本文針對(duì)地方高校通信工程專(zhuān)業(yè)在課程體系建設(shè)中,如何體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)特色,培養(yǎng)符合社會(huì)需求的應(yīng)用型人才,提高大學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)行探討。
一、通信工程專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)
1.通信工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。通信工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)為:本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)能為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù),德智體美全面發(fā)展,具有較高文化素質(zhì)修養(yǎng)、敬業(yè)精神和社會(huì)責(zé)任感,掌握通信工程及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的基本理論知識(shí),能在通信領(lǐng)域中從事設(shè)備研發(fā)、設(shè)計(jì)、維護(hù)、運(yùn)營(yíng)和管理的高級(jí)工程技術(shù)人才。對(duì)于不同類(lèi)型的學(xué)校,在滿足本規(guī)范的基本要求的前提下,應(yīng)根據(jù)自身的辦學(xué)定位,體現(xiàn)各自的辦學(xué)特色。
2.通信工程專(zhuān)業(yè)的基本專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系結(jié)構(gòu)。在構(gòu)建通信專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系過(guò)程中,要努力做到六個(gè)統(tǒng)籌考慮:①知識(shí)體系與培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)手段和認(rèn)知規(guī)律統(tǒng)籌考慮;②專(zhuān)業(yè)知識(shí)與人文素質(zhì)教育統(tǒng)籌考慮;③強(qiáng)化基礎(chǔ)理論、拓寬專(zhuān)業(yè)知識(shí)面與整合更新教學(xué)內(nèi)容統(tǒng)籌考慮;④理論課程與實(shí)踐課程統(tǒng)籌考慮;⑤必修課程與選修課程統(tǒng)籌考慮;⑥應(yīng)用能力、創(chuàng)新知識(shí)與綜合素質(zhì)培養(yǎng)統(tǒng)籌考慮。通信工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)體系主要涵蓋四大知識(shí)領(lǐng)域,分別是電路與電子學(xué)知識(shí)領(lǐng)域、信號(hào)系統(tǒng)與控制知識(shí)領(lǐng)域、計(jì)算機(jī)知識(shí)領(lǐng)域、電磁場(chǎng)知識(shí)領(lǐng)域。
二、課程體系改革措施
在厚基礎(chǔ)、寬口徑、強(qiáng)能力、高素質(zhì)的人才培養(yǎng)基本思想指導(dǎo)下,結(jié)合地方高校發(fā)展的實(shí)際,具體措施主要體現(xiàn)在以下幾方面。
1.加強(qiáng)學(xué)科基礎(chǔ)課程的教學(xué),以課程的整體優(yōu)化來(lái)指導(dǎo)局部的教學(xué)改革。電路理論、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、高頻電子技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、電磁場(chǎng)與電磁波等課程構(gòu)成了學(xué)科基礎(chǔ)課的核心。為了使學(xué)生在知識(shí)結(jié)構(gòu)上具有“基礎(chǔ)扎實(shí)、適應(yīng)面廣、實(shí)踐能力強(qiáng)”的特點(diǎn),我們對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行整合更新,優(yōu)化理論課程體系,改進(jìn)課堂教學(xué)。例如:數(shù)字信號(hào)處理課程與信號(hào)與系統(tǒng)課程的知識(shí)合理分配。數(shù)字電子技術(shù)中,EDA知識(shí)與專(zhuān)業(yè)課中FPGA的應(yīng)用知識(shí)的整合;電磁場(chǎng)與電磁波和微波技術(shù)、天線技術(shù)的知識(shí)體系優(yōu)化;信息論與通信原理內(nèi)容合理分配等等。另一方面,我校通信工程專(zhuān)業(yè)在自治區(qū)內(nèi)是從高考一本線以上招生,學(xué)生素質(zhì)相對(duì)較好,其中有一部分學(xué)生面臨考取研究生的需求,針對(duì)電子信息類(lèi)考研的課程,突出重點(diǎn),加強(qiáng)這方面的理論教學(xué)。既滿足了學(xué)生進(jìn)一步深造的需求,也實(shí)現(xiàn)了厚基礎(chǔ)、寬口徑的培養(yǎng)理念。
2.增加通信工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論課。開(kāi)設(shè)通信工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)論課,是為了使通信工程專(zhuān)業(yè)的同學(xué)在大學(xué)一年級(jí)時(shí),就能領(lǐng)先一步了解自己所學(xué)專(zhuān)業(yè)的重要現(xiàn)實(shí)意義,以及應(yīng)用環(huán)境。進(jìn)而在大學(xué)四年的學(xué)習(xí)中能有針對(duì)性地對(duì)組成通信框架的各個(gè)部分的具體細(xì)節(jié)做深入的學(xué)習(xí)和理解,從而避免學(xué)習(xí)的盲目性和一二年級(jí)時(shí)的迷茫心理。
3.面向社會(huì)需求、改進(jìn)專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)。通信領(lǐng)域是當(dāng)今技術(shù)更新最快的領(lǐng)域之一,各種通信技術(shù)層出不窮,對(duì)人才的需求呈現(xiàn)出新的特點(diǎn):一是3G已進(jìn)入商用,各大運(yùn)營(yíng)商要完成3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),GSM和3G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化人才需求急劇擴(kuò)大;二是通信設(shè)備制造商近年來(lái)發(fā)展迅速,對(duì)從事研發(fā)和生產(chǎn)類(lèi)的技術(shù)性人才需求旺盛,尤其是具有掌握通信理論,電子設(shè)計(jì)能力人才需求呈現(xiàn)較大缺口;三是集通信網(wǎng)絡(luò)、軟件設(shè)計(jì)一體的科技公司對(duì)人才的需求旺盛,基于3G平臺(tái)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)將是目前的急需人才。因此,在總體把握“夯實(shí)基礎(chǔ)、拓寬口徑、強(qiáng)化個(gè)性、善于創(chuàng)新”的基礎(chǔ)上,推進(jìn)人才培養(yǎng)的分類(lèi)指導(dǎo),在專(zhuān)業(yè)課教學(xué)方面,采用模塊化教學(xué),以適應(yīng)社會(huì)需求的多樣性和通信技術(shù)的飛速發(fā)展。根據(jù)社會(huì)需求,我們對(duì)畢業(yè)生就業(yè)情況的調(diào)查,主要就業(yè)領(lǐng)域分布在①GSM和3G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、通信網(wǎng)的設(shè)計(jì)、施工等領(lǐng)域;②在通信設(shè)備制造商從事售前、售中、售后等技術(shù)服務(wù);③通信運(yùn)營(yíng)企業(yè),從事電信運(yùn)營(yíng)、管理;④有線電視公司以及其他專(zhuān)用通信部門(mén),如民航、部隊(duì)等。為此,根據(jù)專(zhuān)業(yè)方向,設(shè)置相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)選修課模塊。通信網(wǎng)絡(luò)與交換方向。該專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)在現(xiàn)代通信網(wǎng)與交換等多個(gè)層面上,進(jìn)行現(xiàn)代通信技術(shù)應(yīng)用、工程設(shè)計(jì)、設(shè)備制造和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的高級(jí)技術(shù)人才。培養(yǎng)目標(biāo)是熟悉通信設(shè)備和系統(tǒng)的基本原理與性能,掌握通信系統(tǒng)構(gòu)架與組網(wǎng)技術(shù)。具有網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與建設(shè)、管理與運(yùn)維等操作能力,同時(shí)掌握通信基本理論,具有較為深厚的專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)知識(shí)。適應(yīng)通信領(lǐng)域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)、設(shè)備及信息交換、傳輸、處理方面的應(yīng)用、安調(diào)與維護(hù)工作。主要專(zhuān)業(yè)課程有:計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),現(xiàn)代交換技術(shù),光纖通信、微波與天線、移動(dòng)通信、現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代通信工程設(shè)計(jì)等。就業(yè)方向:通信設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)、電信運(yùn)營(yíng)商、公安、民航、廣電等特定行業(yè)需求的人才。計(jì)算機(jī)通信(寬帶數(shù)據(jù)通信方向)。本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及寬帶數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝、配置、調(diào)試、管理與維護(hù)第一線的高素質(zhì)技能型人才。培養(yǎng)目標(biāo)是:掌握數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)通信的基本原理,計(jì)算機(jī)軟硬件基本操作,寬帶接入、數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)與維護(hù)等技術(shù)。具有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)等基本能力,并具有跟蹤寬帶數(shù)據(jù)通信的新技術(shù)、新發(fā)展的能力。主干課程:計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)及其應(yīng)用、操作系統(tǒng)、JAVA語(yǔ)言及其應(yīng)用、交換機(jī)與路由器配置技術(shù)、光纖通信技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、現(xiàn)代程控交換技術(shù)、寬帶接入網(wǎng)技術(shù)等。就業(yè)方向:面向通信企事業(yè)單位從事計(jì)算機(jī)通信和數(shù)據(jù)通信等相關(guān)工作,也可到各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)公司從事網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)工作。
4.適應(yīng)社會(huì)的畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)的指導(dǎo)方式。根據(jù)教學(xué)計(jì)劃,畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)實(shí)習(xí)基本都安排在第八學(xué)期。這期間,許多用人單位的崗前培訓(xùn)、見(jiàn)習(xí)期也都安排在這期間進(jìn)行。這往往造成學(xué)生投入畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間和精力的不足,達(dá)不到預(yù)期效果。因此,畢業(yè)設(shè)計(jì)可以分兩大類(lèi),一類(lèi)是學(xué)生在校內(nèi)選做校內(nèi)指導(dǎo)教師的題目;另一類(lèi)是在校外,根據(jù)學(xué)生在見(jiàn)習(xí)單位的實(shí)習(xí)情況,指導(dǎo)學(xué)生選擇好結(jié)合崗位、生產(chǎn)實(shí)際的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目,并與企業(yè)協(xié)商,聘請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員進(jìn)行聯(lián)合指導(dǎo),共同完成指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)工作。這樣,既完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)實(shí)習(xí)的教學(xué)環(huán)節(jié),提高了學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力,又滿足了用人單位的實(shí)際需求,使學(xué)生較快地進(jìn)入工作角色,也進(jìn)一步提高了學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
三、問(wèn)題與思考
盡管經(jīng)過(guò)幾年的改革與建設(shè),通過(guò)采取上述一系列措施,使得我們地方院校的通信工程專(zhuān)業(yè)的課程體系方面,更加符合我校的實(shí)際情況。但我們也清醒地認(rèn)識(shí)到,專(zhuān)業(yè)建設(shè)的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展對(duì)高等教育的要求還有很大差距。主要表現(xiàn)在:①實(shí)驗(yàn)室硬件的建設(shè),在同類(lèi)院校中具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的亮點(diǎn)項(xiàng)目不多;②師資隊(duì)伍中缺乏具有較高水平的學(xué)術(shù)帶頭人;③產(chǎn)學(xué)研合作雖取得了顯著的進(jìn)展,但是形式單一;④畢業(yè)生就業(yè)率持續(xù)走高,受到社會(huì)的好評(píng),但是在重要的技術(shù)崗位或關(guān)鍵崗位的人數(shù)還不多。因此,我們根據(jù)地方院校的特點(diǎn),從課程體系調(diào)整、課堂教學(xué)改進(jìn)等方面對(duì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式進(jìn)行探討,目的就是更好地培養(yǎng)具有自己專(zhuān)業(yè)特色的適應(yīng)社會(huì)需要的有用人才。
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關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)(IOT);Zigbee;無(wú)線傳感網(wǎng)(WSN);課程建設(shè)
中圖分類(lèi)號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2015)49-0140-05
一、引言
《物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)》是高職物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)或應(yīng)用電子技術(shù)(物聯(lián)網(wǎng)方向)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)核心課程。它是在學(xué)生學(xué)習(xí)電工原理、模擬電子電路、數(shù)字電子線路、電子線路CAD設(shè)計(jì)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)、嵌入式應(yīng)用技術(shù)、傳感器應(yīng)用技術(shù)、RFID無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)與應(yīng)用等課程后開(kāi)設(shè)的。為了銜接現(xiàn)有高職學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)和專(zhuān)業(yè)技能,克服物聯(lián)網(wǎng)信息量廣,知識(shí)跨度大的問(wèn)題,加上現(xiàn)有高職學(xué)生學(xué)業(yè)時(shí)間短,專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)等因素,力求以將專(zhuān)業(yè)知識(shí)傳授和專(zhuān)業(yè)動(dòng)手技能相結(jié)合的原則,依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)對(duì)人才能力的需求,通過(guò)該課程設(shè)計(jì)作為引領(lǐng),在完成該課程及實(shí)訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)后,通過(guò)課程設(shè)計(jì)及實(shí)施,努力打造出一門(mén)讓專(zhuān)業(yè)教師能夠上手教學(xué)與操作的,讓學(xué)生能夠掌握的,學(xué)生畢業(yè)后其能力可以滿足目標(biāo)人才市場(chǎng)IOT知識(shí)和技能需求的課程。
二、物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)目標(biāo)崗位人才需求與學(xué)情教情分析
(一)學(xué)情、教情分析
《物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)》是本校信息工程學(xué)院應(yīng)用電子專(zhuān)業(yè)(物聯(lián)網(wǎng)方向)專(zhuān)業(yè)培育方案中一門(mén)核心課程,也是一門(mén)新的課程。培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)目標(biāo)崗位人才,課程建設(shè)顯得尤為重要,必須探索與時(shí)俱進(jìn)的、有代表性的、實(shí)施有效的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法。
從教師團(tuán)隊(duì)來(lái)看,本項(xiàng)目具有寬泛的知識(shí)體系結(jié)構(gòu),沒(méi)有合適的參照物,如何從一望無(wú)垠的物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)海洋中提煉出企業(yè)需求的必要的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)對(duì)我們的團(tuán)隊(duì)是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn),同時(shí),內(nèi)容的選用、項(xiàng)目的應(yīng)用以及軟硬件的實(shí)現(xiàn),在時(shí)間短,要求高的前提下,我們面臨的是能力資本、時(shí)間資本、資金成本的多重挑戰(zhàn),如何走好每一步是我們必須面對(duì)的。
從學(xué)生層面來(lái)看,學(xué)生在校期間,掌握系統(tǒng)知識(shí)學(xué)生的比例并不高,不同的學(xué)生偏科較為明顯,想學(xué)的就多學(xué)點(diǎn),不想學(xué)的幾乎根本不學(xué)習(xí),這將導(dǎo)致學(xué)生整體知識(shí)構(gòu)架的不平衡,知識(shí)內(nèi)容掌握的不夠穩(wěn)固,從而導(dǎo)致基礎(chǔ)差,興趣低的惡性循環(huán)在整個(gè)學(xué)生團(tuán)體中蔓延,努力改善教學(xué)模式或方法,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的正確引導(dǎo),提升學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)能力及興趣是我們毋庸置疑的使命。
(二)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)目標(biāo)崗位人才需求分析
隨著國(guó)家對(duì)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的大力投入,物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)如雨后春筍般的不斷涌現(xiàn)壯大,相關(guān)的社會(huì)需求也不斷的提高,但從現(xiàn)有的渠道來(lái)看,真正運(yùn)用到實(shí)處的,即落地的項(xiàng)目相對(duì)偏少,原因如下:物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的成本相對(duì)較高,有需求的地方,如果不是具備較高實(shí)力的或利潤(rùn)率較高的企業(yè)或單位是無(wú)法實(shí)施的,即使它有這個(gè)需求;此外,物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,在技術(shù)門(mén)檻上得到了充分的體現(xiàn),它的技術(shù)環(huán)節(jié)從軟件到硬件,從單一產(chǎn)品到系統(tǒng)集成,從單次的銷(xiāo)售完結(jié)到系統(tǒng)集成后長(zhǎng)期的技術(shù)服務(wù)支持等等注定對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)企業(yè)的財(cái)力和技術(shù)能力要求變得異常的高。而其他物聯(lián)網(wǎng)相對(duì)單一產(chǎn)品的企業(yè),因?yàn)闆](méi)有能力贏得最終用戶的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用訂單,而使得物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用市場(chǎng)的發(fā)展在規(guī)模上受到限制。
因此,物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)可以粗粗地分為兩類(lèi),請(qǐng)參見(jiàn)表1。第一類(lèi),A類(lèi)企業(yè)是有物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成的企業(yè)(大中型企業(yè)),具有系統(tǒng)集成所必要的資質(zhì),當(dāng)然系統(tǒng)的集成應(yīng)用開(kāi)發(fā)及代表產(chǎn)品研發(fā)能力都是必須具備的,企業(yè)的資金、人才、資產(chǎn)等都是大規(guī)模的。第二類(lèi),B類(lèi)企業(yè)是產(chǎn)品單一研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)(中小型企業(yè)),也沒(méi)有足夠能力和資質(zhì)去做系統(tǒng)集成工作,無(wú)論是資金、資產(chǎn)還是人才等方面都是捉襟見(jiàn)肘的。
目前,A類(lèi)企業(yè)則是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用的主導(dǎo)單位,研發(fā)能力、系統(tǒng)能力、市場(chǎng)能力都非常有規(guī)模,企業(yè)員工的學(xué)歷要求、能力要求都比較高,高職類(lèi)畢業(yè)生短時(shí)間內(nèi)難以進(jìn)入,此類(lèi)企業(yè)相對(duì)B類(lèi)企業(yè)的數(shù)量所占的比例是少的,存在的問(wèn)題就是小的項(xiàng)目不愿做,也沒(méi)有精力去做,只是承接國(guó)家的或其他大的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目,這樣給中小物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)市場(chǎng)應(yīng)用環(huán)境構(gòu)成相對(duì)薄弱狀態(tài),即形成IOT人才和技術(shù)大基數(shù)的需求。而B(niǎo)類(lèi)企業(yè)具有專(zhuān)項(xiàng)產(chǎn)品或技術(shù)的研發(fā),此類(lèi)企業(yè)更具有靈活性和創(chuàng)新能力,是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的有生力量,盡管他們沒(méi)有能力獨(dú)立完成整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用的項(xiàng)目,更多的時(shí)候,把自己造就成A類(lèi)企業(yè)的某個(gè)或某類(lèi)產(chǎn)品的供應(yīng)商,B類(lèi)企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是產(chǎn)品、市場(chǎng)、資金、人才及技術(shù)流動(dòng)等。這里,為我們高職畢業(yè)生進(jìn)駐物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)各個(gè)目標(biāo)崗位,特別是研發(fā)崗位提供了良好的空間。
按照分布的模式,預(yù)計(jì)市場(chǎng)上A類(lèi)巨型企業(yè)的數(shù)量小于20%,B類(lèi)中小企業(yè)的數(shù)量大于80%以上,物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)需求,大項(xiàng)目的基數(shù)小于整個(gè)份額的15%或更少,小項(xiàng)目將大于85%或更多。因此,只要我們的學(xué)生有足夠的IOT技術(shù)知識(shí)和技術(shù)開(kāi)發(fā)運(yùn)用能力,是可以從容地走向物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的。
根據(jù)上述的分析,我們可以清楚地知道我們的學(xué)生直接走進(jìn)企業(yè)的目標(biāo)崗位有如下幾種:首先是眾多的中小物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè),即B類(lèi)企業(yè),企業(yè)人數(shù)在150人左右或以下,這些企業(yè)所需要的核心崗位就是研發(fā)崗位,非核心的崗位有銷(xiāo)售崗位、質(zhì)量以及生產(chǎn)崗位,這些崗位存在著大量的市場(chǎng)需求,而且由于人員不足等原因,要求進(jìn)入企業(yè)的員工具備多工種的能力,就是希望所招收的員工在專(zhuān)業(yè)能力上既要有廣度,又要有深度。其次才是A類(lèi)企業(yè),這類(lèi)企業(yè)的構(gòu)建比較完整,分工比較精細(xì),只要求你有深度就行,廣度要求相對(duì)偏弱。因此,我們的學(xué)生能夠面向的崗位僅有市場(chǎng)及營(yíng)銷(xiāo)崗位、系統(tǒng)集成施工及相關(guān)技術(shù)支持或技術(shù)服務(wù)等崗位,這類(lèi)企業(yè)中的研發(fā)崗幾乎都是被博士和碩士研究生所壟斷,本科畢業(yè)生作為研發(fā)人員都相對(duì)比較少。結(jié)論就是我們物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生走向社會(huì),能夠走進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)目標(biāo)崗位包括:研發(fā)崗,市場(chǎng)及營(yíng)銷(xiāo)崗、生產(chǎn)崗、質(zhì)量崗、系統(tǒng)集成及監(jiān)理崗、技術(shù)支持或技術(shù)服務(wù)崗。
(三)課程設(shè)計(jì)的階梯教學(xué)效果與核心目標(biāo)崗位思路形成
按照物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)的能力要求將上述目標(biāo)崗位分為3類(lèi),第一類(lèi)甲類(lèi):研發(fā)或研發(fā)助理崗;第二類(lèi)乙類(lèi):技術(shù)支持和技術(shù)服務(wù)崗;第三類(lèi)丙類(lèi):市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)或其他崗。所以,《物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程的設(shè)計(jì)的宗旨在于適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)社會(huì)市場(chǎng)的需求,滿足上述闡述的典型的甲、乙、丙三類(lèi)目標(biāo)崗位。本課程的開(kāi)發(fā),既側(cè)重于基礎(chǔ)的銜接,又盡可能地做到有典型性和針對(duì)性地體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)的核心要素,簡(jiǎn)約而不簡(jiǎn)單。在相對(duì)短暫的時(shí)間里,努力使同學(xué)們能夠通過(guò)自己的實(shí)踐,構(gòu)建出物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的原型,掌握核心的專(zhuān)業(yè)技能,以滿足市場(chǎng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)人才的需求。
根據(jù)同學(xué)們先前的基礎(chǔ)情況、學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力和以往的經(jīng)驗(yàn),同樣的課程教學(xué)方法和實(shí)訓(xùn)鍛煉其完成后的結(jié)果是不一樣的,請(qǐng)參見(jiàn)圖1.學(xué)生專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)狀態(tài)分析,一個(gè)班級(jí)大于30%的同學(xué)(優(yōu)秀同學(xué)GS1)能夠掌握目標(biāo)課程的80%或更多的課程內(nèi)容;大于40%的同學(xué)(良好同學(xué)GS2)能夠掌握60%以上的課程內(nèi)容,小于30%的同學(xué)(合格同學(xué)GS3)所掌握的課程內(nèi)容將小于60%或更少的課程內(nèi)容。在同樣的教學(xué)環(huán)境下,形成了階梯狀的教學(xué)效果,即優(yōu)秀同學(xué)其目標(biāo)崗位可以是甲乙丙三種崗位的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè),良好同學(xué)選擇目標(biāo)崗位可以是乙和丙類(lèi)崗位的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè),合格的同學(xué)則目標(biāo)崗位或許只能丙類(lèi)的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè),請(qǐng)參閱表1.所示。
因此,本課程的核心目標(biāo)是使的優(yōu)秀的同學(xué)能夠進(jìn)入B類(lèi)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)的研發(fā)崗或研發(fā)助理崗,學(xué)習(xí)的稍微弱一些的同學(xué)可以進(jìn)入A或B類(lèi)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)的技術(shù)支持或技術(shù)服務(wù)崗位,對(duì)于僅僅學(xué)習(xí)到物聯(lián)網(wǎng)的影響概念或知識(shí)體系比較薄弱的同學(xué),則可以進(jìn)入A或B類(lèi)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)的市場(chǎng)和營(yíng)銷(xiāo)崗或其他崗位。綜上所述,本課程設(shè)計(jì)目標(biāo)崗位的核心是:研發(fā)助理崗或研發(fā)崗,此核心崗位可以包含或兼容本專(zhuān)業(yè)幾乎所有的技術(shù)崗位,是關(guān)鍵要素,即解決學(xué)生就業(yè)和IOT企業(yè)人才需求等問(wèn)題的主要矛盾。
三、課程設(shè)計(jì)的原則與目標(biāo)
(一)課程設(shè)計(jì)原則
注意銜接。課程的安排是使學(xué)生承接以往的知識(shí)并加以擴(kuò)展,盡可能使學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)形成一步一個(gè)腳印,避免跳躍或根本無(wú)法逾越的尷尬局面產(chǎn)生,同時(shí),保證專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的要求。
點(diǎn)面結(jié)合。從傳感器到傳感節(jié)點(diǎn),再?gòu)膫鞲泄?jié)點(diǎn)的兩點(diǎn)通信到網(wǎng)絡(luò)通信,從有線模式擴(kuò)展為有線加無(wú)線的模式,從簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)到數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)。
提升興趣。以實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目為主線,將相關(guān)知識(shí)節(jié)點(diǎn)加以提煉,應(yīng)用于項(xiàng)目的具體環(huán)節(jié),使學(xué)生明白項(xiàng)目需求,強(qiáng)化學(xué)生們的動(dòng)手能力,相對(duì)系統(tǒng)地完成課程內(nèi)部相關(guān)項(xiàng)目,最大限度提升學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。
提高課程實(shí)施的性價(jià)比。課程部分內(nèi)容采用仿真加軟件的模式,在不影響教學(xué)質(zhì)量的前提下,較大空間地降低成本。此外,關(guān)鍵部分內(nèi)容,采用實(shí)物模塊學(xué)習(xí),具體項(xiàng)目的構(gòu)建及模塊及系統(tǒng)應(yīng)用軟件的實(shí)現(xiàn)等。
面向崗位。企業(yè)的生命力在于創(chuàng)新和研發(fā),本課程的教學(xué)方法側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生們進(jìn)入企業(yè)后的產(chǎn)品項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)能力,使其畢業(yè)后,自然適應(yīng)企業(yè)的需求,并且部分優(yōu)秀學(xué)生初步具有產(chǎn)品項(xiàng)目研發(fā)的基礎(chǔ)能力。
強(qiáng)化基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)注重基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和鞏固,不僅僅是硬件,還包括軟件、協(xié)議、系統(tǒng)、測(cè)試等等相關(guān)要素,一切從基礎(chǔ)著手,最大限度強(qiáng)化基礎(chǔ)訓(xùn)練。
融合知識(shí)。對(duì)課程的設(shè)計(jì)考慮到綜合復(fù)習(xí)和提升學(xué)生們已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的多方面專(zhuān)業(yè)知識(shí),包括傳感器、單片機(jī)、嵌入式、電子線路CAD、無(wú)線射頻技術(shù)及應(yīng)用等等課程眾多知識(shí)的融合應(yīng)用,系統(tǒng)引入新的知識(shí),如Zigbee、WSN、WIFI、GPRS、藍(lán)牙、云計(jì)算、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)融合等等。
(二)課程建設(shè)目標(biāo)
通過(guò)課程教學(xué),在專(zhuān)業(yè)能力上努力使學(xué)生達(dá)到:了解物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和新技術(shù),如物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù),云計(jì)算技術(shù)等;理解物聯(lián)網(wǎng)近程通信相關(guān)技術(shù),如Bluetooth藍(lán)牙技術(shù)、WiFi技術(shù)、Zigbee技術(shù)等;初步掌握物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和基本概念;能夠理解和應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù);能夠理解物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)各產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及生產(chǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);熟練使用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)工具IAR、Keil等;可初步承擔(dān)邊緣產(chǎn)品的輔助設(shè)計(jì)、參數(shù)測(cè)試或檢測(cè)等相關(guān)能力;能夠策劃、設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)。
通過(guò)課程教學(xué),在方法能力上,則培養(yǎng)學(xué)生具有自我完善、自主學(xué)習(xí)新知識(shí)的能力。能夠通過(guò)各種渠道,獲得所需知識(shí)的能力;培養(yǎng)學(xué)生收集技術(shù)資料能力、撰寫(xiě)技術(shù)報(bào)告、獨(dú)立工作的能力;初步培養(yǎng)學(xué)生計(jì)劃、組織、實(shí)施、評(píng)價(jià)的能力;培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、協(xié)作,創(chuàng)新,以適應(yīng)學(xué)生職業(yè)生涯發(fā)展需要的能力。
通過(guò)課程教學(xué),在社會(huì)能力上,則努力要求學(xué)生做到良好的與人溝通和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力;培養(yǎng)個(gè)體的自信心、進(jìn)取心和責(zé)任心;能夠滿足客戶需求、按時(shí)完成項(xiàng)目的能力;學(xué)會(huì)計(jì)劃、組織、領(lǐng)導(dǎo)和控制能力;養(yǎng)成守時(shí)、自強(qiáng)、堅(jiān)韌、創(chuàng)新和務(wù)實(shí)的作風(fēng)。
四、課程設(shè)計(jì)最大限度滿足企業(yè)人才知識(shí)技能需求并且注重與學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)和能力的銜接
從物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)人才需求的調(diào)研及分析中,我們不難發(fā)現(xiàn),企業(yè)需要的是具有一定電子及物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)能力的、同時(shí)具有較強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力的、肯鉆研而且肯付出敢于突破企業(yè)瓶頸的員工。
高職學(xué)生進(jìn)入學(xué)校進(jìn)行專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的時(shí)間最多也就是4~5個(gè)學(xué)期。要把他們從入校時(shí)對(duì)電子專(zhuān)業(yè)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)一無(wú)所知到走出校門(mén)時(shí)培養(yǎng)成為能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)及電子類(lèi)相關(guān)企業(yè)需求的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才,這無(wú)論是對(duì)于專(zhuān)業(yè)建設(shè)和課程建設(shè)都是一個(gè)挑戰(zhàn)。為此,如何能夠?qū)ふ页鲆粭l學(xué)生可以接受,教學(xué)上可以實(shí)施,學(xué)生所學(xué)的知識(shí)和能力又被企業(yè)認(rèn)可的關(guān)鍵知識(shí)和技能路徑,將成為我校應(yīng)用電子專(zhuān)業(yè)(物聯(lián)網(wǎng)方向)辦學(xué)成功的標(biāo)志。
按照這種思路,采用倒推的辦法,在第一學(xué)年就完成了基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的教學(xué),它們包括:《電子技術(shù)與實(shí)踐》、《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》、《電子線路CAD》、《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》等。而第三學(xué)期則學(xué)習(xí)完《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》、《嵌入式技術(shù)與應(yīng)用》、《無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)》等物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)課程以后,在第四學(xué)期引入《物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程。此時(shí)的學(xué)生對(duì)單片機(jī)、傳感器和嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用有一定的了解和實(shí)踐,對(duì)串口通信也有基礎(chǔ)鍛煉,但學(xué)生平均專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能的掌握相對(duì)而言不夠鞏固,運(yùn)用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的有線通信、擴(kuò)展到無(wú)線通信、路由功能以及Zigbee協(xié)議棧的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)(WSN),使學(xué)生有一種登梯而上、循序漸進(jìn)的知識(shí)和能力的成長(zhǎng)過(guò)程,學(xué)習(xí)興趣和效果得到體現(xiàn)。
此外,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用的實(shí)質(zhì)是將傳感器的數(shù)據(jù)通過(guò)有線和無(wú)線通信將數(shù)據(jù)傳輸給后臺(tái),后臺(tái)根據(jù)應(yīng)用策略,進(jìn)行分析、判斷和控制等手段對(duì)收到的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)。在此之前,傳感器和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)都已經(jīng)屬于成熟的技術(shù)范疇,系統(tǒng)難度最大的相對(duì)而言就是數(shù)據(jù)的無(wú)差錯(cuò)通信。數(shù)據(jù)通信是物聯(lián)網(wǎng)能夠形成的唯一橋梁,也是物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)在這方面的技術(shù)力量相對(duì)薄弱的地方,所以,擁有各種數(shù)據(jù)通信的技術(shù)能力的企業(yè),在市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)中,就會(huì)有非常強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)性,因此,有線無(wú)線數(shù)據(jù)通信技術(shù)是企業(yè)渴望自己的技術(shù)員工所擁有的核心技術(shù)能力之一。
《物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)正是出于考慮到學(xué)生現(xiàn)有能力和企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)能力的無(wú)縫銜接,從有線到無(wú)線到網(wǎng)絡(luò)通信的構(gòu)架展開(kāi)的。本課程是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)的綜合體現(xiàn),也是對(duì)學(xué)生入校以來(lái)所學(xué)物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)及技能的檢驗(yàn)和提升。在實(shí)際的課程建設(shè)和教學(xué)實(shí)施過(guò)程中,我們采用的是溫故而知新的策略以求達(dá)到完美銜接的效果。盡管學(xué)生現(xiàn)有的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)能力能夠達(dá)到崗位專(zhuān)業(yè)基本要求的比例通常比較低,可喜的是,隨著學(xué)校層面、老師及學(xué)生等各方面積極因素的不懈努力,學(xué)生們綜合的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能的平均水平正逐年向好。
五、課程、實(shí)訓(xùn)和教學(xué)方法的選擇與構(gòu)建
課程內(nèi)容和實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的選擇源于企業(yè)具體的實(shí)踐項(xiàng)目,也是按照技術(shù)的演進(jìn)自然而然形成的?;舅悸啡缦拢簭挠芯€到無(wú)線;從近程到遠(yuǎn)距;從仿真實(shí)現(xiàn)到軟硬件實(shí)戰(zhàn);從獨(dú)立的點(diǎn)到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連成的線,再?gòu)木€與線的連接形成到面,最后從不同的面構(gòu)成立體的信息采集、通信網(wǎng)絡(luò)傳輸、智能監(jiān)控的物聯(lián)網(wǎng)模式。此外考慮到本專(zhuān)業(yè)是從電子類(lèi)背景走向物聯(lián)網(wǎng),因此課程的重點(diǎn)放在了傳感節(jié)點(diǎn),近程有線和無(wú)線傳輸,包括傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信上,而對(duì)于后臺(tái)遠(yuǎn)端的應(yīng)用層及數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基本上就沒(méi)有涉及,所以,課程的項(xiàng)目應(yīng)用重心在培養(yǎng)學(xué)生們對(duì)傳感器硬件的底層驅(qū)動(dòng)、傳感網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸,數(shù)據(jù)通信協(xié)議應(yīng)用等。
由于現(xiàn)在的傳感器件、模擬器件、數(shù)字器件的驅(qū)動(dòng)都是需要通過(guò)編程序才能完成,因此,電子類(lèi)的學(xué)生需要掌握的不再僅僅是模擬數(shù)字電路了,如果軟件編程能力不行,對(duì)個(gè)人就業(yè)能力來(lái)講,就顯得格外單薄,幾乎很難找到理想的工作崗位,軟件已經(jīng)成為應(yīng)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)(物聯(lián)網(wǎng)方向)學(xué)生不可或缺的重要專(zhuān)業(yè)技能之一,所以,本課程的實(shí)踐或?qū)嵱?xùn)內(nèi)容的前幾個(gè)模塊,如節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)有線或無(wú)線數(shù)據(jù)通信,節(jié)點(diǎn)對(duì)PC機(jī)串口有線或無(wú)線數(shù)據(jù)通信等,就是有針對(duì)性的鍛煉和提升學(xué)生們的邏輯思維和軟硬件應(yīng)用開(kāi)發(fā)能力的,總之就是培養(yǎng)和訓(xùn)練電子(或物聯(lián)網(wǎng)相關(guān))類(lèi)學(xué)生做到“硬件須更好,軟件也不差”的理想境界。
(一)以實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用系統(tǒng)為主線,展開(kāi)課程
為了培養(yǎng)學(xué)生理論應(yīng)用于實(shí)踐的能力,課程設(shè)計(jì)以實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用系統(tǒng)為主線,展開(kāi)教學(xué),目前主要設(shè)計(jì)了三個(gè)應(yīng)用系統(tǒng),表2給出了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)。
基于總線模式的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)。利用學(xué)生對(duì)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)、嵌入式應(yīng)用技術(shù)、無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)與應(yīng)用、傳感器技術(shù)與應(yīng)用課程的基礎(chǔ)學(xué)習(xí),以Keil系統(tǒng)集成應(yīng)用為工具,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目編程;完成串口點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信技術(shù);完成基于485總線的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信技術(shù);進(jìn)行通信協(xié)議設(shè)計(jì);深入理解物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)以及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境。
基于無(wú)線模式的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)。通過(guò)學(xué)習(xí)以nRF24L01為主導(dǎo)的無(wú)線通信芯片,學(xué)會(huì)SPI總線的編程與數(shù)據(jù)通信;理解無(wú)線路由協(xié)議;理解無(wú)線通信協(xié)議;了解Bluetooth藍(lán)牙技術(shù)、WiFi技術(shù)和GPRS技術(shù)。
基于Zigbee模式的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)。使用Zigbee無(wú)線硬件平臺(tái);運(yùn)用IAR系統(tǒng)集成開(kāi)發(fā)工具完成Zigbee無(wú)線軟件應(yīng)用;利用物聯(lián)網(wǎng)傳感器及檢測(cè)技術(shù);理解Zigbee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)及原理;通過(guò)學(xué)習(xí)CC2530原理及應(yīng)用;構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)智能家居監(jiān)控系統(tǒng);了解物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)安全、云計(jì)算和融合技術(shù)等。
(二)以項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)為抓手,提升動(dòng)手實(shí)踐能力,展開(kāi)實(shí)訓(xùn)
通過(guò)本院物聯(lián)網(wǎng)研究所、本專(zhuān)業(yè)教研團(tuán)隊(duì)和物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)專(zhuān)家等構(gòu)成的團(tuán)隊(duì)對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的分析和論證,構(gòu)建出以下的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容:
基于TI公司的Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)芯片,運(yùn)用IAR開(kāi)發(fā)工具,訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)芯片內(nèi)部的關(guān)鍵功能的驅(qū)動(dòng)編程,如定時(shí)、中斷、通信、低功耗等等;
學(xué)習(xí)并分析Zigbee協(xié)議棧,訓(xùn)練學(xué)生構(gòu)建基礎(chǔ)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信應(yīng)用實(shí)踐,完成基于Zigbee的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信;
最后,給出一個(gè)簡(jiǎn)易智能家居監(jiān)控系統(tǒng),訓(xùn)練學(xué)生團(tuán)隊(duì)完成一個(gè)相對(duì)真實(shí)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)環(huán)境,包括傳感采集、無(wú)線傳輸和控制執(zhí)行系統(tǒng)。
按照上述的分析和論證,如表3所示,給出了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)課程的具體內(nèi)容。
(三)以檢查―反饋為主導(dǎo)的教學(xué)方法和手段
以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)為依托,將知識(shí)點(diǎn)穿插其中進(jìn)行學(xué)習(xí),在完成項(xiàng)目的過(guò)程中,自然而然地將知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容學(xué)習(xí)和吸收。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法是將項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行分解,抓住關(guān)鍵的、核心的任務(wù)進(jìn)行講解、分析、引導(dǎo)、演示、討論、互動(dòng),引領(lǐng)學(xué)生完成復(fù)雜的項(xiàng)目任務(wù),并且拓展相關(guān)子任務(wù)讓學(xué)生自主完成,然后核查完成的結(jié)果。
應(yīng)用多媒體將課件、錄像、動(dòng)畫(huà)等教學(xué)資源和教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)地展示給學(xué)生。激發(fā)了學(xué)生的興趣,也極大地有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握,更加加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解、記憶和運(yùn)用。
運(yùn)用課堂五步教學(xué)法,即“講解”、“跟進(jìn)”、“核查”、“鞏固”、“提高”五個(gè)步驟,實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做一體化。在此過(guò)程中,運(yùn)用理論和實(shí)踐相結(jié)合的理念,手把手地引導(dǎo)學(xué)生完成核心項(xiàng)目任務(wù);添加鞏固知識(shí)、能力鍛煉的任務(wù),要求學(xué)生個(gè)體自主完成項(xiàng)目分支任務(wù),將教、學(xué)、做有機(jī)結(jié)合,使學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中,既要?jiǎng)幽X又要?jiǎng)邮?,不斷認(rèn)知,完成了知識(shí)和技能在不斷的教學(xué)實(shí)踐中,逐漸地完成從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的升華。
六、課程建設(shè)成效
學(xué)生經(jīng)過(guò)本課程118個(gè)學(xué)時(shí)(68課時(shí)學(xué)習(xí)+50課時(shí)實(shí)訓(xùn))的實(shí)際學(xué)習(xí)訓(xùn)練,采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式,個(gè)體學(xué)習(xí)操作配合團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)操作的模式,將教、學(xué)、做三位一體且集教學(xué)和學(xué)生能力培養(yǎng)相融合的模式,最大化地增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力與學(xué)習(xí)效果,努力將應(yīng)用電子技術(shù)(物聯(lián)網(wǎng)方向)專(zhuān)業(yè)學(xué)生中不小于40%或更多的同學(xué)初步具備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)基礎(chǔ)構(gòu)建模式的能力,能夠獨(dú)立理解互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的原理實(shí)現(xiàn)和實(shí)施部分或大部分相關(guān)輔助開(kāi)發(fā)的工作,初步學(xué)會(huì)使用模塊化編程的方法等多種知識(shí)和技能。學(xué)生的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)興趣的提高,專(zhuān)業(yè)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)能力初步滿足物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)人才招聘的要求,其中10%左右的同學(xué)就業(yè)于物聯(lián)網(wǎng)研發(fā)崗或研發(fā)輔助崗,企業(yè)用人單位對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)和用人需求越來(lái)越好,教師團(tuán)隊(duì)和教師教學(xué)水平也得到充分提高,教學(xué)資源、教學(xué)網(wǎng)站等已初步構(gòu)建。
通過(guò)不斷的努力課程建設(shè)逐步系統(tǒng)和完善,主要的成果有:課程實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目;用于實(shí)訓(xùn)的應(yīng)用項(xiàng)目基本完成過(guò)半;課件也在不斷更新完善之中;課程教案基本成型;課堂教學(xué)效果正不斷改善,實(shí)訓(xùn)內(nèi)容已經(jīng)趨于成熟,建設(shè)了教學(xué)題庫(kù),學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐能力也隨之增加,已經(jīng)有部分優(yōu)秀畢業(yè)生進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的研發(fā)崗位,還有一些同學(xué)進(jìn)入技術(shù)支持以及服務(wù)崗位。與此同時(shí),初步建設(shè)了課程教學(xué)指導(dǎo)應(yīng)用網(wǎng)站。
當(dāng)然,由于此門(mén)課程設(shè)計(jì)的知識(shí)和能力要求都比較高,教師團(tuán)隊(duì)也是在不斷學(xué)習(xí)、不斷摸索和不斷的成長(zhǎng)過(guò)程中。特別是在項(xiàng)目編程實(shí)踐軟硬件實(shí)現(xiàn)上,常常遇到這樣或那樣的問(wèn)題,一些看起來(lái)微乎其微的小問(wèn)題,到最后真正解決問(wèn)題時(shí),仍然耗費(fèi)教師巨大的精力和時(shí)間成本。
《物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程還是處在起步和發(fā)展階段,后續(xù)要做的工作非常多,最關(guān)鍵的工作就是每一個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、仿真、編程、軟硬件聯(lián)合調(diào)試、系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn);還有課程課件的精細(xì)化設(shè)計(jì)安排;技術(shù)知識(shí)模塊的深入學(xué)習(xí)與消化;課程視頻的拍攝與上網(wǎng)等等,未來(lái)之路仍然是任重而道遠(yuǎn)。
七、結(jié)束語(yǔ)
本文根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)人才招聘目標(biāo)崗位技術(shù)需求與學(xué)情、教情分析,構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的設(shè)計(jì)原則和目標(biāo),通過(guò)對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)能力、專(zhuān)業(yè)目標(biāo)崗位進(jìn)行分析,課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容最大限度地注重學(xué)生現(xiàn)有知識(shí)技能水平與課程需求知識(shí)技能水平的銜接,構(gòu)建出以項(xiàng)目為載體的課程內(nèi)容和實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。運(yùn)用不斷改進(jìn)的教學(xué)手段和方法,力求使學(xué)生在完成本課程的教學(xué)實(shí)踐后,其知識(shí)和能力水平接近或達(dá)到中小物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)企業(yè)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才崗位需求的標(biāo)準(zhǔn)。
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從運(yùn)用功能上,要求能實(shí)現(xiàn)通信專(zhuān)業(yè)技能模擬訓(xùn)練、信息系統(tǒng)操作技能模擬訓(xùn)練、各級(jí)模擬訓(xùn)練、科股部門(mén)模擬訓(xùn)練、首長(zhǎng)機(jī)關(guān)指揮模擬訓(xùn)練和示范教學(xué)等功能,為數(shù)字化部隊(duì)各級(jí)指戰(zhàn)員完成戰(zhàn)術(shù)通信裝備的專(zhuān)業(yè)技術(shù)和組網(wǎng)運(yùn)用等模擬訓(xùn)練提供支持。從運(yùn)行模式上,要求既可分別自主運(yùn)行,又能大規(guī)模組網(wǎng)運(yùn)用訓(xùn)練,減少甚至是不設(shè)管理人員,減小維護(hù)工作量,而且在原型系統(tǒng)建設(shè)成本和使用維護(hù)成本2個(gè)方面,應(yīng)盡量減少經(jīng)費(fèi)開(kāi)支。從相似性上,要求與部隊(duì)實(shí)際盡量一致,以提高可信度和逼真度。為充分模擬初級(jí)戰(zhàn)術(shù)互聯(lián)網(wǎng)中的信息流,應(yīng)盡量按照實(shí)裝組成、系統(tǒng)拓?fù)?、運(yùn)用原則構(gòu)建模擬訓(xùn)練系統(tǒng)。同時(shí),對(duì)于那些一線訓(xùn)練人員操作較少且基本沒(méi)有復(fù)雜操作過(guò)程的設(shè)備,也應(yīng)進(jìn)行功能簡(jiǎn)化和集成,如:規(guī)劃配置好的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要負(fù)責(zé)連接電臺(tái)和車(chē)內(nèi)局域網(wǎng),并提供部分路由功能等,這些功能不需要指揮人員設(shè)置,而只需專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行規(guī)劃配置并調(diào)試好即可。因此,應(yīng)將網(wǎng)絡(luò)通信控制器和互聯(lián)網(wǎng)控制器進(jìn)行簡(jiǎn)化模擬,以保證信息流與實(shí)裝的一致性。對(duì)于實(shí)裝指控系統(tǒng),雖然只作實(shí)裝集成,但要求其與戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)及相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的關(guān)系與真實(shí)情況保持一致,以保證實(shí)裝上的指控與模擬訓(xùn)練原型系統(tǒng)上的指控是相同的,方便指揮人員操作,從而提高訓(xùn)練效果。從技術(shù)上,多智能體系統(tǒng)(MultiAgentSystem,MAS)是研究復(fù)雜系統(tǒng)的一種重要方法,主要應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)的涌現(xiàn)性、整體性、不確定性和自組織性等研究[12]。對(duì)于戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)模擬訓(xùn)練,MAS理論技術(shù)經(jīng)過(guò)改進(jìn)和創(chuàng)新,也不失為一種有效的技術(shù)。通過(guò)對(duì)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的建模分析,可以得到各類(lèi)Agent,進(jìn)一步通過(guò)功能劃分和模塊集成,從分布角度來(lái)看,需要不同類(lèi)型的仿真節(jié)點(diǎn)。
2模擬訓(xùn)練需求分析建模
借鑒軍事需求的層次結(jié)構(gòu)[1314],依據(jù)軍事需求建模技術(shù)框架,可以建立數(shù)字化部隊(duì)?wèi)?zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)模擬訓(xùn)練的需求層次結(jié)構(gòu)和映射譜系,如圖1所示,用于指導(dǎo)和規(guī)范模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)工作。1)頂層的軍事需求。該需求是為解決裝甲機(jī)械化部隊(duì)因缺乏指揮信息系統(tǒng)訓(xùn)練裝備而難以成建制、成系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練的問(wèn)題,以提高訓(xùn)練質(zhì)量與效益,加快數(shù)字化新裝備形成戰(zhàn)斗力的進(jìn)程。這層需求可轉(zhuǎn)換映射為開(kāi)展戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)模擬訓(xùn)練、實(shí)裝訓(xùn)練等模式的需求與實(shí)現(xiàn)。本文主要研究開(kāi)展戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)模擬訓(xùn)練的需求。2)模擬訓(xùn)練的總體需求。該需求主要為了滿足數(shù)字化部隊(duì)開(kāi)展戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)模擬訓(xùn)練的需求,可以歸納成3個(gè)層次的內(nèi)容:一是采用多種手段開(kāi)發(fā)新型電臺(tái)的基礎(chǔ)教學(xué),使操作人員從不懂到熟練掌握,并對(duì)其掌握程度進(jìn)行考核評(píng)估;二是實(shí)現(xiàn)新型電臺(tái)的操作訓(xùn)練,操作人員可以根據(jù)專(zhuān)業(yè)課目設(shè)計(jì)的步驟,從學(xué)習(xí)到引導(dǎo)訓(xùn)練,然后實(shí)現(xiàn)自主訓(xùn)練;三是作為模擬戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練網(wǎng)節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)成建制聯(lián)網(wǎng)組訓(xùn)。這層需求可轉(zhuǎn)換映射為成體系、成建制、成系統(tǒng)、低成本訓(xùn)練的需求。3)模擬訓(xùn)練需求基本內(nèi)容。通過(guò)細(xì)化總體需求,將3個(gè)層次內(nèi)容分解成4個(gè)方面的需求:基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)、專(zhuān)業(yè)科目引導(dǎo)學(xué)習(xí)與訓(xùn)練、虛擬操作訓(xùn)練(單機(jī)和組網(wǎng))和考核(含理論和操作2類(lèi),評(píng)估單獨(dú)考慮)。這層需求可轉(zhuǎn)換映射為理論、技能、虛擬訓(xùn)練和考核4個(gè)訓(xùn)練的需求。4)基本內(nèi)容細(xì)節(jié)需求。將模擬訓(xùn)練需求基本內(nèi)容進(jìn)一步細(xì)化分解,如:基礎(chǔ)知識(shí)可覆蓋軍事通信基礎(chǔ)知識(shí),以及數(shù)字化部隊(duì)通信裝備所涉及的新理念、概念、原理、結(jié)構(gòu)組成等。這層需求可轉(zhuǎn)換映射為原理、結(jié)構(gòu)、操作和科目等具體內(nèi)容的需求。5)功能模塊需求。分解出各功能模塊需求,確定各功能模塊之間的集成關(guān)系。這層需求可轉(zhuǎn)換映射為組件、各類(lèi)Agent和數(shù)據(jù)庫(kù)等內(nèi)容的需求。6)技術(shù)需求。明確功能模塊細(xì)節(jié)要求,要求能到模型、代碼、數(shù)據(jù)、函數(shù)層面。這層需求可轉(zhuǎn)換映射為組件、各類(lèi)Agent和數(shù)據(jù)庫(kù)等具體實(shí)現(xiàn)時(shí)要求的功能性能指標(biāo)。
3模擬訓(xùn)練總體框架
對(duì)于指控通信子系統(tǒng),主要有通信裝備、網(wǎng)絡(luò)裝備和信息裝備3大類(lèi)裝備。而要開(kāi)展成體系的模擬訓(xùn)練,重點(diǎn)是通信裝備。因此,戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)模擬訓(xùn)練的核心部分就是各類(lèi)虛擬電臺(tái),其配置在模擬訓(xùn)練方艙中,電臺(tái)類(lèi)型及數(shù)量由方艙所擔(dān)任的角色決定,提供技能訓(xùn)練支持、理論知識(shí)學(xué)習(xí)支持、協(xié)同訓(xùn)練支持(成建制、成規(guī)模)和訓(xùn)練考核支持等功能。虛擬電臺(tái)與半實(shí)物模擬電臺(tái)作為模擬訓(xùn)練中的人機(jī)交互設(shè)備,直接面對(duì)訓(xùn)練人員。各類(lèi)仿真電臺(tái)(含虛擬電臺(tái)與半實(shí)物模擬電臺(tái))能根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài)組網(wǎng),可以在局域網(wǎng)中模擬多個(gè)超短波網(wǎng)、短波網(wǎng)和寬帶數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)等。一般師旅級(jí)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括師、團(tuán)指揮車(chē)及其他通信車(chē)輛,營(yíng)指揮車(chē)和指揮坦克,以及連排指揮車(chē)和戰(zhàn)斗單車(chē)訓(xùn)練平臺(tái),根據(jù)實(shí)際情況配置相應(yīng)的指控席位,每個(gè)席位配備模擬車(chē)通,使用的仿真電臺(tái)包括超短波、短波和寬帶數(shù)據(jù)電臺(tái)。各訓(xùn)練平臺(tái)分別接入控制信息網(wǎng)、數(shù)據(jù)及話音通信網(wǎng)。某型通信裝備模擬訓(xùn)練平臺(tái)主要由仿真電臺(tái)(含虛擬電臺(tái)與半實(shí)物模擬電臺(tái))、仿真訓(xùn)練、理論教學(xué)、技能訓(xùn)練、引導(dǎo)訓(xùn)練、考核評(píng)估、使用幫助、網(wǎng)絡(luò)通信、串口通信和維護(hù)/配置等子系統(tǒng)(功能)組成,其訓(xùn)練功能需求框架結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中,對(duì)于半實(shí)物模擬電臺(tái),由于其固有原因,一些子系統(tǒng)/功能難以實(shí)現(xiàn),如圖中虛線框所示。除通信裝備模擬訓(xùn)練平臺(tái)軟件外,為模擬相應(yīng)的交互設(shè)備,需研發(fā)與之配套的硬件輸入、輸出模擬設(shè)備。它們自成體系,但通過(guò)硬件接口串口傳輸控制信息,通過(guò)音頻接口傳輸話音數(shù)據(jù)。為降低成本,虛擬電臺(tái)應(yīng)盡量采用數(shù)量最少的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn),因此,需要將多個(gè)虛擬電臺(tái)的運(yùn)行管理、硬件調(diào)度、指揮數(shù)據(jù)及語(yǔ)音的輸入、輸出等工作統(tǒng)一管理,確保整個(gè)模擬訓(xùn)練的最終實(shí)現(xiàn)。
3.1結(jié)構(gòu)選型
混合式MAS由多個(gè)集中式的子系統(tǒng)組成,并且各子系統(tǒng)之間呈現(xiàn)分布式結(jié)構(gòu),對(duì)于復(fù)雜問(wèn)題研究,此結(jié)構(gòu)綜合了集中式組織結(jié)構(gòu)和分布式組織結(jié)構(gòu)二者的優(yōu)點(diǎn)[1516],因此是一個(gè)方便有效的技術(shù)途徑。對(duì)于戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)模擬訓(xùn)練,通過(guò)模擬訓(xùn)練需求分析建模進(jìn)而設(shè)計(jì)出一個(gè)特殊的混合式MAS組織結(jié)構(gòu)———嵌套多智能體系統(tǒng)(EmbeddedMultiAgentSystem,EMAS)。依據(jù)戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)模擬訓(xùn)練需求分析建模,可以將理論學(xué)習(xí)、技能訓(xùn)練、各類(lèi)通信裝備的仿真操作和操作考核以及理論考核設(shè)計(jì)成獨(dú)立的Agent,最后設(shè)計(jì)一個(gè)大的主服務(wù)框架Agent,最終構(gòu)成一種集成服務(wù)和的EMAS框架結(jié)構(gòu)。成體系、成建制、成系統(tǒng)、低成本訓(xùn)練需求也賦予EMAS結(jié)構(gòu)新的含義,主要有以下2層含義。1)嵌入式體現(xiàn)為虛實(shí)結(jié)合、硬軟結(jié)合,即真實(shí)裝備和仿真系統(tǒng)二者的融合,硬件設(shè)備與各類(lèi)軟件Agent所組成的MAS也緊密融合,突破了仿真系統(tǒng)集成模式。同時(shí),由于EMAS結(jié)構(gòu)的靈活性和擴(kuò)展性好,半實(shí)物模擬器也可以方便快速地集成在一起,形成了半實(shí)物仿真、虛擬仿真和構(gòu)造仿真3種類(lèi)型的集成平臺(tái)。由于虛實(shí)有機(jī)融合,還促使產(chǎn)生了新的研究和應(yīng)用方向,提高了仿真可信度。2)嵌入式體現(xiàn)為各類(lèi)Agent的集成形式,即不同類(lèi)型的Agent既有形式上的嵌入,也有邏輯上的嵌入,充分體現(xiàn)了MAS的結(jié)構(gòu)特征,也符合軟件工程的低耦合、高聚合和模塊化等特征的要求。
3.2EMAS結(jié)構(gòu)層次
從應(yīng)用層來(lái)看,戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)集成訓(xùn)練需要有4類(lèi)功能,分別對(duì)應(yīng)各自的Agent,即:理論教學(xué)Agent(TheoryTeachAgent,TTA)、技能教學(xué)Agent(SkillTeachAgent,STA)和考核評(píng)估Agent(ExamineEstimateAgent,EEA);而由于虛擬訓(xùn)練相對(duì)復(fù)雜,因此需要分成多個(gè)部分來(lái)共同實(shí)現(xiàn),其中界面交互操作部分由通信裝備Agent(CommunicationEquipmentAgent,CEA)來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)一般由短波、超短波、甚短波3類(lèi)無(wú)線通信裝備組成,因此共有4類(lèi)12種Agent來(lái)組成人機(jī)交互的應(yīng)用層。從服務(wù)層來(lái)看,為保證應(yīng)用層中各類(lèi)Agent的硬件無(wú)關(guān)性,把所有硬件問(wèn)題,各類(lèi)無(wú)線通信過(guò)程中的握手建鏈、通斷判別、音頻音效處理、操作沖突處理,以及電臺(tái)運(yùn)行狀態(tài)管理等大量工作,通過(guò)構(gòu)建相應(yīng)的機(jī)制、算法和服務(wù),然后集成為主框架Agent(MainFrameAgent,MFA),以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)用層的支持。電磁環(huán)境模擬是戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)建模與仿真中必不可少的內(nèi)容,而影響戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境的隨機(jī)性大、因素多,在戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)仿真運(yùn)用時(shí)需要另行處理,可采取人為干預(yù)模式,即通過(guò)導(dǎo)調(diào)人為設(shè)置電磁環(huán)境參數(shù),由各仿真節(jié)點(diǎn)自行解算,完成對(duì)電磁環(huán)境的模擬。因而將此過(guò)程中分布于各仿真節(jié)點(diǎn)的電磁環(huán)境解算單獨(dú)劃為一類(lèi),即將電磁解算Agent(ElectromagneticResolvingAgent,ERA)劃至服務(wù)層,嵌入MFA中一起并行工作,也進(jìn)一步體現(xiàn)了EMAS的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。而在導(dǎo)控中心,通過(guò)人機(jī)交互界面電磁環(huán)境控制參數(shù)信息,這些參數(shù)由各節(jié)點(diǎn)中的ERA具體來(lái)完成解算。從工程實(shí)現(xiàn)層面上講,由于MFA直接管理所有硬件,ERA要實(shí)現(xiàn)對(duì)語(yǔ)音通話效果和指控?cái)?shù)據(jù)通信效果的干預(yù),也必須通過(guò)MFA才能得以實(shí)現(xiàn)。本文重點(diǎn)研究核心組件和典型結(jié)構(gòu),分別是服務(wù)層的MFA和ERA,以及應(yīng)用層中的代表CEA。結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的模擬方艙對(duì)應(yīng)于指揮車(chē)輛,其EMAS的結(jié)構(gòu)層次及連接調(diào)用關(guān)系如圖3所示,其余車(chē)型相應(yīng)減少通信設(shè)備即可,層次結(jié)構(gòu)與之類(lèi)似。需要說(shuō)明的是,指揮車(chē)模擬方艙和戰(zhàn)斗平臺(tái)模擬方艙除了在硬件上有區(qū)別外,在EMAS和指控軟件等方面也有區(qū)別:前者一般由2個(gè)MFA完成全部功能;而后者一般由1個(gè)MFA完成全部功能。這樣處理便于靈活配置,以適應(yīng)不同訓(xùn)練的特殊需求。此外,當(dāng)1個(gè)MFA進(jìn)行必要配置后,也可以看作一個(gè)能為各類(lèi)虛擬電臺(tái)提供模擬訓(xùn)練支持的操作平臺(tái)(由于層次結(jié)構(gòu)的開(kāi)放性和擴(kuò)展性,通過(guò)深入研究開(kāi)發(fā),集成為一個(gè)電臺(tái)虛擬訓(xùn)練操作系統(tǒng));若站在訓(xùn)練人員的角度來(lái)看,直接操作的是通信裝備界面CEA,而后面的MFA及Windows等相當(dāng)于一個(gè)分布式電臺(tái)模擬訓(xùn)練操作系統(tǒng)。從圖3也可以看出:在整個(gè)EMAS層次結(jié)構(gòu)中,至少要包含底層的主服務(wù)框架、理論教學(xué)、技能訓(xùn)練、虛擬訓(xùn)練和考核評(píng)估這幾類(lèi)Agent,才能實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬訓(xùn)練的支持,確保結(jié)構(gòu)的完整性。
4基于EMAS集成框架
如前所述,EMAS集成框架主要由6大類(lèi)Agent組成,即TTA、STA、CEA、EEA、ERA和MFA,利用它們以及相應(yīng)硬件和配套設(shè)備,共同實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)模擬訓(xùn)練的理論學(xué)習(xí)、技能引導(dǎo)、虛擬訓(xùn)練和訓(xùn)練考核4個(gè)方面功能,如圖4所示。每個(gè)EMAS節(jié)點(diǎn)既有虛擬仿真,也有真實(shí)的裝備,既有硬件,又有軟件,硬件、軟件在形式和邏輯上既嵌套又功能相對(duì)獨(dú)立,滿足虛實(shí)融合、硬軟結(jié)合、多重嵌套的要求。服務(wù)層中的ERA結(jié)構(gòu)和功能均相對(duì)特殊,不獨(dú)立運(yùn)行,而是內(nèi)嵌于MFA中,在MFA的統(tǒng)一調(diào)度下工作,其結(jié)構(gòu)比CEA結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,其原因在于:ERA只從環(huán)境中接收信息,而不任何信息到環(huán)境中,其動(dòng)作響應(yīng)直接作用于對(duì)應(yīng)的硬件,即聲卡,并將影響指控?cái)?shù)據(jù)通信效果,即最終影響到串口指控?cái)?shù)據(jù)的收發(fā)。圖4EMAS集成框架
4.1MFA結(jié)構(gòu)模型
4.1.1功能與任務(wù)1)負(fù)責(zé)所有虛擬CEA的網(wǎng)絡(luò)交互。具體包括:語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信、建鏈等功能的具體實(shí)現(xiàn);訂購(gòu)信息,由于CEA需要訂購(gòu)?fù)?lèi)Agent狀態(tài)信息,也即將網(wǎng)絡(luò)中所有CEA中同類(lèi)Agent的工作狀態(tài)有選擇地反饋信息給訂購(gòu)者。2)負(fù)責(zé)硬件和軟件調(diào)度及沖突處理,事件處理及沖突協(xié)調(diào)。3)負(fù)責(zé)所有嵌入式Agent和掛載式Agent的運(yùn)行管理、生命周期管理和對(duì)應(yīng)資源控制等工作,處理異常事件。4.1.2框架結(jié)構(gòu)MFA采集的動(dòng)態(tài)信息可分為2類(lèi):1)正常的動(dòng)態(tài)信息,包括通信裝備的工作狀態(tài)、語(yǔ)音指揮和數(shù)據(jù)指揮的動(dòng)態(tài)信息等,當(dāng)MFA接收到該類(lèi)動(dòng)態(tài)信息之后,只需要作出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng),如在同步狀態(tài)下電臺(tái)更改工作參數(shù)時(shí),只需通知MFA修改對(duì)應(yīng)電臺(tái)映射狀態(tài)信息即可;2)異常的動(dòng)態(tài)信息,包括虛擬電臺(tái)故障、操作違規(guī)和硬件環(huán)境變化等信息,當(dāng)MFA接收到這些異常信息后,就會(huì)有針對(duì)性地在原計(jì)劃的基礎(chǔ)上進(jìn)行新的規(guī)劃(如中止對(duì)應(yīng)電臺(tái)的數(shù)據(jù)傳輸、運(yùn)行異常退出的電臺(tái)建鏈、中斷相應(yīng)的硬件操作響應(yīng)等)以及重新調(diào)整映射信息。對(duì)于正常動(dòng)態(tài)信息,各MFA自行處理,不需要與其他MFA通信協(xié)商;而對(duì)于異常動(dòng)態(tài)信息,需要與其他MFA協(xié)商處理,防止產(chǎn)生錯(cuò)誤。根據(jù)MFA對(duì)動(dòng)態(tài)信息的不同處理,可設(shè)計(jì)一個(gè)4層垂直型層次結(jié)構(gòu),如圖5所示。圖5中MFA層次結(jié)構(gòu)將知識(shí)庫(kù)劃分成3個(gè)子庫(kù),其中:靜態(tài)知識(shí)庫(kù)采取數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)庫(kù)形式,用于保存各MFA工作運(yùn)行參數(shù)等靜態(tài)數(shù)據(jù);動(dòng)態(tài)知識(shí)庫(kù)采取內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)或內(nèi)存變量形式,可保證工作運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的快速存儲(chǔ)和查詢匹配;規(guī)劃知識(shí)庫(kù)作為程序模型形式存在,主要存儲(chǔ)相應(yīng)推理規(guī)則和策略。圖5中虛線框內(nèi)為核心部件,用于處理調(diào)度、協(xié)商和沖突,尤其是處理硬件和軟件集成運(yùn)轉(zhuǎn)、人員操作、異常等工作,確保MFA的正常運(yùn)行。為避免慎思型Agent中耗時(shí)的推理過(guò)程,規(guī)劃知識(shí)庫(kù)中以IFTHEN形式存放各類(lèi)規(guī)則知識(shí),利用數(shù)據(jù)和事件驅(qū)動(dòng)規(guī)則進(jìn)行推理。圖5中局部反應(yīng)層的主要作用是:根據(jù)MFA知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)和推理規(guī)則,采取相應(yīng)的動(dòng)作或反應(yīng)。若接收到的數(shù)據(jù)是正常信息,則MFA單獨(dú)采取相應(yīng)動(dòng)作;若是異常信息,則MFA根據(jù)規(guī)劃知識(shí)庫(kù)中的預(yù)案作出相應(yīng)調(diào)整,然后將調(diào)整辦法交由局部調(diào)整層進(jìn)行后續(xù)處理。MFA的工作機(jī)理如下。1)感知和接收外界環(huán)境及系統(tǒng)運(yùn)行信息,實(shí)時(shí)更新相應(yīng)知識(shí)庫(kù)中的信息。2)針對(duì)動(dòng)態(tài)信息,采取數(shù)據(jù)和事件驅(qū)動(dòng)局部反應(yīng)層。對(duì)于正常動(dòng)態(tài)信息,MFA根據(jù)知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)和規(guī)則,由該模塊執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作;對(duì)于異常的動(dòng)態(tài)信息,如用戶中止、軟件異常退出等,先選擇預(yù)案執(zhí)行并轉(zhuǎn)交至局部調(diào)整層進(jìn)行后續(xù)處理。3)完成局部規(guī)劃后,由MFA沖突檢測(cè)層進(jìn)行沖突判斷,若存在,如調(diào)度沖突等,則由協(xié)調(diào)協(xié)作層作進(jìn)一步處理。4)協(xié)調(diào)協(xié)作層主要負(fù)責(zé)與其他MFA協(xié)商解決上一步驟中的沖突,通過(guò)協(xié)商作出最終反應(yīng);否則,按異常信息進(jìn)行處理,以免影響主服務(wù)框架MFA的正常運(yùn)行。5)局部反應(yīng)層利用產(chǎn)生式規(guī)則和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行推理分析,重新確定MFA、CEA等Agent的運(yùn)行狀態(tài)。
4.2CEA結(jié)構(gòu)模型
與MFA結(jié)構(gòu)相比,各類(lèi)CEA基本沒(méi)有太多的規(guī)劃需求,故由CEA完成人機(jī)交互操作,同時(shí)向MFA訂購(gòu)相應(yīng)的服務(wù)并產(chǎn)生動(dòng)作響應(yīng)。因此,對(duì)于操作事件和響應(yīng)服務(wù),CEA的動(dòng)作完全基于行為,故CEA選取反應(yīng)型結(jié)構(gòu),如圖6所示。CEA反應(yīng)型結(jié)構(gòu)也包括3個(gè)知識(shí)庫(kù)、動(dòng)作和通信層,其中:靜態(tài)知識(shí)庫(kù)存儲(chǔ)通信裝備的性能參數(shù)等靜態(tài)信息;動(dòng)態(tài)知識(shí)庫(kù)存儲(chǔ)通信裝備的工作參數(shù)、工作狀態(tài)等動(dòng)態(tài)信息;規(guī)劃知識(shí)庫(kù)存儲(chǔ)相應(yīng)通信裝備的通信推理規(guī)則。不同于MFA的是,CEA的規(guī)劃知識(shí)庫(kù)只存儲(chǔ)相應(yīng)類(lèi)型通信裝備的通信推理規(guī)則,主要是響應(yīng)用戶操作和通信裝備工作時(shí)的那些條件動(dòng)作規(guī)則。其中的推理器作為CEA的核心部件,主要工作是根據(jù)3個(gè)知識(shí)庫(kù)中的知識(shí),利用產(chǎn)生式規(guī)則作出相應(yīng)的動(dòng)作反應(yīng)。CEA的工作機(jī)理如下:1)感知整個(gè)外界環(huán)境同類(lèi)電臺(tái)工作信息,并將動(dòng)態(tài)信息實(shí)時(shí)融合到內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)中,也即實(shí)時(shí)更新動(dòng)態(tài)知識(shí)庫(kù);2)推理器根據(jù)動(dòng)態(tài)信息,在規(guī)劃庫(kù)中查找并執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作;3)CEA通過(guò)通信層,即各類(lèi)CEA對(duì)應(yīng)的通信DLL,來(lái)實(shí)現(xiàn)與底層的MFA進(jìn)行通信,完成感知和動(dòng)作。
4.3ERA結(jié)構(gòu)模型
為了在戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)訓(xùn)練過(guò)程中實(shí)現(xiàn)電磁環(huán)境的簡(jiǎn)化模擬,需在導(dǎo)控中心的協(xié)調(diào)控制下由各個(gè)仿真節(jié)點(diǎn)完成電磁環(huán)境解算。因此,ERA基本沒(méi)有規(guī)劃需求,也不將動(dòng)作影響到整個(gè)MAS環(huán)境。但是ERA動(dòng)作主要影響語(yǔ)音通話效果和指控?cái)?shù)據(jù)通信效果,需要通知到MFA,也即ERA的動(dòng)作由對(duì)應(yīng)的父級(jí)MFA最終作用于相應(yīng)的硬件上和控制數(shù)據(jù)通斷。設(shè)計(jì)時(shí),ERA主要是向MFA訂購(gòu)相應(yīng)的服務(wù)并產(chǎn)生動(dòng)作響應(yīng),它的動(dòng)作完全基于行為,因此ERA的結(jié)構(gòu)也選取反應(yīng)型結(jié)構(gòu),與圖6類(lèi)似。雖然ERA結(jié)構(gòu)與CEA結(jié)構(gòu)基本一致,但ERA不對(duì)環(huán)境產(chǎn)生作用,ERA的規(guī)劃知識(shí)庫(kù)只存儲(chǔ)相應(yīng)類(lèi)型通信效果的推理規(guī)則。ERA的工作機(jī)理如下:1)接收父級(jí)MFA所轉(zhuǎn)發(fā)的信息,將其存入內(nèi)存變量,實(shí)時(shí)更新動(dòng)態(tài)知識(shí)庫(kù);2)依據(jù)接收的動(dòng)態(tài)信息,啟動(dòng)推理器選擇電磁解算模型算法,也即在規(guī)劃知識(shí)庫(kù)中進(jìn)行查詢,若找到相應(yīng)的動(dòng)作,則執(zhí)行;3)ERA由函數(shù)接口和消息組成通信模塊,完成與環(huán)境的通信。
5基于EMAS建模特征
由于MAS本身是一種自下而上研究復(fù)雜系統(tǒng)的有效方法,描述目標(biāo)復(fù)雜系統(tǒng)的自然層次性好,有機(jī)結(jié)合了系統(tǒng)的宏觀和微觀行為,彌補(bǔ)了還原論與整體論的缺陷,建模重點(diǎn)在于研究相互作用與關(guān)系,適合于分布計(jì)算,模型重用性好,因此,在此基礎(chǔ)上的EMAS更突出虛實(shí)融合、硬軟結(jié)合和形式邏輯上的多重嵌入嵌套,以及低耦合、高聚合、模塊化等特征。作為一個(gè)通用集成框架,EMAS具備良好開(kāi)放性,可靈活拓展、修改,也可動(dòng)態(tài)加入、退出,為不同的數(shù)字化部隊(duì)?wèi)?zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)建模與仿真做了一個(gè)頂層設(shè)計(jì),提供了一個(gè)通用的技術(shù)思路。通過(guò)軍事需求建模技術(shù)自上而下對(duì)戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)訓(xùn)練需求進(jìn)行分析分解與建模,然后通過(guò)EMAS自下而上綜合集成為一個(gè)模擬訓(xùn)練原型系統(tǒng),形成了一個(gè)“U”型的建模與仿真流程,如圖7所示,也可以拓展至整個(gè)指揮信息系統(tǒng)的建模與仿真。圖7“U”型建模與仿真流程。
6結(jié)論
關(guān)鍵詞:通信專(zhuān)業(yè) 實(shí)踐教學(xué) 虛實(shí)結(jié)合
中圖分類(lèi)號(hào):G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-9416(2012)09-0038-02
1、引言
從目前高校的人才培養(yǎng)情況來(lái)看,通信工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)方向大概可以分為兩類(lèi):其一為研究型人才培養(yǎng)方向,或者說(shuō)是培養(yǎng)研發(fā)、技術(shù)類(lèi)人才;其二是工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)方向。前者一般為重點(diǎn)高?;蚱放茖?zhuān)業(yè)所選擇的一種方向和定位,后者則為大多數(shù)為信息類(lèi)高職院校的選擇,目前一些普通本科院校也在向這個(gè)方向調(diào)整培養(yǎng)計(jì)劃。
大多一般高職高專(zhuān)院校對(duì)人才的培養(yǎng)也是定位在工程應(yīng)用型方向,但受限于學(xué)生的層次、理論課時(shí)有限以及學(xué)校專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)薄弱等因素的約束,往往會(huì)輕理論而重實(shí)踐,準(zhǔn)確來(lái)講是重實(shí)訓(xùn)。有些學(xué)校在實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)方面花費(fèi)巨資來(lái)購(gòu)置實(shí)際的商用通信設(shè)備,如傳輸、交換、接入、數(shù)據(jù)、3G等,通過(guò)這些設(shè)備來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力。這種方式有一定的優(yōu)點(diǎn),可以讓學(xué)生做到“所學(xué)即所用”,在工作中能盡快上手。但這樣的實(shí)際通信設(shè)備主要是設(shè)計(jì)給運(yùn)營(yíng)商來(lái)用的,在工作原理方面基本上談不上什么開(kāi)放性,甚至因?yàn)樵O(shè)備價(jià)格昂貴,學(xué)?;旧喜粫?huì)讓學(xué)生自己動(dòng)手進(jìn)行硬件的搭接,所以用這樣的設(shè)備來(lái)實(shí)訓(xùn)慢慢地被很多高校稱(chēng)之為“設(shè)備操作工”的培養(yǎng)模式。而有些學(xué)校由于資金有限,生源不多,設(shè)備老化甚至淘汰,培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生理論與實(shí)踐脫節(jié)嚴(yán)重,步入社會(huì)后也無(wú)法快速地進(jìn)入角色,用人單位一般也就不愿意招收這樣的學(xué)生。
高職通信專(zhuān)業(yè)在開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中,主要存在以下一些問(wèn)題:
(1)有限的實(shí)驗(yàn)課時(shí),無(wú)法讓學(xué)生充分地進(jìn)行實(shí)驗(yàn);
(2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源以及實(shí)驗(yàn)室難以做到真正開(kāi)放;
(3)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備的可靠性、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的穩(wěn)定性等方面嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果[1]。
(4)配套測(cè)試設(shè)備不完善、不穩(wěn)定,常常影響實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行;
(5)花巨資購(gòu)買(mǎi)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備不具備開(kāi)放條件,不能讓學(xué)生了解工作原理并自行動(dòng)手搭建系統(tǒng);
(6)昂貴的實(shí)訓(xùn)設(shè)備因?yàn)榕_(tái)套數(shù)有限,影響了學(xué)生的全面參與;
(7)評(píng)價(jià)和考核學(xué)生實(shí)踐效果的手段單一,基本上只有實(shí)驗(yàn)報(bào)告;
那么,通過(guò)什么樣的手段來(lái)加強(qiáng)高職學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)和理論的學(xué)習(xí)效果及其實(shí)踐動(dòng)手能力呢?答案是虛實(shí)結(jié)合!也就是在教學(xué)中,建有必需的實(shí)驗(yàn)設(shè)施設(shè)備,同時(shí)運(yùn)用虛擬仿真技術(shù),促進(jìn)學(xué)生理論與實(shí)踐的有機(jī)融合。虛擬仿真技術(shù)本身就是一種理論和實(shí)踐緊密結(jié)合的技術(shù),它把實(shí)際問(wèn)題抽象化成理論問(wèn)題來(lái)加以解決并把結(jié)果反饋到實(shí)際中去[2]。在《浙江省教育廳關(guān)于“十二五”期間全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的實(shí)施意見(jiàn)》中就明確提出:“推進(jìn)現(xiàn)代化教學(xué)手段和方法改革,開(kāi)發(fā)虛擬流程、虛擬工藝、虛擬生產(chǎn)線等”。由此可見(jiàn),虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)成為了現(xiàn)代化的教學(xué)一種重要手段,對(duì)理論與實(shí)際實(shí)驗(yàn)聯(lián)系起到了很好的橋梁作用。
2、實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建
在通信專(zhuān)業(yè)的核心實(shí)踐教學(xué)中,引入虛實(shí)結(jié)合的方法來(lái)培養(yǎng)學(xué)生。首先,在通信專(zhuān)業(yè)的核心實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建中,我們?cè)O(shè)計(jì)了分層漸進(jìn)的結(jié)構(gòu),遵循“基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)—能力培養(yǎng)—課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)強(qiáng)化”的實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)思路。即:首先是基礎(chǔ)知識(shí)的扎實(shí)學(xué)習(xí),在此基礎(chǔ)上強(qiáng)化能力的培養(yǎng),最后通過(guò)課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)提升學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手和創(chuàng)新能力。針對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí),以模塊化的方法設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K,有基于“數(shù)據(jù)通信實(shí)訓(xùn)室”進(jìn)行的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)及部分設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、基于電子技術(shù)的現(xiàn)代通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和基于protues的單片機(jī)應(yīng)用實(shí)驗(yàn),通過(guò)通信原理實(shí)驗(yàn)箱驗(yàn)證基本知識(shí)如編碼、調(diào)制等模塊來(lái)搭建出簡(jiǎn)單的通信系統(tǒng),并通過(guò)電子技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)進(jìn)行通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn);設(shè)計(jì)了系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)K來(lái)針對(duì)強(qiáng)化能力的培養(yǎng),包括基于通信原理實(shí)驗(yàn)箱的elabsim仿真軟件的應(yīng)用、基于protues的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用、基于SystemView的通信系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)[3]等,由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)都可通過(guò)以上的仿真軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn),從而明確了各個(gè)具體模塊的實(shí)現(xiàn)方法以及相互之間的關(guān)聯(lián),對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)的組成及工作原理有了真正了解;最后,通過(guò)移動(dòng)通信開(kāi)放實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)CDMA系統(tǒng)和GSM系統(tǒng)的搭建,通過(guò)綜合布線課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等,提高學(xué)生對(duì)各種知識(shí)的串聯(lián)應(yīng)用能力。圖1為通信專(zhuān)業(yè)核心實(shí)踐教學(xué)體系結(jié)構(gòu)圖。
在設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)體系的過(guò)程中,我們重點(diǎn)突出了以下幾個(gè)方面:
(1)各模塊之間既相互獨(dú)立又相互聯(lián)系,將課程中的理論與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行必要的優(yōu)化整合,體現(xiàn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合,充分結(jié)合多媒體技術(shù)、虛擬技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等現(xiàn)代化教學(xué)方法與手段,利用先進(jìn)的、豐富多彩的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源,形成完整的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系;
(2)在仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中,注重設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā),重點(diǎn)提倡自主實(shí)驗(yàn)、課內(nèi)外實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,開(kāi)發(fā)出富有創(chuàng)意的研究探索性實(shí)驗(yàn),開(kāi)拓學(xué)生思路,突出培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神;仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)充分體現(xiàn)了開(kāi)放性和自主性;
(3)在課程架構(gòu)設(shè)計(jì)中,緊緊圍繞全程全網(wǎng)的通信理念,各模塊循序漸進(jìn),突出通信系統(tǒng)的完整性、開(kāi)放性和靈活性,在新的實(shí)踐體系中,可以完成從傳輸、交換、移動(dòng)、接入網(wǎng)、支撐網(wǎng)等整個(gè)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐過(guò)程[4],突出對(duì)學(xué)生工程實(shí)踐能力和業(yè)務(wù)能力的培養(yǎng)。
3、實(shí)踐教學(xué)的開(kāi)展
首先,根據(jù)通信專(zhuān)業(yè)核心實(shí)踐教學(xué)體系結(jié)構(gòu),學(xué)生借此建立起通信系統(tǒng)的整體概念;其次,通過(guò)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合性及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),使學(xué)生對(duì)通信系統(tǒng)中的各個(gè)模塊及關(guān)鍵技術(shù)有了全方位、多層面的認(rèn)識(shí);最后,通過(guò)CDMA系統(tǒng)及GSM系統(tǒng)的搭建,課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)各種通信網(wǎng)的構(gòu)建,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用通信基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的能力,以滿足培養(yǎng)通信與信息類(lèi)高素質(zhì)工程應(yīng)用型人才的需要[5]。
比如,在數(shù)據(jù)通信的教學(xué)中,學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行“DPSK調(diào)制與解調(diào)實(shí)驗(yàn)”。通過(guò)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生對(duì)于硬件電路搭建需要哪些模塊,如何連接這些模塊,然后通過(guò)波形分析其原理,驗(yàn)證最初的結(jié)論,幫助學(xué)生建立通信系統(tǒng)的整體架構(gòu)和工作流程。圖2為利用實(shí)驗(yàn)箱測(cè)得DPSK的輸出波形圖。
在系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)中,可以利用和通信原理實(shí)驗(yàn)箱配套的elabsim軟件,進(jìn)行仿真設(shè)計(jì),對(duì)DPSK實(shí)驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步的理解和掌握。同時(shí),對(duì)于硬件和軟件實(shí)驗(yàn)的結(jié)果做比較,幫助學(xué)生把理論問(wèn)題和實(shí)踐問(wèn)題緊密地聯(lián)系起來(lái)。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明,仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是完全一致的。另外,學(xué)生可以用Systemview軟件平臺(tái)自行設(shè)計(jì)通信系統(tǒng),以進(jìn)一步加深對(duì)通信系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。
最后,利用移動(dòng)通信開(kāi)放實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)建CDMA系統(tǒng)和GSM系統(tǒng),對(duì)移動(dòng)通信的組網(wǎng)和各部分的功能有一個(gè)全面系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。通過(guò)組織學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì),利用硬件和軟件實(shí)現(xiàn)融合,使學(xué)生各方面的知識(shí)和實(shí)踐技能得到應(yīng)用和強(qiáng)化,最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)的目標(biāo)。
4、結(jié)語(yǔ)
總之,為了兼顧建設(shè)成本以及實(shí)驗(yàn)室的利用效率等因素,我們采用了現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中的主流思路,即硬件設(shè)備加虛擬仿真的思路,硬件主要采用開(kāi)放性比較好的實(shí)驗(yàn)箱或?qū)嶒?yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu),虛擬仿真實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放、實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用效率進(jìn)一步地提升。經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐,通信專(zhuān)業(yè)核心實(shí)踐教學(xué)虛實(shí)結(jié)合的開(kāi)展方法是切實(shí)可行的。激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提升了學(xué)生的實(shí)踐、動(dòng)手能力,取得了較好的效果。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)工程;課程體系;通信類(lèi)課程;實(shí)踐
文章編號(hào):1672-5913(2013)01-0062-04
中圖分類(lèi)號(hào):G642
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網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)是在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、通信工程和電子工程等專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)上,通過(guò)多專(zhuān)業(yè)知識(shí)不斷交叉、融合而發(fā)展壯大的一門(mén)較新的學(xué)科和專(zhuān)業(yè)。與計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)相比,網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)基本上是從計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)業(yè)方向發(fā)展起來(lái)的,其教學(xué)組織管理大多也由計(jì)算機(jī)學(xué)院/系實(shí)施。網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)的知識(shí)體系主要是通過(guò)精簡(jiǎn)一部分計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程,增加一部分網(wǎng)絡(luò)與通信類(lèi)課程來(lái)構(gòu)建,其專(zhuān)業(yè)課程可分為4個(gè)系列:電子類(lèi)、計(jì)算機(jī)類(lèi)、通信類(lèi)和網(wǎng)絡(luò)類(lèi),如圖1所示。其中網(wǎng)絡(luò)類(lèi)課程主要涉及IP層以上的有關(guān)協(xié)議和理論,更加關(guān)注IP網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)、專(zhuān)用網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)及其設(shè)備和系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、規(guī)劃、組網(wǎng)、安全與管理,它與計(jì)算機(jī)類(lèi)課程一起構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)的骨干課程體系。通信類(lèi)課程主要由通信工程專(zhuān)業(yè)的部分專(zhuān)業(yè)課程精簡(jiǎn)而來(lái),其主要知識(shí)單元涉及網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中IP層以下的協(xié)議知識(shí),偏重于電信或廣電等公用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺(tái)及設(shè)備的開(kāi)發(fā)與建設(shè)。因此,學(xué)好通信類(lèi)課程是學(xué)好網(wǎng)絡(luò)類(lèi)課程的一個(gè)重要基礎(chǔ),而且兩者相輔相成。只有融會(huì)貫通地理解并掌握兩者的主要專(zhuān)業(yè)知識(shí),才能理解三網(wǎng)融合、全程全網(wǎng)的大概念,掌握完整的網(wǎng)絡(luò)與通信知識(shí)體系。另外,網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)與市場(chǎng)需求和應(yīng)用結(jié)合密切,更加強(qiáng)調(diào)工程性、系統(tǒng)性和實(shí)踐性。
目前有關(guān)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐內(nèi)容探討的研究和論文較多,但對(duì)通信類(lèi)系列課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的研究則較少。例如,文獻(xiàn)[3]介紹了國(guó)防科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院通過(guò)開(kāi)展多類(lèi)型、多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué),加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)人才實(shí)踐能力培養(yǎng)的有關(guān)經(jīng)驗(yàn)和建議;文獻(xiàn)[4]給出了武漢大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院建設(shè)網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的方案、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以及實(shí)踐改革思路和措施。但上述兩文獻(xiàn)涉及的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、項(xiàng)目和方法主要針對(duì)的是“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”等網(wǎng)絡(luò)類(lèi)系列課程。文獻(xiàn)[5]介紹了北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院建設(shè)全程全網(wǎng)綜合型實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建方案與設(shè)想、實(shí)驗(yàn)設(shè)置與開(kāi)發(fā),以及部分實(shí)施情況和所收到的成效。實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)涉及電話網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)、智能網(wǎng)、接入網(wǎng)、光纖網(wǎng)、信令網(wǎng)、同步網(wǎng)、網(wǎng)管網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)等,主要針對(duì)通信專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。因此,無(wú)論從實(shí)驗(yàn)設(shè)備購(gòu)置、實(shí)驗(yàn)深度,還是從實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)等方面來(lái)看,都不太適合網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)建設(shè)。文獻(xiàn)[2]給出了網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)通信類(lèi)系列課程及其主要知識(shí)單元的有關(guān)看法和建議,但并未對(duì)有關(guān)課程實(shí)踐內(nèi)容的設(shè)置給出相關(guān)見(jiàn)解和說(shuō)明。因此,本文將在文獻(xiàn)[2]的基礎(chǔ)上,作補(bǔ)充和探討。
1 通信類(lèi)課程內(nèi)容實(shí)驗(yàn)設(shè)置
網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)的通信類(lèi)課程主要源自通信工程專(zhuān)業(yè)相應(yīng)的課程,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和手段豐富、成熟,主要問(wèn)題是如何適當(dāng)取舍。目前較常用的課內(nèi)通信實(shí)驗(yàn)工具有兩類(lèi):一是“教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱+常用儀表”,二是通信仿真軟件或系統(tǒng)。兩者均可開(kāi)展包括信號(hào)變換、編/解碼、基帶和頻帶傳輸、多路復(fù)用、無(wú)線信道衰落以及電信、移動(dòng)等各類(lèi)通信網(wǎng)絡(luò)主要技術(shù)方面的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本可涵蓋理論教學(xué)中的所有重要知識(shí)點(diǎn),并可與課堂教學(xué)同步展開(kāi);實(shí)驗(yàn)層次可囊括從基礎(chǔ)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)到綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),以及從綜合課程設(shè)計(jì)到本科畢業(yè)設(shè)計(jì)課題;實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)都是長(zhǎng)期教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶和科研成果的濃縮。利用硬件實(shí)驗(yàn)箱或系統(tǒng)不但可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解,還可熟悉實(shí)驗(yàn)工具的使用,提高動(dòng)手能力。利用通信仿真軟件,如MATLAB和SystemView等,界面直觀明了,實(shí)驗(yàn)開(kāi)展更加豐富靈活。例如,通過(guò)拖拽SystemView功能元件庫(kù)中的圖符塊(Token)并配置好參數(shù),就可構(gòu)成各式各樣的仿真系統(tǒng),對(duì)相應(yīng)信號(hào)頻域和時(shí)域的波形進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察及分析,概念、原理和現(xiàn)象顯示清晰明了,分析窗口還可給出眼圖、星座圖及BER等曲線圖,非常有利于學(xué)生加深理解和掌握課堂理論知識(shí)。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系一般可分為基礎(chǔ)驗(yàn)證、綜合設(shè)計(jì)和研究創(chuàng)新三個(gè)層次。課內(nèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目大多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主,綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為輔,目的是為了加深對(duì)課程理論知識(shí)的理解,增強(qiáng)基本專(zhuān)業(yè)技能的訓(xùn)練。根據(jù)文獻(xiàn)[2],由于專(zhuān)業(yè)定位、數(shù)理基礎(chǔ)、學(xué)時(shí)限制等原因,網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)通信類(lèi)系列課程可設(shè)置在5門(mén)左右(見(jiàn)圖1)。主要教學(xué)內(nèi)容以基本的通信理論和電信、衛(wèi)星、光纖、移動(dòng)等通信網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)原理為主,對(duì)一些復(fù)雜而抽象的信號(hào)變換、電磁傳播等數(shù)學(xué)知識(shí)僅作介紹。課程理論及實(shí)踐教學(xué)的基本要求是能支撐網(wǎng)絡(luò)類(lèi)系列課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐。因此實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置也應(yīng)與之相適應(yīng)。我們根據(jù)教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),提出如下幾點(diǎn)看法:
1)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容除了開(kāi)設(shè)一些重要且較抽象的通信原理或技術(shù)方面的實(shí)驗(yàn)外,建議盡量設(shè)置一些與計(jì)算機(jī)類(lèi)或網(wǎng)絡(luò)類(lèi)課程關(guān)聯(lián)較大的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這樣,不僅可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也有助于加強(qiáng)和鞏固計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)類(lèi)課程知識(shí)。例如,除了專(zhuān)門(mén)設(shè)置調(diào)制解調(diào)、碼分?jǐn)U頻等實(shí)驗(yàn)外,可選擇數(shù)字信號(hào)編碼(如CRC、HDB3編碼)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸通信系統(tǒng)測(cè)試(見(jiàn)圖2)等實(shí)驗(yàn)。在圖2中,兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)通信原理實(shí)驗(yàn)箱連接,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及計(jì)算機(jī)通信軟件的設(shè)置與使用、RS232接口、數(shù)據(jù)通信控制規(guī)程、不同速率下的系統(tǒng)性能測(cè)量、信道誤碼和調(diào)制解調(diào)方式對(duì)通信性能的影響等知識(shí)點(diǎn)。
2)插圖2具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目安排要注意循序漸進(jìn)、先易后難、先模塊后系統(tǒng)。例如,在圖2中,可先單獨(dú)做BPSK/DBPSK實(shí)驗(yàn)和漢明編碼實(shí)驗(yàn),再做計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)。對(duì)于BPSK/DBPSK實(shí)驗(yàn),如采用SystemView仿真軟件,可先做BASK/BFSK的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),即給出完整的原理框圖及所有圖符模塊和參數(shù)配置,實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證原理和熟悉仿真軟件的使用。做BPSK/DBPSK實(shí)驗(yàn)時(shí),則抽掉部分功能模塊或僅給模塊不給參數(shù),讓學(xué)生自己根據(jù)原理,設(shè)計(jì)、配置和調(diào)試系統(tǒng),鍛煉學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力。被抽掉的模塊和參數(shù)最好是對(duì)應(yīng)于學(xué)生容易忽視但又重要的知識(shí)點(diǎn)。
3)不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可采用不同的實(shí)驗(yàn)工具,有利于學(xué)生了解和掌握更多的實(shí)驗(yàn)手段,也為今后畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新研究甚至將來(lái)深造或科研打下一定基礎(chǔ)。例如,“信號(hào)分析與處理”使用MATLAB工具,“數(shù)據(jù)通信”等其他課程就采用通信實(shí)驗(yàn)箱或SystemView仿真軟件。在上述調(diào)制解調(diào)實(shí)驗(yàn)中采用SystemView,則在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中使用原理實(shí)驗(yàn)箱。如果條件允許,還可購(gòu)置程控交換機(jī)、SDH設(shè)備、移動(dòng)通信等實(shí)用設(shè)備,構(gòu)建出真實(shí)的通信實(shí)訓(xùn)環(huán)境,通過(guò)開(kāi)設(shè)演示驗(yàn)證、設(shè)備操作、配置、管理以及互通測(cè)試等各種類(lèi)型的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生能盡快地建立真實(shí)、完整的通信和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)概念和掌握系統(tǒng)工作原理。
驗(yàn)證性或綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚴箤W(xué)生盡快熟悉并掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)備,為后續(xù)進(jìn)階型及自主設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)打下良好的基礎(chǔ);使學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中逐步增強(qiáng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、積累實(shí)用經(jīng)驗(yàn)的能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)不但能夠加深對(duì)基本理論知識(shí)的理解,還能提高工程實(shí)踐素質(zhì),激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)。
2 綜合課程設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)置
通過(guò)提供高水平的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)或仿真平臺(tái),開(kāi)設(shè)綜合課程設(shè)計(jì)、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新項(xiàng)目競(jìng)賽等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,使學(xué)生能進(jìn)一步鞏固基礎(chǔ)知識(shí)、接觸科研前沿、鍛煉科研能力、提高工程素質(zhì)、培養(yǎng)創(chuàng)新精神。
網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)領(lǐng)域較廣,口徑較寬,需要開(kāi)展和加強(qiáng)的實(shí)踐項(xiàng)目也較多。因此根據(jù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),目前大多數(shù)院校開(kāi)設(shè)的綜合課程設(shè)計(jì)主要對(duì)應(yīng)的是網(wǎng)絡(luò)類(lèi)系列課程,如網(wǎng)絡(luò)工程課程設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)課程設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)管理課程設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)攻防課程設(shè)計(jì)等。因此,如何在有限的實(shí)踐學(xué)時(shí)內(nèi),開(kāi)展通信類(lèi)系列課程的綜合課程設(shè)計(jì)及創(chuàng)新研究也是值得探討的問(wèn)題。我們認(rèn)為可采取以下思路:
1)開(kāi)展一些相對(duì)簡(jiǎn)單且與計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)類(lèi)知識(shí)緊密結(jié)合的綜合課程設(shè)計(jì),便于學(xué)生上手,提高積極性。例如,將計(jì)算機(jī)編程、仿真及硬件相結(jié)合,利用集成的仿真工具,通過(guò)電路原理圖及硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)出通信電路,編譯仿真后下載到實(shí)驗(yàn)板芯片上,并完成從設(shè)計(jì)、仿真到制作、驗(yàn)證的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。
2)在網(wǎng)絡(luò)工程等綜合課程設(shè)計(jì)中增加一些與通信類(lèi)知識(shí)單元有關(guān)的綜合設(shè)計(jì)內(nèi)容。通過(guò)購(gòu)置一些程控交換設(shè)備、SDH光纖網(wǎng)設(shè)備、寬帶接入網(wǎng)等設(shè)備,并集成入網(wǎng)絡(luò)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中,開(kāi)設(shè)從底層通信到上層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及應(yīng)用,從語(yǔ)音到數(shù)據(jù),從管理到傳輸,從接入網(wǎng)到核心網(wǎng)等綜合課程設(shè)計(jì)內(nèi)容。
3)結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和創(chuàng)新研究競(jìng)賽,根據(jù)指導(dǎo)老師所從事的科研項(xiàng)目,如無(wú)線傳感網(wǎng)、RF網(wǎng)、認(rèn)知無(wú)線電等,開(kāi)展一些有關(guān)通信新技術(shù)方面的研究和創(chuàng)新項(xiàng)目,并將這些科研項(xiàng)目設(shè)備融入到實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)與通信綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中,由此不斷積累經(jīng)驗(yàn),完善系統(tǒng),開(kāi)設(shè)更多的綜合或創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,豐富整個(gè)實(shí)驗(yàn)體系。
另外,也要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理,制定靈活的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放和成績(jī)?cè)u(píng)定等制度,提高學(xué)生課內(nèi)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)效率,并鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間加強(qiáng)和豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。
3 結(jié)語(yǔ)
隨著三網(wǎng)融合、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系及內(nèi)涵也在不斷發(fā)展和成熟。計(jì)算機(jī)類(lèi)和網(wǎng)絡(luò)類(lèi)課程構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)的主要知識(shí)體系,通信類(lèi)課程是學(xué)好網(wǎng)絡(luò)類(lèi)課程的重要基礎(chǔ)。而通信類(lèi)課程的實(shí)踐教學(xué)是掌握通信與網(wǎng)絡(luò)類(lèi)課程知識(shí),實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育和創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。本文在文獻(xiàn)[2]的基礎(chǔ)上,就網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)如何開(kāi)展通信類(lèi)系列課程實(shí)驗(yàn)設(shè)置提出了相關(guān)建議,有待進(jìn)一步實(shí)踐驗(yàn)證和完善。
參考文獻(xiàn):
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[3]蔡開(kāi)裕,朱培棟,曹介南,等,提高網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)人才素質(zhì)之我見(jiàn)[J],計(jì)算機(jī)教育,2010(23):55-58。
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò);網(wǎng)絡(luò)原理;教學(xué)模式;自頂向下;自底向上
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理是高等學(xué)校計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的核心課程,也是網(wǎng)絡(luò)工程、網(wǎng)絡(luò)安全及網(wǎng)絡(luò)編程等專(zhuān)業(yè)課的前導(dǎo)課程。該課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生能夠?qū)W習(xí)和掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念、原理、方法和具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)等基礎(chǔ)知識(shí)[1-2],為學(xué)習(xí)其他相關(guān)課程及從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用與研究工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理具有發(fā)展迅速、多學(xué)科交叉等特點(diǎn),這對(duì)教師提出了較高要求[3-4]。目前,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程的理論教學(xué)中普遍采用兩種教學(xué)模式:“自底向上”和“自頂向下”,即基于OSI參考模型和TCP/IP參考模型的混合層次結(jié)構(gòu),由底層(物理層)向高層(應(yīng)用層)或者由高層向底層,對(duì)網(wǎng)絡(luò)原理、協(xié)議等知識(shí)展開(kāi)講解。
1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理的特點(diǎn)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理是一門(mén)兼具理論性和實(shí)踐性的課程,網(wǎng)絡(luò)原理、協(xié)議等理論知識(shí)紛繁復(fù)雜,且離不開(kāi)實(shí)踐應(yīng)用環(huán)境的驗(yàn)證??偨Y(jié)該課程在高等院校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)中的發(fā)展歷程,具有如下特點(diǎn)。
1) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相互滲透、密切結(jié)合而形成的一門(mén)交叉學(xué)科。
2) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)涉及到的知識(shí)面眾多,除基本的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以外,還包括各種廣域網(wǎng)技術(shù)、局域網(wǎng)技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、多媒體網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)安全等。
3) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)今計(jì)算機(jī)學(xué)科中發(fā)展最為迅速的技術(shù)之一,也是計(jì)算機(jī)應(yīng)用中一個(gè)空前活躍的領(lǐng)域,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、多媒體網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全等多個(gè)分支具有日新月異的更新速度。
4) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為軟件編程的基本環(huán)境,很多其他課程的學(xué)習(xí)是建立在學(xué)生掌握網(wǎng)絡(luò)知識(shí)基礎(chǔ)上的。
5) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)需要緊扣實(shí)踐應(yīng)用。
6) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中的很多原理、協(xié)議以及技術(shù)都有其特定的應(yīng)用背景,要求教師有充分的知識(shí)儲(chǔ)備,且需緊扣技術(shù)發(fā)展前沿。同時(shí),教學(xué)活動(dòng)中通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這類(lèi)知識(shí)的難度也較大。
2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理的理論教學(xué)模式
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理的教學(xué)模式即內(nèi)容組織形式,通常采取的都是分層結(jié)構(gòu)。如圖1所示,OSI七層模型只存在于理論中,表示層和會(huì)話層在實(shí)踐中并不存在。TCP/IP參考模型并沒(méi)有指明子網(wǎng)層究竟包含什么,只是指出其需支持IP協(xié)議[5]。因此,幾乎所有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理教材都基于混合的五層體系結(jié)構(gòu)組織內(nèi)容[5-7]。按照國(guó)家碩士研究生入學(xué)考試計(jì)算機(jī)學(xué)科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)綜合科目的大綱要求[8],及本科計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)時(shí)安排,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程只包括基礎(chǔ)理論部分,即網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和各層相關(guān)內(nèi)容,而諸如網(wǎng)絡(luò)安全、多媒體網(wǎng)絡(luò)以及網(wǎng)絡(luò)管理等專(zhuān)題,只作為選修或研究生階段學(xué)習(xí)內(nèi)容。
近年來(lái),國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了很多優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理教材,如高傳善等人編著的《數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》[6]等。但由于我國(guó)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)研究起步較晚,仍然沒(méi)有一個(gè)行業(yè)普遍認(rèn)可的優(yōu)秀教材出現(xiàn)。另一方面,國(guó)內(nèi)教材普遍存在內(nèi)容組織形式借鑒國(guó)外經(jīng)典教材的特點(diǎn)。因此,筆者基于在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中國(guó)際公認(rèn)的兩本經(jīng)典教材,展開(kāi)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理理論教學(xué)模式的探討。
2.1 “自底向上”教學(xué)模式
所謂“自底向上”教學(xué)模式,就是指基于五層混合結(jié)構(gòu),由“網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層運(yùn)輸層應(yīng)用層”的順序組織教學(xué)內(nèi)容。Andrew S. Tanenbaum[5]編著的教材《Computer Networks, Fourth Edition》是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)典教材之一,屬于典型的“自底向上”教學(xué)組織模式,這種內(nèi)容組織形式也被國(guó)內(nèi)大部分教材所采用和模仿。由表1可以看出,Tanenbaum的教材以7章的篇幅覆蓋本科階段的內(nèi)容。其中額外加入了第4章――媒體訪問(wèn)子層,主要介紹以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)、藍(lán)牙等知識(shí)。
“自底向上”是采用的最為廣泛的教學(xué)模式,這從國(guó)內(nèi)外眾多教材的內(nèi)容組織形式可以看出。結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)歷,我們發(fā)現(xiàn)這種教學(xué)模式有如下特點(diǎn)。
1) 強(qiáng)調(diào)通信原理、電信技術(shù)等基礎(chǔ)理論的重要性,為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信奠定理論基礎(chǔ)。
2) 注重計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展沿革,提供計(jì)算機(jī)網(wǎng)路發(fā)展經(jīng)歷的各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)脈絡(luò)。
3) 關(guān)注如物理層及數(shù)據(jù)鏈路層的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)。
4) 內(nèi)容包含全面,與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)幾乎都要涉及和覆蓋到。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程教學(xué)歷經(jīng)數(shù)十年發(fā)展,“自底向上”的教學(xué)模式已經(jīng)非常成熟,但在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日新月異的今天,這種教學(xué)模式的缺點(diǎn)也非常鮮明。
1) 不突出Internet實(shí)踐。
實(shí)踐性是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理不同于其他理論課程的重要標(biāo)志。基本理論和協(xié)議都需要在實(shí)踐中驗(yàn)證。目前,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本實(shí)踐環(huán)境就是Internet,它已經(jīng)成為一切計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心和應(yīng)用背景?!白缘紫蛏稀钡慕虒W(xué)模式往往忽略了緊扣實(shí)踐展開(kāi)理論教學(xué)這一點(diǎn)。例如,包括文獻(xiàn)[5]在內(nèi)的許多教材都將“可靠傳輸”這一計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最重要的理論放在數(shù)據(jù)鏈路層中進(jìn)行探討,到運(yùn)輸層TCP的可靠傳輸時(shí),卻因?yàn)槔碚摰南嗨菩远还P帶過(guò)。然而,在Internet中應(yīng)用的最廣泛的Ethernet,其數(shù)據(jù)鏈路層卻不提供可靠傳輸。也就是說(shuō),在最常見(jiàn)的Internet應(yīng)用環(huán)境中,只有運(yùn)輸層的TCP是提供可靠傳輸?shù)?。這是該教學(xué)模式不突出Internet實(shí)踐環(huán)境的一個(gè)典型實(shí)例。
2) 基礎(chǔ)理論儲(chǔ)備要求高。
“自底向上”的教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)通信原理等基礎(chǔ)理論的重要性,而計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的本科生卻很少開(kāi)設(shè)通信原理課程,這無(wú)形中提高了對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)理論儲(chǔ)備要求。
3) 過(guò)分糾纏于底層實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)紛繁復(fù)雜,在本科階段現(xiàn)有的學(xué)時(shí)安排下,不可能面面俱到,過(guò)分糾纏于底層實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)只能造成重點(diǎn)內(nèi)容不突出等問(wèn)題。
4) 很多技術(shù)通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證難度大。
一些陳舊的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在實(shí)踐中難覓蹤影,很難通過(guò)實(shí)踐應(yīng)用得以驗(yàn)證,而且受實(shí)驗(yàn)條件限制,在實(shí)驗(yàn)室也很難開(kāi)展這些實(shí)驗(yàn)。
2.2 “自頂向下”教學(xué)模式
所謂“自頂向下”教學(xué)模式,就是指基于五層混合結(jié)構(gòu),由“網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層”的順序組織教學(xué)內(nèi)容。Kurose & Ross編著的《Computer Networking:A Top-Down Approach (5th Edition)》也是一本受到廣泛認(rèn)可的經(jīng)典教材,屬于典型的“自頂向下”教學(xué)組織模式。表1同樣列出了該教材覆蓋本科階段的章節(jié)安排??梢钥闯觯摻滩臎](méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)物理層設(shè)置篇幅進(jìn)行講解。以該教材創(chuàng)立的“自頂向下”的教學(xué)模式,在國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理教學(xué)中應(yīng)用較少,這一點(diǎn)同樣通過(guò)國(guó)內(nèi)大量的教材內(nèi)容組織形式可以看出。理工大學(xué)的陳鳴教授是“自頂向下”教學(xué)模式的堅(jiān)定支持者,《Computer Networking:A Top-Down Approach》的多個(gè)版本均由其團(tuán)隊(duì)翻譯出版。
“自頂向下”教學(xué)模式具有以下優(yōu)點(diǎn)。
1) 強(qiáng)調(diào)應(yīng)用層,盡早激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,并盡早強(qiáng)調(diào)自主開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。例如,以應(yīng)用背景為驅(qū)動(dòng),設(shè)計(jì)如Web服務(wù)器、郵件客戶端等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。
2) 以Internet為研究對(duì)象,緊扣實(shí)踐應(yīng)用環(huán)境。強(qiáng)調(diào)理論結(jié)合實(shí)踐,必須在實(shí)踐應(yīng)用環(huán)境中進(jìn)行理論驗(yàn)證。例如,將知識(shí)重點(diǎn)放在Internet、Ethernet等實(shí)踐中主流的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)上,學(xué)生可以很方便地在實(shí)踐應(yīng)用環(huán)境中驗(yàn)證原理知識(shí),真正做到“做中學(xué),學(xué)中做”。
3) 內(nèi)容重點(diǎn)突出,割舍底層的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)等難以驗(yàn)證的原理和技術(shù),淡化通信原理等基礎(chǔ)理論的作用,突出計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的核心理論內(nèi)容。例如,針對(duì)模擬信道的最大數(shù)據(jù)速率問(wèn)題,本科學(xué)生只需要知道模擬信道上的最大數(shù)據(jù)速率取決于模擬信道的帶寬(頻率范圍)即可,學(xué)有余力的學(xué)生可以選讀通信原理中的奈奎斯特定理及香農(nóng)定理知識(shí)。
3 教學(xué)模式改革實(shí)踐
筆者在講授計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程五年十個(gè)學(xué)期的經(jīng)歷中,依托所選取的教材,采用的教學(xué)模式經(jīng)歷了“自底向上”和“自頂向上”兩種。經(jīng)過(guò)多年摸索,總結(jié)和實(shí)踐了目前適合我校本科生的教學(xué)模式和體系。其特點(diǎn)涵蓋如下。
1) 選用國(guó)外經(jīng)典原版教材《Computer Networking: A Top-Down Approach》,采用“自頂向下”的教學(xué)模式,以Internet為研究對(duì)象,緊扣計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展前沿和實(shí)踐應(yīng)用。強(qiáng)調(diào)應(yīng)用層,減少物理層及其他底層實(shí)現(xiàn)技術(shù)和基礎(chǔ)理論的課時(shí)比重,強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)與網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐的結(jié)合。
2) 注重計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)核心基礎(chǔ)理論。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟,許多基礎(chǔ)性的重要問(wèn)題已經(jīng)解決。教學(xué)中不但注重基礎(chǔ)性網(wǎng)路原理的講解,還注重講授解決這些問(wèn)題的方法。我們編寫(xiě)了《“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò):自頂向下方法”課后習(xí)題指導(dǎo)》,在前五章教學(xué)活動(dòng)結(jié)束后,要求學(xué)生完成相關(guān)的課后習(xí)題,輔助掌握理論知識(shí)。
3) 注重實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。以教材作者提供的Wireshark實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)為依據(jù),開(kāi)設(shè)10個(gè)理論驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。如表2所示,這些實(shí)驗(yàn)涵蓋了Internet的大部分核心協(xié)議,均要求學(xué)生在真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中利用Wireshark工具(原Ethereal)抓取真實(shí)的數(shù)據(jù)分組,并進(jìn)行分析,幫助學(xué)生驗(yàn)證、理解和掌握網(wǎng)絡(luò)原理。要求學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)報(bào)告的標(biāo)準(zhǔn)格式完成每一個(gè)實(shí)驗(yàn),并對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的細(xì)節(jié)進(jìn)行抓圖記錄。可以看出,安排這些實(shí)驗(yàn)的目的是為理論知識(shí)的學(xué)習(xí)而服務(wù),這符合我校的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)課程體系對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程的要求。針對(duì)交換機(jī)、路由器等的工程性實(shí)驗(yàn),將交由后續(xù)課程網(wǎng)絡(luò)工程來(lái)解決。
4) 注重基本的網(wǎng)絡(luò)編程能力培養(yǎng)。以教材作者提供的編程作業(yè)為提綱,我們編寫(xiě)了《“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò):自頂向下方法”網(wǎng)絡(luò)編程習(xí)題指導(dǎo)》,其中所包含的編程作業(yè)如表3所示。要求學(xué)生選做其中一個(gè)或者自擬題目設(shè)計(jì)完成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)程序并加以考核。
5) 強(qiáng)調(diào)實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核方式。在課程考核方式方面,堅(jiān)持改革傳統(tǒng)的考核方式,強(qiáng)調(diào)實(shí)踐環(huán)節(jié)的重要性。表4給出了考核方式的比例分配,實(shí)踐性環(huán)節(jié)和平時(shí)表現(xiàn)占到整個(gè)課程的40%,這突破了我校平時(shí)成績(jī)不超過(guò)30%的界限,驗(yàn)證了該課程強(qiáng)調(diào)實(shí)踐環(huán)節(jié)的舉措。改革傳統(tǒng)的以考試為主的一次性考核方式,將課程的要求平均分配到整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中,調(diào)動(dòng)學(xué)生全程參與的積極性。
4 結(jié)語(yǔ)
筆者結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)歷,詳細(xì)分析了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理課程的兩種常見(jiàn)教學(xué)模式,并對(duì)比了優(yōu)缺點(diǎn),闡述了筆者所做的教學(xué)改革實(shí)踐。需要指出的是,我們選取“自頂向下”的教學(xué)模式開(kāi)展教學(xué),主要是因?yàn)槠鋸?qiáng)調(diào)實(shí)踐性、強(qiáng)調(diào)應(yīng)用,并不代表“自頂向下”的教學(xué)模式一定優(yōu)于“自底向上”的教學(xué)模式。“自頂向下”教學(xué)模式的缺陷在于,使學(xué)生對(duì)底層實(shí)現(xiàn)技術(shù)的理解一直處于“懸而未決”的狀態(tài)。因此,如何更好地發(fā)揮兩種教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn),揚(yáng)長(zhǎng)避短,是下階段該課程教學(xué)改革的重點(diǎn)。
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Top-down or Down-top?
――Research on Teaching Models in Computer Networking Curriculum
WANG Tao, WU Zhenqiang, REN Ping’an
(School of Computer Science, Shaanxi Normal University, Xi’an 710062, China)
現(xiàn)年34歲的余孝逵,是新縣網(wǎng)通分公司寬帶維護(hù)員。作為一名普通的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)人員,他熱愛(ài)本職工作,堅(jiān)守信念,兢兢業(yè)業(yè),在平凡的工作崗位上實(shí)現(xiàn)自己不平凡的人生信念。幾年來(lái),他維護(hù)崗位上潛心鉆研網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)技術(shù)、計(jì)算機(jī)終端及寬帶維護(hù)等專(zhuān)業(yè)知識(shí),不斷進(jìn)取,孜孜以求,勤于動(dòng)手,用青春和智慧攻克了工作中許多技術(shù)難題。特別是在公司網(wǎng)絡(luò)維護(hù)及優(yōu)化工作中,他善于思考,勤勉刻苦,能夠理論聯(lián)系實(shí)際提出了許多合理化科學(xué)的建議,用自己的勤奮與執(zhí)著為企業(yè)的發(fā)展作出積極貢獻(xiàn),在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與維護(hù)工作上譜寫(xiě)了一曲曲奮進(jìn)與奉獻(xiàn)之歌。2003年,他結(jié)合寬帶維護(hù)實(shí)際撰寫(xiě)的“寬帶維護(hù)障礙案例分析”一文榮獲信陽(yáng)市網(wǎng)通公司運(yùn)行維護(hù)案例分析一等獎(jiǎng);2003年榮獲新縣通信分公司先進(jìn)工作著稱(chēng)號(hào)。
隨著通信市競(jìng)爭(zhēng)的加劇,寬帶等數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)是其他運(yùn)營(yíng)商競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)業(yè)務(wù)。2003年2月,通過(guò)崗位競(jìng)聘他被聘任為公司數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)維護(hù)工作。他充分認(rèn)識(shí)到這是一項(xiàng)工作的重要性和艱巨性,于是他下定決心要把這項(xiàng)工作做好。2003年新縣網(wǎng)通寬帶業(yè)務(wù)正處于大發(fā)展時(shí)期,網(wǎng)絡(luò)正在加緊建設(shè)擴(kuò)容階段。為加快寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展,提高市場(chǎng)占有率。他結(jié)合公司網(wǎng)絡(luò)實(shí)際和業(yè)務(wù)發(fā)展區(qū)域,對(duì)縣城寬帶網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合理優(yōu)化,拓寬覆蓋范圍,合理建設(shè)了城域網(wǎng),加快了寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展。在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、寬帶容量擴(kuò)容中,無(wú)論是公路沿線的電線桿上,還是高樓樓頂、污水橫流的地下管道都是他的工作現(xiàn)場(chǎng),條件極為艱苦,他總是沖在前頭。2003年12月,正值裝機(jī)的時(shí)候,又面臨我分公司印刷廠模塊局機(jī)房設(shè)備搬遷。在重重充困難面前,他沒(méi)有想的太多,一心只想著早點(diǎn)完成設(shè)備搬遷和擴(kuò)容,加快數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展。幾天來(lái),他白天忙于寬帶安裝、維護(hù),晚上冒著零下5度的氣溫到機(jī)房核對(duì)數(shù)據(jù),安裝硬件設(shè)備,修改用戶數(shù)據(jù),手凍僵了、腳站麻了,他就座在機(jī)房地板上休息一下繼續(xù)工作。就這樣連續(xù)二天只爭(zhēng)朝夕,趕時(shí)間搶進(jìn)度,比原計(jì)劃提前一個(gè)工作日完成了兩個(gè)模塊局設(shè)備擴(kuò)容,滿足了廣大寬帶客戶通信需求。每當(dāng)提到這些,余孝逵充滿青春與智慧的臉上總會(huì)露出孩子般燦爛的微笑: “這些都是我應(yīng)該做到的,干工作就是要對(duì)得起自己的良心,對(duì)得起領(lǐng)導(dǎo)與同志們的信任”。每次設(shè)備端口擴(kuò)容或修改用戶數(shù)據(jù)后,從纜線的捆扎到機(jī)架的擺放,他都要進(jìn)行仔細(xì)檢查,對(duì)各個(gè)端口數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄。就是在這樣的風(fēng)風(fēng)雨雨的磨練中,塑造了余孝逵甘于吃苦,樂(lè)于奉獻(xiàn),敢為人先的高尚情操與樸素情懷。
卓越的企業(yè)源于卓越的服務(wù),卓越的服務(wù)源于卓越的員工?!‰S著通信市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈,客戶對(duì)通信服務(wù)提高了更高的要求,尤其是寬帶、數(shù)據(jù)通信等客戶通信質(zhì)量提出了更高的要求。。余孝逵同志常常這樣說(shuō)“打鐵還得自身硬,只有埋頭苦干,潛心鉆研業(yè)務(wù),不斷提高服務(wù)質(zhì)量和服務(wù)水平,滿足客戶通信需求,才能促進(jìn)企業(yè)更快地發(fā)展”。為提高寬帶裝維服務(wù)質(zhì)量,他努力拓寬知識(shí)面,潛心鉆研業(yè)務(wù),努力提高專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平。在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)管理上,他對(duì)全縣2000多個(gè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)客戶檔案進(jìn)行了規(guī)范化整理,實(shí)行微機(jī)化管理存檔;在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)裝維上,他加快工作進(jìn)度,提高工作效率,向社會(huì)承諾:大客戶、重要客戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)開(kāi)通、安裝時(shí)限,由公司服務(wù)質(zhì)量管理規(guī)定的7天開(kāi)通改為當(dāng)日開(kāi)通,大大縮短了開(kāi)通時(shí)限,有效提升了企業(yè)服務(wù)質(zhì)量;在員工隊(duì)伍中,他是個(gè)熱心腸,經(jīng)常幫助一些計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)差的同志學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí),幫助他們解決工作中的難題;在設(shè)備維護(hù)方面,他努力學(xué)習(xí)各類(lèi)知識(shí),向有經(jīng)驗(yàn)的同志學(xué)習(xí),鉆研計(jì)算機(jī)終端維護(hù)等專(zhuān)業(yè)知識(shí),積累了豐富的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。他充分業(yè)利用業(yè)余時(shí)搜集各類(lèi)技術(shù)資料,與同事及廠家技術(shù)人員探討各類(lèi)故障,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)吸取教訓(xùn),每次處理完故障時(shí),他都要對(duì)故障現(xiàn)象進(jìn)行詳細(xì)的分析,提出解決的辦法,回去后寫(xiě)出解決問(wèn)題的心得。盡管工作很忙碌,他還不忘在努力工作之余,擠時(shí)間鉆研技術(shù)技能知識(shí),克服重重困難刻苦學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí),提高自身綜合素質(zhì)。2003年,他結(jié)合日常網(wǎng)絡(luò)維護(hù)實(shí)際,撰寫(xiě)了“寬帶維護(hù)障礙案例分析”一文榮獲信陽(yáng)市通信分公司運(yùn)行維護(hù)案例分析一等獎(jiǎng)。
2004年3月的一天,縣城一位姓張的寬帶客戶打來(lái)電話,說(shuō)他家的計(jì)算機(jī)不能開(kāi)機(jī)。作為維護(hù)人員他當(dāng)然知道客戶計(jì)算機(jī)故障應(yīng)該不屬于他的維護(hù)范疇,可他二話沒(méi)說(shuō)騎上摩托車(chē)就匆匆趕往用戶家。經(jīng)檢查后,確認(rèn)用戶的計(jì)算機(jī)電源及主板被雷擊壞。他主動(dòng)幫助客戶選購(gòu)了新主板和電源配件,并對(duì)電腦進(jìn)行軟、硬件進(jìn)行安裝。用戶花了少量的費(fèi)用使電腦重新修復(fù),高興地非要請(qǐng)他吃飯,被他婉言謝絕了,客戶連聲稱(chēng)贊:“你們網(wǎng)通的服務(wù)真是太好了”。
2004年11月,為了提高辦公效率,加快公司內(nèi)部信息傳遞,信陽(yáng)市網(wǎng)通分公司決定將公司辦公網(wǎng)延伸到各班組和各鄉(xiāng)鎮(zhèn)支局。這次網(wǎng)絡(luò)延伸工程新縣要開(kāi)通16個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)支局及8個(gè)班組辦公網(wǎng)絡(luò)。按照上級(jí)時(shí)間要求,在時(shí)間緊任務(wù)重的情況下,他在做好日常維護(hù)工作的同時(shí),利用夜晚時(shí)間深入鄉(xiāng)鎮(zhèn)支局所加班加點(diǎn)地進(jìn)行終端設(shè)備安裝及電路調(diào)測(cè),為了加快工程進(jìn)度趕時(shí)間。經(jīng)過(guò)連續(xù)四天的連續(xù)奮戰(zhàn),他在全市率先完成縣分公司辦公網(wǎng)絡(luò)的延伸工程,受到市公司領(lǐng)導(dǎo)的高度稱(chēng)贊。
在通信企業(yè)深化改革的進(jìn)程中,無(wú)論是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)還是企業(yè)內(nèi)部改革進(jìn)一步深化,他一直把自己融入到公司的整體中去,與企業(yè)榮辱與共,牢固樹(shù)立主人翁思想和高度的企業(yè)責(zé)任感。他充分利用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)等特點(diǎn),廣泛宣傳寬帶、小靈通等業(yè)務(wù),加快發(fā)展,提高市場(chǎng)占有率,為新縣網(wǎng)通的發(fā)展壯大做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
當(dāng)前我國(guó)已經(jīng)步入新媒體時(shí)代,新媒體時(shí)代是在報(bào)刊、廣播、電視等傳統(tǒng)媒體的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新興媒體形態(tài)。新媒體技術(shù)是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),具有先天性技術(shù)優(yōu)勢(shì)的媒體信息服務(wù)功能,是網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)與傳媒實(shí)現(xiàn)有效對(duì)接的最佳方式。近年來(lái),新媒體技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于教育行業(yè),極大地豐富了高校教學(xué)管理的模式、方法和手段。在新媒體技術(shù)迅速發(fā)展的背景下,為了將其優(yōu)勢(shì)很好地融入民辦高校的管理建設(shè),對(duì)《新媒體技術(shù)》一書(shū)展開(kāi)研究顯得尤為重要。
由洪文杰、歸偉夏編著,西南師范大學(xué)出版社出版的《新媒體技術(shù)》一書(shū)主要圍繞新媒體中涉及的技術(shù)基礎(chǔ)及新興技術(shù)的發(fā)展展開(kāi),致力于梳理出與新媒體技術(shù)相關(guān)的技術(shù)脈絡(luò),促進(jìn)用戶更好地理解新媒體技術(shù)的原理和基本特征。該書(shū)主要內(nèi)容包括新媒體的相關(guān)信息,如文字、圖形、圖像、聲音、視頻等的處理與編輯技術(shù);計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及移動(dòng)通信技術(shù)等新媒體信息傳輸技術(shù);新媒體信息顯示、與檢索技術(shù);新媒體信息管理與安全技術(shù);云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)。該書(shū)既可以作為大學(xué)、中專(zhuān)院校新聞與信息傳播等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教材使用,也可以為相關(guān)媒體專(zhuān)業(yè)從業(yè)人員和廣大愛(ài)好者提供理論參考。
《新媒體技術(shù)》一共分為七個(gè)章節(jié):第一章為新媒體技術(shù)引論,主要介紹技術(shù)與媒體、新媒體技術(shù)對(duì)傳媒業(yè)的變革和與新媒體有關(guān)的關(guān)鍵技術(shù);第二章為新媒體信息處理及編輯技術(shù),主要介紹新媒信息的種類(lèi)和特點(diǎn)、新媒體文字信息的處理和編輯、新媒體圖片的處理與編輯、計(jì)算機(jī)圖形與動(dòng)畫(huà)技術(shù)、數(shù)字音頻處理與編輯技術(shù)、數(shù)字視頻處理與編輯技術(shù)、新媒體信息的組織;第三章為新媒體信息傳輸技術(shù)———網(wǎng)絡(luò)技術(shù),主要介紹網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基本概念、技術(shù)基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)基礎(chǔ);第四章為移動(dòng)新媒體技術(shù)基礎(chǔ)———移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng),這一章節(jié)包括四個(gè)小節(jié),具體分為移動(dòng)新媒體技術(shù)概述、無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)、移動(dòng)新媒體終端設(shè)備及系統(tǒng)平臺(tái)、移動(dòng)新媒體技術(shù)應(yīng)用;第五章為新媒體信息顯示、與搜索技術(shù),主要介紹新媒體信息顯示技術(shù)、新媒體信息技術(shù)、新媒體信息搜索技術(shù)及電子紙的相關(guān)內(nèi)容,使讀者可以了解新媒體顯示技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò);第六章為新媒體數(shù)字版權(quán)管理技術(shù),這一章節(jié)讓讀者了解到了新媒體數(shù)字版權(quán)管理概述、數(shù)據(jù)加密技術(shù)、數(shù)字簽名技術(shù)、數(shù)字水印技術(shù)、身份認(rèn)證技術(shù)、PKI安全技術(shù)和元數(shù)據(jù)與數(shù)字對(duì)象標(biāo)識(shí)碼;第七章為應(yīng)用中的新媒體傳播技術(shù),讀者可以了解云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及LBS等新興概念,從而更有效地了解新媒體技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展和變遷。通讀全書(shū),概括了該書(shū)的以下幾個(gè)特點(diǎn):該書(shū)最大的特點(diǎn)在于全面性,尤其是新媒體的基礎(chǔ)元素,在文中都有所介紹。新媒體信息的基礎(chǔ)元素包括文字、圖形、圖像、聲音和視頻,書(shū)中對(duì)這些元素的處理與編輯逐一進(jìn)行了闡述。文字作為最基礎(chǔ)的元素,在新媒體技術(shù)逐漸發(fā)展的今天,仍然扮演著一個(gè)必不可少的角色。隨著技術(shù)的發(fā)展,圖形、圖像、聲音、視頻等基本元素崛起,豐富了新媒體技術(shù)的內(nèi)涵。
該書(shū)通過(guò)對(duì)這些基本信息的處理和編輯技術(shù)的闡述,為民辦高校的管理提供了理論基礎(chǔ)。該書(shū)在介紹新媒體技術(shù)時(shí),由淺入深,層層遞進(jìn),先介紹比較基本的新媒體信息,再介紹基礎(chǔ)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)———移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng),隨后介紹顯示技術(shù)———電子紙,最后介紹比較高端的加密技術(shù)、安全技術(shù)、簽名技術(shù)和身份認(rèn)證技術(shù)等。這樣的編輯方式有利于讀者加深對(duì)新媒體技術(shù)的了解,也有利于讀者掌握新媒體的基礎(chǔ)知識(shí)。尤其是民辦高校的管理工作,可以通過(guò)參考該書(shū),建立一個(gè)更加穩(wěn)固的現(xiàn)代化民辦高校管理系統(tǒng)。該書(shū)對(duì)于民辦高校管理最大的借鑒點(diǎn)在于針對(duì)性強(qiáng)。高等院校的管理工作相當(dāng)復(fù)雜,如果不利用現(xiàn)代媒體技術(shù),不僅耗時(shí)耗力,而且在工作中還容易出現(xiàn)差錯(cuò)。而該書(shū)對(duì)于高校管理工作的各個(gè)步驟都提出了具有針對(duì)性的技術(shù)應(yīng)用,如云計(jì)算的應(yīng)用可以提升管理工作效率、減少管理工作的失誤;身份認(rèn)證技術(shù)的應(yīng)用可以讓管理工作更加便捷;加密技術(shù)的應(yīng)用可以讓民辦高校的管理工作更加安全等。傳統(tǒng)管理手段使民辦高校的管理工作效率一直難以得到提升,其管理手段的局限性也使高等院校管理工作很容易出現(xiàn)失誤。
發(fā)展迅猛的現(xiàn)代媒體技術(shù)在高等院校,尤其在民辦高校中的應(yīng)用微乎其微?!缎旅襟w技術(shù)》一書(shū)對(duì)現(xiàn)代媒體技術(shù)進(jìn)行了較為全面的闡述,為民辦高校管理工作的技術(shù)創(chuàng)新提供了理論基礎(chǔ),為民辦高校管理工作現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用提供了指導(dǎo)和借鑒。
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:統(tǒng)計(jì)源期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:CSCD期刊
榮譽(yù):中國(guó)優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫(kù)
級(jí)別:省級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)(CJFD)
級(jí)別:部級(jí)期刊
榮譽(yù):中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)(CJFD)