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二十世纪九十年代,与信息相关的人才随着信息产业是飞速发展变得十分缺乏,在这当中,人才缺口最为厉害的就是与通信相关的技术人员。在上世纪最后一年时,河海大学为了相关院系的发展以及适应社会需求,及时的抓住了机遇开设了直接隶属于计算机工程学院的与通信工程相关的专业。为了使学校培养出来的人才可以在计算机、电子或者是通信方面具有一定的水平,对于与通信相关的系统设计开发和研究工作以及技术管理和相关运营方面的工作都能够胜任,该专业得以建立。除此之外,这个专业还可以培养出真正具有动手实践能力的人才,他们因为其专业特性以及拥有的特长,会拥有很宽广的就业渠道。
2对于《通信原理》在专业中的地位分析
这本书随着专业课程的设立逐渐起着极为重要的作用,并且已经面向全体本系学生开设。首先就新生而言,因为这本课程在通信专业中的不可替代的作用,在新生的入学考试中,这门课程将会作为一项基本的考试课,其中主要的是数字以及模拟通信,为了将对于现代化通信的原理和技术做详尽的分析,其中更加注重的是数字通信。这本书首先是将专业的基础知识作为侧重点的,学生如果学习了这门课程,可以为以后的学习奠定基础。同时还可以掌握通信传输的基本原理以及基本概念和相关的分析方法。对于老生而言,大学学习当中的很多课程都会与其相关,在大三开设的这门课程可以激发学生的自学能力,相关网站的教学也可以激发学生的学习兴趣,起到了承前启后的作用。
我们先讨论一下这本书与基础课程之间的联系。首先要讲的是,通过这个专业的课程设置,我们不难发现该专业在前两年主要进行的是基础课的教学,其中包括几何代数、工程数学、人文社科类、英语类以及和专业相关的基本专业课,然后在大三才会真正的开设与通信相关的专业课,在这之后才会对于专业核心课逐渐的引入。如果想要真正学习通信的原理,首先就要熟知并且可以运用相关的研究与分析方法,例如分析信号的方法。而这本书恰好可以完成这一项功能,它对于通信系统中的相关数据进行了详尽的分析,分析过程中对于数学方法有着很大的依赖。对于这门课程的学习,不仅仅会用到数学,对于之前学习的电路之类的也会有所涉及。所以,这门课程的学好与否与之前的基础课程之间的学习成果有着密切的联系。而这门课程是作为专业课程当中的承上启下的课程而存在的,是专业课的核心枢纽,占有最主要的主导地位。
我们应该分析一下这本书与专业课程之间的联系。学习在一定程度上就像是盖房子,房基地有没有打好直接关系和影响到后来的房子的质量。正所谓千里之行始于足下,学习也是如此,这本书就像是足下的那一步,只有这一步走好了,才能达到千里之外,同时只有这本书学习的扎实了、熟练了,之后的专业课程才能够学习的如鱼得水。这门课程必须掌握好才能够开展之后的学习,是之后学习专业课程的基础,它包括了接入网、交换技术、通信网、光纤通信以及无线通信等多门技术。如果要是用一个比喻来讲,之前两年只是构成的点、第三年的这本书就是众多的点构成的线,而之后的专业课程的学习就是由众多线构成的面。对于这门课程的学习是由点及线再到面的过程,是一个不断进步不断升华的过程。在这个过程当中,这本书又作为一个不可或缺的中心枢纽而存在,起到了承前启后、穿针引线的作用。
我们就要讨论一下在毕业的时候,这本书对于我们本科毕业的论文写作会有什么作用。经过我们之前的分析与讲解不难发现,这本书在整个的大学通信专业的学习生涯中起到了承前启后、穿针引线的作用。通过相关的数据显示不难发现,大多数的本科毕业生在写毕业论文的时候,对于这本书都有很大的钟爱,数据显示有超过百分之八十的毕业论文均和这本书有关系,仔细想来,这和这本书几乎包含了通信专业当中所有理论的基础知识。从另一个方面反映了这本书在这个专业所占的重要地位以及这本书对于毕业生的论文写作有很大的指导作用。
我们学习,我们上学,归根结底还是要归结到就业上,那么最后就来讨论一下,这本书对于学生就业有什么作用。就当下的学生的就业情况来看,当下的学生从事的主要是设计、研究、制造、运营以及与之相关的开发、国防部门以及经济部门的中有关的职业。但是,无论是研究还是制造,有一个问题是必须要关注的,那就是扎实的基础知识,唯有这样,才能够完成相应的工作任务。不仅如此,现在国内的很多与通信相关的职业岗位对于基础知识的要求也越来越看中,很多新的研究成果以及科学技术也都是在基础知识上才能够顺利进行并且完成的。
3结论
本着对于这本书的高度重视的态度,在大一的时候就向大家宣传这本书的重要性,借以激发大家的自主学习能力以及学习兴趣,并且使更多的同学树立了正确的学习态度以及认识到了不同学科之间相辅相成、承上启下的作用。通过这些方法,明显提高了教学质量与学习水平。
不仅如此,学校还就出现的问题进行了解决,进行了教学改革,将学生被老师逼着学习改为老师引导着学习,让让学习生活中的主体由老师真正变成了学生,注重对于学生的动手实践能力的培养以及相关的知识的转化,使学生能够将知识为我所用。提高了学习质量,增大了学习的丰富程度。
通过之前的讨论,我们得知这本书在通信专业当中有承前启后的作用,是作为专业核心课而存在的。除此之外,还对于本科上的毕业论文的设计具有指导作用,可以使学生的就业更简单。
参考文献:
[1]樊昌信.通信原理[M].北京:国防工业出版社,2001.
[2]曹志刚,钱亚生.现代通信原理「M].北京:清华大学出版社,1999.
[3]李旭杰.通信原理课程网络教学系统的设计与开发[3].电气电子教学学报,2006,(28).
二、教学方法改革
1.多媒体授课。移动通信课程的内容覆盖面广,如果单纯采用传统的板书方式来讲授,不仅耗费时间,影响教学效率,对于一些系统流程的展示,也不够生动形象。为解决课时少内容多的矛盾,本人采用信息量大且形象直观的多媒体课件进行辅助教学。对于一些重要的公式、推导采用板书的方式,对于原理方框图、小区规划、网络结构等使用多媒体进行教学。本人还搜集整理了大量基站、天线、网络区群结构等相关图文信息,通过动态演示与分析,将整个通信领域所涉及的整体设备和完整系统进行展示,使学生可以全面了解整个通信领域的各个环节,建立全网的概念,开阔了学生的思路,提高了学生的学习兴趣[3]。2.讨论学习法。传统的教学方式不重视与学生的互动,即教师满堂讲,学生只负责听课,这样很难激发学生的学习兴趣,锻炼思考能力。为了使学生积极的参与教学,可采取讨论的形式,以学生为主、教师为辅的课堂教学方法。由教师根据教学内容选定一个讨论课题,将学生分组,各小组内成员进行讨论,在由小组内选派一个代表进行组间讨论,各组内成员可对代表的阐述进行补充,由教师根据学生的积极状态,讨论结果给予一定的平时成绩。在此过程中,以学生为主体,教师只是起到导向的作用,指导学生讲解和组织讨论,学生通过讨论,对一些问题理解的会更加透彻,这种方法不仅调动了学生的主观能动性,还充分发挥了学生的想象空间[4]。3.提交论文。为了培养学生研究问题的能力,教学过程中指导学生对感兴趣的内容撰写论文。论文题目可由教师制定,也可以由学生根据自己的兴趣自主选择。要求学生在一定时间内查找资料,提交论文,并以随机抽查的方式,让学生进行讲解,并对论文进行评判。评判方式可采取抽取若干学生的论文,组织大家进行讨论,或者教师选择若干论文为学生进行讲解,这样可以提高学生撰写科学论文的兴趣和水平。
三、考核方式
传统的考核方式是以期末考试作为学生的最终成绩,这种方法难以对一个学生所学知识和综合能力进行客观的评价。为了对学生的评价更加综合和准确,除了取决于客观的考试或作业成绩外,还由主观的师生互动关系与课堂参与程度所决定。具体由以下几个方面进行评定:(1)期末考试,考查对基本知识及前沿技术的掌握程度;(2)课堂讨论,将课堂参与列为期末成绩考量的标准,可以鼓励学生积极思考,带动课堂气氛;(3)撰写论文,考查学生研究问题及创新运用的能力;(4)作业成绩。
四、教学实践
移动通信是实践性很强的一门课程,如果只立足于理论教学,满足不了现阶段人才培养的需要,而一般的实验设备只能做验证性实验,学生对实际运营情况无法真正了解,因此我系在外出实践环节中组织学生到联通公司、农垦总局通信公司等单位进行观摩学习,在实习过程中学生可以接触到主流商用通信设备和技术。在现场了解基站、移动交换中心等设备的运行情况,与技术人员进行交流、沟通,把课本上的理论知识与实际设备、技术相联系,从而更好地理解移动通信课程涉及的技术和系统,为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
作者简介:任蕾(1979-),女,山东淄博人,上海海事大学信息工程学院,讲师。(上海 201306)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)09-0167-02
通信与电子信息技术是目前发展最迅速的领域之一。4G/LTE、云计算、大数据、智慧城市、3D打印、量子通信与量子计算机、物联网等新技术的出现,为通信与电子信息专业本科生的科技英语学习带来了新的资源,同时也为该课程的教学工作提出了新的要求。
在笔者所在的院校,该课程被设定为限选课。同时由于“通信与电子信息科技英语”课程的特点,其很难引起学生和教师的重视,导致教学效果并不理想,很多学生把该课程简单的认为是英语课,学习目标不甚明确,学习积极性不高。此外,该课程的学时一般为36学时,教师的授课积极性也大受影响。但该课程中面向应用的教学内容对学生是十分重要的,有利于学生今后的学习和工作。该课程的涉及面极广,几乎涵盖了学科中的每个领域,对任课教师的要求很高。
“通信与电子信息科技英语”课程的教学目标是让学生掌握科技文献阅读和写作所必知的英语术语与语法知识,鼓励学生为参与国际化学术交流和今后工作打下良好的科技英语基础,并使学生能运用各类电子资源获得最新的国内外专业前沿动态和最新学科研究动向,[1]同时通过一定的训练可以掌握初步的科技论文写作技能,特别是掌握英文摘要的撰写方法。其中,在“通信与电子信息科技英语”课程中,面向应用的教学内容包括:该领域的文献检索、文献阅读、文献摘要的撰写、科技文献综述的撰写、讲稿制作与做报告能力的训练等。在通信与电子信息迅速发展的大环境下,上述面向应用的教学目标日益重要,受到了广泛的关注。[2]
传统的通信与电子信息科技英语的教学方法为:词汇+翻译+语法,同时教材中的教学内容相对专业发展严重滞后,因此该课程的教学难以引起学生的兴趣。[3-6]为改变科技英语教学现状,笔者对教学方法进行了改进,特别是对面向应用的教学部分进行了大量实践。笔者结合自身的教学经历,探讨了面向应用的“通信与电子信息科技英语”课程的教学内容、教学方法和教学模式。
一、面向应用的“通信与电子信息科技英语”课程的教学内容
与传统的词汇+翻译+语法的教学内容不同,面向应用的“通信与电子信息科技英语”课程的教学内容更加丰富、综合性更强,对学生和任课教师的要求都更高,同时该教学内容应是本课程教学的重点。面向应用的“通信与电子信息科技英语”课程的教学内容主要包括以下几个方面:
1.科技文献检索
本文中的科技文献主要包括各类专业相关的期刊文献、会议文献、技术报告、国内外专利、相关图书、产品技术说明等。随着电子信息技术的迅速发展,该领域的英文文献大量涌现,要了解最新的技术和发展动态往往需要阅读大量文献,而阅读的第一步即检索文献。该部分的教学要求是从海量的数据库中快速、准确地检索到需要的科技文献。笔者在教学实践中,结合学校数字图书馆的大量资源,通过指定主题对学生进行训练。
2.科技文献阅读
由于有大量不熟悉的专业术语和词汇,面对英文文献,学生往往很难理解文献的内容。因此让其在文献阅读中熟悉和掌握词汇即传统的教学内容的核心,也是面向应用的科技英语教学内容的重心之一。由于通信与电子信息领域的大量专业词汇是由词缀等合成的,有一定的规律可循,因此,通过大量文献阅读的训练效果较传统的教学模式好。
3.科技文献摘要撰写
撰写科技文献是对学生综合能力的训练,其中摘要的撰写是十分重要的内容。特别是,英文摘要是每个本科生毕业论文中必须完成的任务之一。因此,科技英语课程中也将其作为面向应用的教学内容。该能力训练与文献阅读可同步进行,通过大量阅读、学习来完成摘要撰写的任务。
4.文献综述撰写
文献综述是本科生毕业设计环节中的首要任务,只有通过文献综述,才能了解相关领域的发展情况,而本能力的训练是以文献检索和文献阅读为基础的。在该能力的教学过程中,笔者并不限制学生仅参考英文文献,可以通过检索和阅读部分中文文献进行,这主要是给学生一个适应的过程,可通过中英文献对照,帮助学生有效理解科技文献的内容。
5.讲稿制作和做报告能力的训练
为使学生适应专业发展及学科的国际化,方便今后进行学术与科技交流,培养学生进行讲稿制作与做报告的能力是面向应用的教学内容的重要部分。该能力的训练有利于开展seminar式的教学活动,特别适合科技英语类课程的开展。
这些教学内容相对传统的教学内容更吸引学生,更能充分调动学生的学习积极性,对学生今后的工作和继续进修均有益。在笔者所在高校,该课程的学时一般为36学时,在教学实践中笔者将面向应用的教学学时提高到12学时,即在详细讲解常用的专业词汇和重点文献的基础上,把教学重点放在面向应用的教学上,并要求每位学生提交相关的大作业,作为平时成绩考核的重要参考。
二、面向应用的“通信与电子信息科技英语”课程的教学方法
要顺利开展面向应用的“通信与电子信息科技英语”课程的教学工作,需要运用适当的教学方法,应由以教师为核心的教学模式转变为以学生为主,尽量让学生多参与,教师进行相应的引导。笔者通过教学实践总结了以下几个面向应用的“通信与电子信息科技英语”课程的教学方法和教学模式。
第一,针对科技文献检索教学内容。首先需要学生熟悉数字图书馆中的各类资源,即能熟练的使用这些资源,根据主题和关键词进行快速、精确的科技文献检索。目前这类专业的数据资源主要包括清华同方、万方数据资源、维普电子资源、IEEE Xplore、EI Village、ISI Web of Science、Springer、Science Direct、ProQuest、Hans Publisher、SLCC(Springer+Kluwer Online)等论文、专利和技术标准数据库,同时美国专利局和中国知识产权局的专利搜索也包括在内,这些电子资源基本能涵盖各类文献。此外,通信与电子信息类科技公司的英文网站也是技术资料检索的重要来源。
第二,熟练使用网络搜索引擎。目前笔者要求学生主要会使用Google和百度等网络搜索引擎检索相关文献,特别是会使用Google scholar,将其作为图书馆中的数据资源的补充。
第三,在教学中通过实例分析法讲解摘要写作方法。以多篇中等长度的英文科技文献为例,该类文献包括已发表的科技论文,也包括已毕业学生的毕业设计论文等,通过这些示例让学生掌握摘要写作的基本要点,然后布置相关主题让学生做大量的练习。
第四,文献综述是在检索并阅读大量科技文献的基础上完成的,因此首先要求学生准确搜索文献。由于学生对文献综述不熟悉,笔者在教学中给出相关的范文进行讲解,然后要求学生根据主题自行撰写。
第五,讲稿制作和做报告不仅在本科毕业设计环节要用到,参与各类竞赛答辩也要使用,因此如何制作吸引人的讲稿,并出色的做报告十分重要。在教学中笔者鼓励学生主动参与到做报告的活动中,并每两周安排2~3位学生制作讲稿并报告主题,其他学生参与讨论,同时一起对讲稿和报告的过程进行评点。
第六,通过布置大作业来训练学生的综合能力。在教学实践中,笔者按照面向应用的教学内容要求,布置了相应的作业,每位学生的任务各不相同,但基本均包括以下四个步骤:一是选择通信与电子信息类领域的一个主题,可以是教师指定主题,也可以自选主题,这些主题都是近年来该领域的热点主题。二是就选定的主题,检索相关科技文献。对文献检索的具体要求是:检索文献不少于20篇,考虑到学生阅读专业英文文献可能遇到的困难,要求检索英文文献不少于15篇,同时需给出每篇文献的检索方式,即关键词和搜索的数据库等。三是对搜集的科技文献进行详细阅读和撰写综述。撰写综述是本科生毕业设计环节中规定的任务之一,借助本课程作业,可对学生进行基本训练。尽管撰写文献综述有较大的难度,但笔者认为给学生提供认识、训练的机会十分重要。另外,在作业要求中笔者给出格式和具体的综述写作大纲以供学生参考。四是制作关于该主题的讲稿。具体要求是学生在上述工作的基础上,对其选择的主题制作讲稿,该任务将对学生毕业设计答辩、申请创新类课题答辩,乃至今后工作都有所帮助。同时,选择或者指定部分学生在课上时间汇报主题内容,其他学生参与讨论,这样的形式弥补了该课程枯燥、参与性低的缺点,并以类似seminar的形式,让广大学生了解到最新的技术和发展动向,具有通过文献阅读进行科普的作用。
三、结束语
笔者结合在“通信与电子信息科技英语”课程的教学实践,介绍了该课程中面向应用的教学内容、教学方法与教学模式。这类教学内容对提升学生的综合能力具有十分重要的意义,有利于毕业设计环节的进行。同时,面向应用的教学内容给任课教师也提出了更高的要求。该课程的教学方法值得今后继续探索。
参考文献:
[1]李霞,王娟.电子与通信专业英语[M].第2版.北京:电子工业出版社,2009.
[2]李丹.通信工程专业科技英语教学探析[J].外语教学与研究,
2012,(7):143-144.
[3]李大鹏.电子信息专业科技英语教学中的创新思维激励式教学特点与方法[J].黑龙江科技信息,2013,(1):185,187.
[4]陈榴,戴韧,杨爱玲.关于高校专业英语教学的思考[J].中国校外教育,2012,(36):85.
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)33-0189-02
一、引言
《通信原理》课程是通信工程、电子信息工程等相关专业的专业必修课,也是重要的专业基础课和研究生入学考试课程。课程学习过程中要求学生掌握通信的基本概念、原理,重点掌握系统的概念和系统的分析方法,为移动通信、光纤通信、通信网络安全、信息论与编码等后续课程提供了重要的理论支撑,在本科阶段教学过程中占有重要地位。该课程教学内容较多,且理论性、系统性、物理性强,抽象概念多,对数学要求也较高,在以往教学过程中,采用传统教授方式,学生往往觉得枯燥,学习难度较大。为了满足我校应用型人才培养的要求,在《通信原理》理论课程中引入研讨式教学方法,对教学方法、教学手段、考核方式均适当进行改革。让学生从实际的应用出发,结合理论知识来理解,提高学生分析问题、解决问题的能力,并在一定程度上使学生创新能力、团队合作精神得到提高。
“研讨式”教学模式起源于18世纪德国,作为德国大学一种重要的教学和研究制度,对于近代德国大学的发展有着重要影响。并且该模式已经在美国、英国、加拿大等西方国家大学本科和研究生教学中普遍使用。该模式中,在有限的课堂教学课时内,由老师进行引导,学生组成专题研究小组,定期集中讨论,丰富学术观点,追踪本学科领域最新技术发展。同时通过“研讨”过程,提升学生的自信心与表达能力,锻炼其团队合作能力及创新思维,既然是研讨,则没有准确的答案,学生可以在“研讨”过程中,对所研究的对象提出质疑,在老师和同学共同探讨下解决质疑。
“研讨式”教学模式在国内也被广泛使用。对于《通信原理》等工科类理论性较强的课程来说,采用“研讨式”教学模式更加有利于将理论知识与实际应用相结合,有利于应用型人才培养,提升学生创新及实践能力。
二、《通信原理》理论教学中存在的问题
(一)教学内容较为陈旧,理论与实践相分离
目前国内大多数学校该课程内容参照了樊昌信等编著的《通信原理》和由曹志刚等编著的《现代通信原理》这些经典优秀教材。在教授时,为了适应社会需求,学生培养方案不断改进,课程设置也进行调整,教学学时不断缩减。而课程中对理论基础要求高,又涉及多门前序课程知识,所以造成要补充通信领域新技术内容较为困难。教学内容都还停留在传统的通信系统原理基础上,更谈不上学生创新性的引导。
通信原理课程理论性、实践性都比较强。必须通过较好的实践,才能让学生掌握的理论知识转化成实践创新能力。而传统的教学模式中,理论教学与实践教学分离严重。一般都是先理论,后进行实验。或开展集中的课程设计等环节来培养学生的实践能力。这样的做法虽保障学生能有较为集中的实践时间,但也造成学生在理论知识学习过程中对知识点缺乏感性认识。最后在实践环节中,学生感到茫然,只能是形式上完成实践环节,却未能较好的锻炼其实践创新能力。
(二)教学方法单一,教学手段落后
在理论教学过程中,为了在规定课时内完成教学任务,使得课堂上不可能有多余时间让学生思考,只能以教师为中心,填鸭式的将知识灌输给学生。学生被动接受知识,导致听课积极性不高。通信原理课程与高等数学概率论、信号与系统等前期课程密切相关,且对数学要求高。部分学生由于前序课程掌握不理想,导致在该课程学习中困难重重,失去信心和兴趣。
课堂上虽辅助使用PPT等多媒体手段,但只有简单图形,对于通信过程中信号的传输,受信道的影响,很难让学生有直观的理解。教授的效率也比较低。往往一个知识点,如随机过程中平稳过程、各态历经性等概念只能单一使用数学形式来描述。
(三)考核方式落后
现阶段绝大部分的高校该课程考核均采用闭卷考试来进行成绩评定。虽然在成绩中一般要求平时成绩和实验成绩占有一定比例,但还是以实际卷面成绩为主。试卷客观题比例过大,未能与实际应用相结合进行主观考核,导致学生对所学知识点必须死记硬背,无法贯通理解,并与实际应用相结合,也不利于学生创新思维发展。
三、《通信原理》理论教学中研讨式教学模式的开展
结合应用型人才培养过程中对创新意识、动手能力、合作精神的要求,在我校通信工程专业,《通信原理》理论教学开展研讨式教学分为以下四个环节。
(一)研讨课题选择
由于《通信原理》课程理论性强,数学要求高,以往理论教学中大部分时间用于数学过程推导,难以将理论与实践相结合。而我校从事该课程教学师资有限,在科研水平上也受到限制,若单独以教师科研课题来用于教学实践,使得学生对科技发展的理解也受到限制,改革效果不明显。在研讨式教学过程中,对研讨的对象选择,从国内外各类学术期刊出发,由教师根据理论课程教学内容,选取合适的学术论文作为研讨的对象,让学生根据自身兴趣选择研讨课题。教师可以根据学生理论学习情况来给出相应难度的课题。将课题分为较难、适中、简单三个层次,每个层次选取2~3篇不同方向的学术论文。学生理论知识掌握较好的选择较难的课题;知识掌握一般的,选择难度适中的课题;基础理论掌握不太好的,则选择较简单的课题进行研讨。这样进行层次和方向的划分,满足不同层次学生的学习需求。整个课程学习过程中可以根据教学重点难点,选取适量的学术论文进行研讨。也可以兼顾课程教学任务完成进度决定研讨的次数。一般来说,整个课程学习过程为期一学期,期间进行2~3次研讨较为合适。研讨次数过少,达不到研讨促进理论学习的效果。研讨次数过多,加重学生学习负担,学生也难以完成相应研讨任务,或是勉强能理解部分学术论文的意思,不能深入进行研究,对其进行改进创新。
(二)引导学生对研讨课题进行探索
学生在选择了研讨的学术论文后,根据教师传授的学习和查找资料的方法,对课题进行独立探索。《通信原理》课程要求学生掌握通信系统的概念、系统的仿真和分析方法。这些知识在理论教学中很难以灌输的方式让学生理解掌握。而以学术论文作为研讨对象,其作者大部分是有一定理论研究基础的,在论文中往往涵盖了整个信号传输的过程,多次同类型文献的阅读,能帮助学生更快的建立系统的概念。而每次研讨内容会跟理论学习内容挂钩,学生独立探索具备一定的理论基础,能在现有层次上有一定水平提升。
学生独立探索过程中遇到问题,可以与老师讨论,或与选择了同类课题的同学进行小组讨论。研讨式过程学生根据所选课题难度和类型进行分组,定期在小组内开展讨论,一般以一周时间进行讨论。小组讨论时,组内成员轮流进行发言,对自己本周内的探索学习知识进行总结分享,并对研讨过程进行总结。
(三)研讨内容总结提高
小组讨论中总结的经验由教师负责筛选,选取其中表现优秀的学生,或是研讨内容能帮助学生对课程中理论知识理解的,分阶段在大班课程教学过程中,与其他学生分享其学习经验。由理论掌握好的学生精炼理论知识理解的内容,传授给全部学生,提高学习质量。由研讨过程中学习能力强的学生给其他学生传授其学习方法,并且在这些总结过程中,学生起主导作用,决定讲什么、怎么讲。教师则负责提供协助,遇到较模糊的知识点,教师协助学生讲解,或提供查询、学习知识的方法,以此来提高学生整体学习能力,也给部分学生提供了锻炼其表达能力的机会。
(四)课内研讨与课程考核相结合
理论课程中所有研讨内容由教师进行归总,以备后续研讨教学中作为参考。以往《通信原理》理论课考试存在客观题占比例大,造成学生死记硬背等问题。引入研讨式教学后,在理论考试中,增大主观题比例,且主观题的来源于课程学习中的研讨内容。将研讨内容中较新的科学技术作为主观题,考察学生对研讨内容的掌握情况,既与通信专业知识结合,又变相地出现学生可以自定考试题的情况,使得学生学习和研讨过程积极性大大提高,也在一定程度上促进了理论课考试改革。
四、结论
研讨式教学模式在国外高校已开展多年,取得了较好的教学效果。在国内高校中,研讨式教学模式也被认为是培养应用型人才的有效途径。本文主要研究在《通信原理》理论课程中开展研讨式教学,从研讨课题选择、引导学生独立探索、团队协作总结,最终将研讨环节延伸至课程考核等几个环节进行了探讨。通过研讨式教学的开展,解决了《通信原理》理论课中出现的教学内容较为陈旧、理论与实践相分离、教学方法单一、教学手段落后、考核方式落后等问题。研讨式教学的开展,使得课堂由教师为主体,变为学生为主体,有利于提高学生学习的积极性、主动性。并且每个人都有机会走上讲台,甚至决定考试的内容,这是在以往填鸭式教学、死记硬背的考试过程中不曾有的。通过研讨式教学,有利于提高学生学习能力、创新能力及团队协作能力。研讨式教学方法是对《通信原理》课程教学方法、考核方法的改革与尝试,也为应用型人才培养中理论课程的开展提供了新的思路。
参考文献:
[1]杨建华.德国高等院校研讨式教学模式及其启示[J].中国电力教育,2013,25(9).
本论文工作所开发研制的数据采集系统由嵌入式微处理器、日历时钟芯片、模数转换器、非易失性存储器等器件组成。运用最小功耗设计理论设计,可以在电池供电的情况下长期采集和记录数据,可长时间处于工作状态。通过具有报警输出的日历时钟芯片等组成唤醒单元,可在设定时间开启电源。上电后,采用单片机控制数据采集、存储以及对时钟芯片的再设定等,而数码管作为设定指示和时间、采集到模拟量信号的显示。
系统通过仿真总线的方式扩展较大容量外部存储器,可存储的多次采集时间和采集数据。而利用更换存储器方式,或利用串行口通信方式可将存储器中的数据发送到便携式电脑中作进一步处理。
关键字:单片机,低功耗,数据采集,定时
摘要 1
Summary 2
第1章 文献综述 1
略………
第2章 定时采集系统的硬件设计 18
略………
第3章 定时采集系统的软件设计 38
略………
第4章 系统低功耗设计 48
略………
第5章 定时数据采集系统使用介绍 51
结论 56
致谢 58
参考文献 59
附录1 60(程序)
附录2 70(数字仪器)
附录3 76(Digital Instruments)
(附录不在论文字数内)
:33000多字的本科论文,适合自动化、电信与通信专业
有中英文摘要、目录、图、参考文献
目前新疆维吾尔自治区普通本科院校共计11所,其中综合类院校3所,即新疆大学、石河子大学和塔里木大学。新疆大学、石河子大学是新疆维吾尔自治区的“211工程”本科院校,位于新疆维吾尔自治区的北疆。塔里木大学是排位仅次于这两所大学的在新疆维吾尔自治区综合实力排名第三的本科院校,也是新疆维吾尔自治区南疆地区唯一的一所综合性大学。
塔里木大学原名塔里木农垦大学,位于塔里木河畔的阿拉尔市,创建于1958年,2004年5月经教育部批准更名为塔里木大学。塔里木大学原为农业部直属院校,现为中央和新疆生产建设兵团共建。塔里木大学信息工程学院成立于2003年9月,现有教职工76人,专任教师65人,副高以上职称占17%,硕士学位的教师占64%。学院包括5个教研室:计算机应用基础教研室、计算机软件教研室、计算机硬件教研室、通信工程教研室、数学教研室以及1个计算机实验室。目前该学院有计算机科学与技术及通信工程2个本科专业。其中通信工程本科专业于2009年开始招生,每届两个班,每班30余人,该专业现有专业任课教师7人。
一、专业课程设置
1.专业必修课
塔里木大学信息工程学院通信工程专业人才培养方案中所设置的专业必修课有:高等数学、大学物理、线性代数、概率论与数理统计、大学计算机基础、C语言程序设计、电路分析、现代电子技术、信号与系统、通信原理、通信电子线路、微波技术与天线、信息论与编码技术、单片机与外围电路、计算机网络、数字信号处理、光纤通信、移动通信、现代交换原理与技术、嵌入式系统原理及应用等。
与中央民族大学通信工程本科专业培养方案(2010年版)相比,其多开设的专业必修课有大学计算机基础(由于中央民族大学生源较好,因此没必要开设该门课程)。中央民族大学按照专业选修课开设、塔里木大学按照专业必修课开设的课程有:计算机网络、光纤通信、移动通信、现代交换原理与技术、嵌入式系统原理及应用等(由于中央民族大学通信工程本科专业是按照两个主要专业方向培养学生,即无线通信和通信网络,因此这种设置是合理的)。塔里木大学通信工程本科专业未开设的专业必修课有:机械制图、数学物理方法、电磁场与电磁波、通信网理论基础等。
2.专业选修课
塔里木大学通信工程本科专业大一上学期开设的专业选修课:通信工程专业导论。大二?上学期开设的专业选修课:数据库原理。大二下学期开设的专业选修课:通信仿真技术EDA。大三上学期开设的专业选修课:MATLAB及仿真应用、综合布线技术。大三下学期开设的专业选修课:Web系统与开发技术、现代传输技术、DSP原理与应用。大四上学期开设的专业选修课:通信工程专业英语、多媒体通信技术、前沿技术专题讲座、宽带无线通信、图像处理与通信。四学年开设的专业选修课共计13门。
中央民族大学通信工程本科专业所开设的专业选修课分布如下:大二下学期开设专业选修课3门,大三上学期开设专业选修课5门,大三下学期开设的专业选修课8门,大四上学期开设的专业选修课16门(由于大部分学生专业选修课的学分在前三学年已选够,且到了大四很多学生要考研究生、找工作、忙着联系出国等,故大四上学期能够真正开设的专业选修课寥寥无几)。四学年开设专业选修课共计32门。
通过以上数据可看出,中央民族大学通信工程本科专业所开设的专业选修课数量远远多于塔里木大学通信工程本科专业所开设的专业选修课数量。但在塔里木大学通信工程本科专业所开设的专业选修课中也不乏颇具特色的课程,如综合布线技术就是一门实用性很强的课程。
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二、其他专业教学环节
1.实验与实践教学
塔里木大学信息工程学院的实验教学楼建筑面积8800平方米,拥有10个多媒体教室、10个公共机房和8个专业实验室(计算机组成原理、计算机硬件、计算机软件、计算机网络、自动控制、通信工程、数学建模、计算机创新)。通信工程专业所开设的实验课有:电路分析实验、现代电子技术实验、信号与系统实验、单片机与外围电路实验、C语言程序设计实验、通信电子线路实验、通信原理实验、MATLAB及应用实验、数据库原理实验、通信仿真技术实验、现代交换原理与技术实验、计算机网络实验、光纤通信实验、移动通信系统实验、嵌入式系统原理及应用实验等。专业实践性教学环节包括信号与系统课程设计、现代电子技术课程设计、通信原理课程设计、通信电子线路课程设计、嵌入式系统课程设计、专业认知实习、计算机网络实习等。
2.专业实习
塔里木大学信息工程学院通信工程专业的专业实习安排在第六学期暑假进行,时间为8周(4学分)。塔里木大学信息工程学院十分重视学生的专业实习,为学生联系了多个新疆维吾尔自治区与通信工程专业有关的实习单位,如新疆阿克苏移动通信公司在通信工程专业建设、实习基地建设、教师实践锻炼、实验通信机房建设等方面都给予了塔里木大学信息工程学院大力支持。为了保证专业实习的效果及真实性,每个实习点都有学院专业教师带队,发现问题随时解决,并保持和学院的经常联系。这种保质保量的专业实习为学生们毕业后走向社会并尽快融入企业打下了良好的基础。
3.毕业设计
塔里木大学的毕业设计安排在第8学期进行,时间为12周(6学分)。为了保证毕业设计质量,塔里木大学信息工程学院严把开题关,提倡毕业设计内容与实际工程相联系,避免学生在毕业设计中弄虚作假。为了鼓励教师搞好毕业设计工作,带一个本科生毕业设计给10个课时的工作量;若所带的学生毕业设计成绩优秀,则工作量加倍。为了使学生的毕业设计成绩公平、公正,塔里木大学信息工程学院制定了一系列严格的毕业设计成绩评定程序与标准。
4.学科竞赛
塔里木大学信息工程学院非常鼓励与支持学生参加新疆维吾尔自治区及全国举办的各项学科竞赛,并取得了不错的成绩。如在2011年的全国大学生数学建模竞赛中,通信工程专业有两名同学分别获得了国家的二等奖,一名同学获得了新疆维吾尔自治区的一等奖,三名同学分别获得了自治区的二等奖,还有两名同学获得了自治区的三等奖。全国大学生数学建模竞赛由教育部高等教育司和中国工业与应用数学学会共同主办,是教育部重点支持的全国大学生四大竞赛之一,目前已成为全国高校规模最大的基础性学科竞赛,也是世界上规模最大的数学建模竞赛。作为创办时间很短的塔里木大学信息工程学院通信工程本科专业,能在这样的大赛上取得如此成绩实为不易。
此外,为了使学生能够较早地对所从事职业有所认知并做好就业准备,塔里木大学信息工程学院为学生还安排有职业规划与就业指导课程。
中图分类号:G645 文献标识码:A 文章编号:1673-2596(2013)04-0253-02
国家教育部本科教学水平评估体系中对毕业论了明确规定,要求学生按照要求完成毕业论文,以达到检查学生对基本理论的掌握能力、培养学生的创新能力、锻炼学生的实践能力的目的。各高校也要求本科生在完成本科学位论文后取得相应的学分才可以获得本科学士学位证书。可见本科学位论文对于本科生学习阶段的重要性。同时国家教育部对本科学位论文的要求和评估,也督促高校教师要认真辅导学生完成本科学位论文,目的是培养出对社会有用的高素质的人才。要做好这项工作,就必须认真解读国家教育部本科教学评估中本科学位论文的指标体系,理解它吃透它,才能更好的做好这项工作。
一、本科学位论文的基本要求
本科学位论文的基本要求从选题和学位论文质量两方面进行解读。本科学位论文选题上总体要求是选题的性质、难度、分量、综合训练等情况要反映本科学位培养目标的要求,而对学生培养目标的核心是通过学习成为对社会有用的人才。从性质上解读,选题就要研究当今社会生产力的最新发展方向,适应社会发展和需求。即选题要紧密结合工程、生产实践和社会实际,难度、工作量适当,体现专业综合训练要求。要求学位论文在实验、工程实践和社会调查等社会事件中完成。从难度上面解读,要求学位论文所涉及的知识基本在学生所学知识范围内,或学生通过自学就可以解决这样一个层面上,选题不能太难,也不能太容易。选题要反映综合训练,要在实验、实习、工程实践和社会调查中完成。比如电子信息方向的本科毕业生就要利用自己所学习的基本知识如电路、信号与系统和通信等选择应用性的课题,如通信中信号干扰问题的研究、路灯亮度随光线变化的电路设计与应用等课题作为自己的研究方向,不仅联系实际,而且将自己的基本知识活学活用。而对于统计学专业的学生,可以选择深入生活中进行社会调查去获得第一手的数据作为选题依据。对于机械设计专业的本科生可以选择工程实践方面的课题,并且到实践中去检验理论,如涡轮机转速影响因素的研究等。通过这几个实例说明选题一定要结合学生所学习的基本知识作服务社会创新性的课题。当然选题是在导师的指导下完成的,那么对导师的要求就比较高了,导师一定要理解学位论文选题要求,才能很好的指导学生进行论文选题。选题的性质、难度、分量、综合训练等情况要反映本科学位培养目标的要求,选题要在工程、生产实践和社会实际中进行,选题难度、工作量适当,体现专业综合训练要求。
本科学位论文质量也是最基本的评估要求之一。选题来源于实践并且要在实践中完成,完成得怎么样,是一个关键问题,就像盖房子,设计好方案,是不是严格按照要求去做了,这就是本科学位论文的质量指标体系。论文的学术水平、应用价值是否较高,能够反映出学生综合应用所学知识分析问题、解决问题的能力;从写作方面看,学生是否能够熟练地应用计算机和英语进行论文研究,能否应用各种工具查阅文献获取有用的信息,能否自己撰写论文,设计程序以及表达与交流,这些都是反映论文质量高低的一些标准。导师的指导和监督也是影响学位论文质量的重要标准之一,最基本的要求,导师自己应该有一定的学术研究,并且发表一定的学术论文,只有这样,导师才能很好地指导学生进行研究。导师指导学生的数量不能太多,指导的学生多了,导师精力有限导致对学生的指导所用时间会分配不均,会导致论文质量下降。从选题的角度,要求学生一人一题,这样学生可以专心做自己的课题。总的来说,论文要有一定的学术水平和应用价值,能够反映社会发展需求,导师要具备一定的学术水平,如硕士、博士或者讲师以上发表过较高水平学术论文的教师。学生对毕业论文的撰写、表达以及撰写过程中应用计算机、外语和查找文献的能力都是影响学位论文的重要指标。
二、评估考察点解读与对策
评估考察点对选题要求是选择紧密结合工程、生产实践和在社会实际中的比例,选题难度、工作量是否适当,是否体现专业综合训练要求,选题是否有一定的重复。选题中题目的要求也很重要,题目是否选择的太空太大,或是偏离实际等。要求导师在选题时尽量安排课题在实验、实习和社会实践中完成,选题应该在充分的调研、反复的论证后由学生答辩后决定,这样可以避免选择的题目难度适中,符合评估选题要求。评估考察点对导师的要求,考察点重视指导过程和指导记录的规范性。检查一名导师是否指导的学生超过10人,导师是否符合指导教师资格,是否具有较高的学术水平,在学位论文的整个指导过程中是否认真指导,即指导记录是否齐全,论文是否按时认真修改,并保存好修改记录。这一点上一定要认真选择符合条件的导师对学生进行指导,同时要求导师也进行一定的科研活动,并且关注本学科最新研究动态,这样可以保证学生的论文质量。评估考察点对时间安排的考察点,时间安排是否合理,是否有一定的过程,是否适合本科生在规定的时间内完成。评估考察点对论文真实性的考察,检测论文是否有抄袭现象。要求重视论文指导过程,并做好记录和保存,切忌集中记录、集中指导和集中修改等不好的习惯。
三、对教学改革的影响
本科学位论文完成的基础是学生首先具备比较扎实的理论知识和初步的创新能力,扎实的基本功来源于学生平常的学习,因而日常对学生的教学活动就显得尤其重要了。在教学活动中为本科学位论文打下坚实的基础,首先要做好平常的教学活动,让学生打好坚实的理论基础。在教学改革中可以采取每学期进行一定的专业参观、实习和见习,增加学生理论联系实际的能力,同时通过实践让学生在实践中发现自己的创新能力。也可以在教学过程中加强学科前沿知识的介绍,激发学生学习的兴趣,指导学生写小论文,进行发表。在教学中也可以有针对性的布置一些可行的、学生可以通过已有知识完成的题目,让学生独立完成,或是几个学生一个组完成。可见国家教育部本科教学水平评估体系中对本科学位论文的要求进一步丰富了大学课堂教学的内容。
参考文献:
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毕业论文是大学本科阶段的收官之作,更是体现学生专业综合素质和解决实际问题能力的重要途径。虽然国家加强了对学位论文抄袭作假的处罚力度,但本科毕业论文依然存在质量普遍不高、创新程度不足等问题。
2012年3月教育部印发了《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》,指出“以教育信息化带动教育现代化,是我国教育事业发展的战略选择”。2015年2月,教育部的2015年教育工作要点中更明确提出“加快推进教育信息化。继续加大优质数字教育资源开发和应用力度”。近几年备受关注的“互联网+”教学模式改革探究则更是离不开互联网平台和信息通信技术。由此可见,推进教育信息化是未来教育创新改革的大趋势。然而目前对于教育信息化的探讨主要集中在各课程的课堂教学和实验教学环节,而应用于综合性实践环节(如:毕业论文)的涉及甚少。因此,如能借助网络平台,对毕业论文的各环节逐一信息化,实现知识和信息的共享,让学生有更多个性化针对性的学习空间,势必能大幅提高毕业论文质量。本文以化学类专业毕业论文为对象,就基于网络平台的质量提升模式进行探讨。
一、化学类专业毕业论文的现状分析
化学类专业的毕业论文过程通常主要包含以下几个阶段:选题、文献查阅、开题、实验、论文撰写。其中,选题目前主要是采取指导老师命题和学生根据自己兴趣选题相结合的双向选择模式来确定,而在后续的文献查阅、开题报告、实验设计和论文撰写则是以学生为核心的执行过程。
(一)文献查阅
文献查阅是对毕业课题资料收集的重要一环,然而由于本科教学大多是以教材为主,因此大部分学生习惯于纸质版教材或期刊,导致对课题相关文献的收集相对陈旧有限。m然部分专业开设有文献检索的课程,但从多年带本科毕业论文的情况看,学生的文献收集能力依然不足,对文献数据库的了解亦不够充分。
(二)开题
开题是以对文献的充分理解和总结归纳为基础的,只有通过对文献的归纳总结,才能全面了解课题当前的发展状况和趋势,从而提出新颖合理的设计路线。但由于很多高品质的化学文献多在SCI收录的英文期刊上发表,因此不少高校在毕业论文过程中,对外文文献的阅读翻译提出了明确要求。然而,很多化学专业词汇和试剂名称在常规的词典或翻译软件中却根本查找不到。因此,这也无形提高了学生在开题过程中阅读理解文献的难度。
(三)实验设计
在经过对文献的收集和分析总结后,学生针对毕业选题提出实验方案,并经与指导教师讨论确认后进入实质性的操作阶段。在执行过程中,首先学生需要了解所接触试剂的理化性质及防护措施。其次,在经过初步探索后,需要系统的确定实验方案的研究内容(如:反应的影响因素,各因素对产品的影响权重大小等)。最后提出对该选题所得产品或实验结果的评价方法。
然而,本科生从教材上获取的知识原理虽然具有一定的通用性,但实验的操作经验却相对有限,难以针对具体的问题提出有效的解决方案。此外,本科生对实验的设计通常也比较随意,系统性不足。因此,往往在后期论文撰写的过程中,发现实验设计存在缺陷,从而导致论证的依据不足。
(四)论文撰写
实验完成后,学生在论文撰写过程中,首先要对现有文献进行综述,然后对合成路线或实验原理进行展现,最后对实验数据或谱图进行处理分析得出结论。但多年带毕业论文的情况显示,学生普遍存在因文献引用编辑不当,导致修改时工作量巨大,合成路线和实验原理展示不清,谱图对比不规范、数据分析无法精确到位、以及论文编辑排版格式较混乱等问题。
二、基于网络平台提升毕业论文质量的对策
在当今移动网络无处不在的时代,网络平台具备学习时间灵活、学习终端多样化、不受地域限制、且能满足个性化学习需求等特点。因此,针对上述化学类毕业论文各环节存在的问题,充分发挥网络平台优势,势必能有效提高毕业论文的质量水平。
(一)导航平台
针对本科生对化学文献数据库了解不足、化学专业词汇和试剂名称翻译理解困难、实验试剂理化性质及防护措施掌握不够深入、谱图分析困难等问题,建立了网络导航平台,并将导航平台分为化学文献、化学翻译、化学试剂、谱图数据库等板块分别与之相对应。而对于化学文献则更进一步细分为期刊论文、学位论文、专利、标准、书籍等文献数据库便于学生分类检索文献;化学翻译则提供如较学术权威的CNKI翻译助手及其它广泛使用的在线翻译网站(如:Google翻译、有道词典等)以助于学生正确理解外文文献;在化学试剂板块则提供了综合性化学试剂网站ChemicalBook(可查阅各试剂的理化特性、风险性、安全性等数据)和国内外的主要化学试剂供应商(如:Alfa Aesar、国药集团)等资源;谱图数据库则根据谱图类型细分为红外光谱、核磁谱图、质谱、拉曼光谱、光电子能谱等以供学生将测试结果与标准谱图进行对比分析。
(二)应用平台
针对毕业论文撰写过程中存在的问题,基于应用平台CAppChem主要建立了结构式绘制、文字处理、数据处理、谱图分析等核心板块。结构式绘制板块主要提供了合成路线的绘制方法、如何绘制实验装置图、如何为结构式填充颜色或添加发光效果、以及分子三维模型的建立等,以满足展示合成路线或实验原理的需求。文字处理板块则主要提供了EndNote文献管理和引用方法、目录自动生成更新、页眉页脚制作、重复表头设置、审阅修改等,让学生能更美观高效地完成毕业论文的修改和撰写工作。数据处理除提供Origin坐标、标签、图层、图例控制及数据导入等绘图基础外,还提供了散点图、柱形图、三元相图、三维柱形图等常用图形的绘制方法,以及线性拟合求解临界胶束浓度(CMC)、粘度法测定聚合物分子量、峰面积积分计算等应用实例,让学生能根据自己的实际需求,解决所遇到的问题。谱图分析则主要提供了红外谱图、核磁谱图等软件的使用教程。
此外,还设立了论文翻译、资料下载、软件动态、留言板等板块来辅助核心板块和导航平台,以满足学生的个性化要求和进一步深入学习的需求。另外,为便于学生学习分享交流,网络平台的各页面均支持微博等移动客户端分享。
三、基于网络平台的运用效果
网络平台上线运行至今,共为3届本科生的毕业论文环节提供了网络支持。学生在本科毕业论文过程中所遇到的大部分问题均能通过在网络平台学习后独立解决,同时通过学生留言也更深入地了解了学生所遇到的各种问题,从而促进了网站平台内容的更新丰富。
目前该网络平台的总访问量已超140万,独立访客数超90万。2015.7.1-2016.6.30的网站统计数据(见图1)显示,每年的3-5月是网站流量的高峰期,平均日独立访客数维持在2 300左右,高出其他月份(寒暑假除外)平均日独立访客数40%。当6月本科毕业论文答辩完成后,日立访客数逐渐回落至之前的平均水平(约1 600)。其充分说明网络平台在毕业论文期间(每年3-5月),吸引了大量的学生来自主学习,对毕业论文环节起到了显著的支撑作用。
此外,独立访客的地区分布统计数据(见图2)显示访客来自全国32个省市自治区,其中北京、江苏、上海、广东、湖北五个省(直辖市)的访客最多,约占网络平台总访客量的45%,体现出了网络平台学习不受地域限制,覆盖面广的特点;同时也反映出了在高校密集度较高的地区,网络平台的应用需求更大。
根据学生的反馈信息和近两年收集的毕业论文数据来看,该网络平台的应用对学生在毕业论文环节独立解决问题的能力有显著提高,对毕业论文在实验设计的合理性、论文的规范程度、图表和数据的分析深度以及文献管理等几个方面的完成质量亦有明显改善。实践证明,基于网络平台的化学类专业毕业论文质量提升是一种十分有意义的尝试和探究。而随着网络和通信技术的不断发展,以及国家对教育信息化的战略支持,构建基于网络平台的教学体系正成为新趋势。结合特定教学环节或课程自身的教学特点,有针对性地建设网络平台,不仅能提高教学质量水平,也能满足学生自主个性化的学习需求,更能打破地域的限制,实现教育资源的共享和教育的均衡化发展。
认识论中指出,人的认识应该是先有感性认识,然后是理性认识,而后又回到感性认识,不断上升。但是在许多教学中,大都是先灌输理性认识,待学生工作后才去寻找感性认识,与人的认识规律刚好相反。
学生在没有感性认识的基础时,是很难深刻理解消化这些空洞的理性认识,大都是朦朦胧胧、一知半解的状态。因此,我们不仅需要不断地鼓励教师进行教学研究,更好地把教材的内容传授给学生,把握好“教”的环节;同时我们更注重实践和教学方法的改进,结合课程特点和学生特点,进行教学设计和教学改革,以提问、实验、小型项目规划和设计、科研论文、参加科研项目等方式和方法培养学生主动学习,增强“学”的效果。
1、根据教学内容和课程特点及学生特点进行教学设计
移动通信原理在理论教学方面,要着重突出移动通信基本理论、关键技术、系统标准三方面的主要内容,在实践教学方面也重视上述三方面内容,同时结合用人单位需求、移动通信发展趋势,强化第三代移动通信课程内容和知识体系。
2、考核方式和内容强调学生参与课程过程
为了更好地激发学生学习热情,积极参与课堂教学和各种课程实践活动,建议对课程考试做出一定的改革:(1)考试形式的改革。强调独立思考能力的培养。期末考试由闭卷考试改为闭卷与开卷相结合。考试的题型虽然也有传统的题型,但增加了主观题所占的比重,尤其是增加了综合分析题,要求学生针对移动通信工程的案例,运用移动通信理论进行分析。(2)增加“科研学分。” 对进入科研基地和科研团队参加科研并完成一定科研工作量的学生由项目负责人评定“科研学分”,同时鼓励学生通过课程实践活动和创新活动,对于参加上述活动并取得一定成绩的学生在学期评定中加科研学分。(3)总成绩构成改革。 加强对“Project”和系统把握能力的培养。总成绩由三个部分构成,即期末考试、平时成绩和“Project”成绩。平时成绩占30%,增加的“Project”成绩占10%;期末考试则占60%。这样,平时成绩和“Project”成绩加起来所占比重高达40%,鼓励学生在学习过程中积极参与,在课堂上积极发言,提出自己的观点和建议。增加“Project”成绩,既培养学生对工程或技术的理解,以及信息的查询、整理、分析等综合能力,同时还可以加强学生对系统的把握能力。
3、重视教学方式及学生学习方法的探索
移动通信课程内容更新快,基本理论和关键技术理解难度大,例如在讲解TD-SCDMA同步过程等具体系统知识点时,可以用以老师为基站,以学生为终端进行上下行同步过程的方法进行讲解。在进行移动通信呼叫流程和物理层过程讲解过程中,以学生日常主动拨打手机和被叫等过程为例进行现场讲解,同时结合手机终端和系统基站的具体结构进行类比和实例分析。
4、以提问的方式引导学生思考,加强学生的主动性
提倡“提出问题-引导学生思考-讨论解决方案-得出结论”的教学方法。在课堂上不仅老师多提问题,同时也积极鼓励学生提出问题。这样不仅调动了学生学习的积极性和主动性,同时也训练学生的逻辑思维能力与分析解决问题的能力,将真正获取知识的思考过程还给学生,而不是不经思考直接从老师的口中获取现成的答案和知识。
5、以完成项目的方式引导学生独立思考,增强把握系统的能力
在整个课程中规定两次“Project”作为堂下作业,该部分内容由学生主动完成,上交时间不作硬性要求。老师确定“Project”的方向和实现的大致目标,题目和具体内容由学生确定。学生大部分以科研论文的形式上交,通过“Project”方式培养学生对具体工程和对象的整体把握能力,为达到目标,学生需要查阅大量的文献,并且进行整理和分析,给出自己的方案和实现步骤,进而提高学生独立思考能力和分析综合能力。
6、参与科研基地的项目开发,提高学生的科研能力和社会适应能力
鼓励本科学生进入科研基地和科研团队,制定进入科研基地和科研团队进行科研的学分制度,即规定完成一定项目工作量可以计算学分并且可以替代部分未修的学分。同时科研基地也积极吸引本科学生进入科研项目。
7、利用现代教学手段 提高教学效果
课程充分利用学校的信息资源,利用丰富的多媒体课件形象展现课程内容和移动通信系统流程;提供丰富的网络资源进行课程内容的跟踪和复习;利用LabVIEW8.2进行在线实验;利用网络加强师生间的学习交流。这些手段除了可以增强师生间的学习氛围外,也可以有效的提高教学效果。
8、基于网络技术的多媒体课件
主要内容包括:课程的基本情况介绍、教学大纲和多媒体教案、课程习题、国内外移动通信新技术、课程实验大纲、实验内容等。学生可以通过网络,进行课程学习和资料的浏览,有利于直观、生动、高效地接受教学内容,同时可提高学生对理论基础知识的学习兴趣,激发了学生的学习热情。
9、基于网络技术的互动平台
通过不断地教学研究和实践,我们基本认识了信息安全的学科特点和知识结构,提出了如下观点:
(1)信息安全具有多学科交叉的特点。信息安全是计算机、通信、电子、数学、物理、生物、法律、管理、教育等多学科的交叉学科。
(2)信息安全技术具有整体性和底层性的特点。必须从整体上采取措施,从软硬件底层采取措施,才能比较有效地解决信息安全问题。
(3)确保信息安全是一种系统工程。硬件结构安全和操作系统安全是信息系统安全的基础,密码、网络安全等是关键技术,必须综合采取各种措施才能奏效。
同时基本认识了信息安全专业人才培养的基本规律:
(1)信息安全人才的基本特征是:掌握信息安全的基本理论和基本技能。
(2)必须同时重视信息科学技术的基础和信息安全的专业知识与技能。
(3)要高度重视实践教学。必须有足够的实践教学,做好实验室的基本设施建设,建立校外实习基地,加强实习基地建设。
虽然信息安全专业的建设取得了一定成绩,但仍存在如下三个方面的问题:一是现有的教学培养模式注重基础理论的学习,专业必修课与计算机科学与技术专业重叠太多,未能很好地体现信息安全专业以学信息安全理论与技术为主,兼学通信,同时加强数学、物理、法律等基础,掌握信息安全的基本理论和技能的办学思路。二是对学生的培养模式统一,没能根据学生自身的特点进行培养,不能实现既培养了计算机及通信人才又培养信息安全专业技术人才的目标,没能很好地起到分层次和分类别培养的效果。三是原有培养方案中的实验课程大多数是课间实验,实验时间分散,多以验证型实验为主,学生参加课外科研和实践的机制不健全,对实验指导的重视程度不够,不利于学生专业创新与创造能力的培养。
2信息安全人才培养模式改革与创新基本思路
在综合考虑上述因素的前提下,结合信息安全专业人才培养的现状,我们对人才培养目标进行了重新定位,改进和完善了现有专业人才培养方案,进行了培养过程和途径的创新,并对教学和实践教学环节及内容进行了改进。
2.1专业培养目标的重新定位
在认识了信息安全学科的特点、知识结构和人才培养基本规律的基础上,我们对专业培养目标进行了重新定位。进一步明确了信息安全专业旨在培养能够从事计算机、通信、电子信息、电子商务技术、电子金融、电子政务、军事等领域的信息安全研究、应用、开发、管理等方面的高级技术人才。同时强调加强通识教育和实践教学,重基础、重发展、重能力、重创造,兼顾计算机学院学生必须的通识基础、数学基础、通信基础、计算机软硬件基础、信息安全基础之间的合理比重。
培养的学生应以学习计算机科学和信息安全理论与技术为基础,兼学通信技术,同时加强数学、物理、法律和管理基础。要求学生在信息安全理论基础和实际能力两个方面都得到培养提高:能阅读本专业的外文资料。学生毕业后可从事信息安全领域的研究、应用、开发和管理等方面的工作。培养目标进一步分层次,按学生特点及去向分为研究型和应用型两大类,区别培养,体现了人才培养的多样化。
2.2改进和完善现有的专业人才培养方案
信息安全专业2001年成立以来,我们制订出一套信息安全本科专业课程系统和教学计划,并在全国开设信息安全本科专业的大学中推广。为更好地提高人才培养质量,加强学生的理论水平与实际动手能力,我们先后进行了三次培养方案的修订。
在改进的培养方案中,课程教学方案贯彻了“少而精”的原则,强化基础知识、应用能力这两极课程,减少、弱化了二者之间课程的分量;尽力合并传统内容,增设新的、与当今信息安全技术发展同步的课程或内容;调整了专业必修课和选修课课程,将原培养方案中的专业选修课(“计算机病毒”、“信息隐藏技术”、“智能卡技术”)改为专业必修课;更加重视学生实践动手能力的培养,努力建立学生自主创新学习为主导的学习机制,实现创新精神和能力的培养。
课程体系体现多学科交叉:开设“信息安全数学基础”、“信息安全法律法规”、“通信原理”、“现代通信”等课程。
体现硬件系统的基础作用:除了常规硬件类课程外,加开“大规模集成电路”、“智能卡技术”、“电磁防护与物理安全”、“嵌入式系统”等课程。
体现操作系统的基础作用:除了“操作系统原理”,加开“Windows原理与应用”、“Linux原理与应用”,形成操作系统课程组。
体现密码与网络安全的关键作用:开设“密码学”与“网络安全”、“计算机病毒”、“网络管理”、“网络程序设计”等课程。
第四年的实习实践教学内容配备了相应的实习管理制度和考核指标。要求学生在大学第二年成立专业学习兴趣小组,制定了兴趣小组的管理规定,为第四年实习实践环节奠定良好的基础。为了让学生明确信息安全专业课程学习的顺序关系,了解各专业课程之间的相互联系,尽早树立专业学习目标,还添加了信息安全专业课程关系图,进一步完善了信息安全专业人才培养方案。
通过人才培养方案的改进和完善,达到了人才培养模式创新的目的,变不适应为适应,变不协调为协调,使我们培养的信息安全人才更加适应社会需要,符合中国国情,体现武汉大学“三创”复合型人才培养的特色。
2.3培养过程和途径的创新思路
新的人才培养模式中,信息安全本科培养按“3+1”模式设置教学计划,即前三年在学校修满所有学分,完成全部课程学习,第四年按学生特点及去向分类安排不同的学习项目,完成培养方案中的实践教学环节。推荐免试攻读硕士学位的学生直接进入到导师的课题组,提前开始研究生阶段的学习和研发工作;对准备就业的学生安排到用人单位或实习基地实习,并要求其在实习基地实习6个月以上,完成毕业论文;未推免并要求留在学校实习的学生安排在学院实验室,按兴趣分组,由专门的老师指导完成所分配的研究或开发项目。
新的培养方案已于2007年全面实施,“3+1”培养模式大大提高了毕业论文的质量,2003级信息安全专业毕业论文的优秀率达到了14%。
2.4进一步加强实践教学
学院高度重视学生实践动手能力的培养,为加强信息安全专业学生的创新能力,除安排一年的实习实践以外,还将实验课程由分散改为集中进行,由验证型为主改为设计型为主。增加了“程序设计训练”实践课程为必修课,调整了“信息安全综合实验”课程的内容,将其变为一个综合实践、测试平台。增加了部分课程的课内实验学时,让学生做到理论联系实际,增加学生的计算机应用能力。
3实践教学改革
新的人才培养模式促使信息安全专业实践教学正在尝试以下几项新的改革措施:
3.1不断改革实践教学体系,增加实践教学内容,改变实践教学的实现方式
新的人才培养模式中,信息安全本科按“3+1”模式设置教学计划,加大了教学实践环节,并将实验课程由分散进行改为集中进行,由验证型为主改为设计型为主,加大了综合设计、创新实验、实训实战的比重。通过对集中实践教学和课间实践教学的课时调整,使实践教学的课时数占总课时数的40%。
实验教学在基础实验、综合设计实验、创新提高实验、实训平台训练、实习地实战训练、毕业设计与毕业论文六个层面开展,不同层面的要求、方法及形式有所不同。基础验证型实验多采用课间实验的方式,综合设计型实验一般在理论课后集中一或两周进行,程序设计训练和嵌入式设计不受时间限制,可跨越四年时间完成。对创新提高型实验,可根据创新设计自主完成。实训平台训练型实验是在教师指导下分组合作,共同完成实训项目。毕业设计与毕业论文可结合导师的科研工作提前开始,加强过程管理,强化答辩环节,确保质量。
3.2积极拓展校外实习基地,通过与企业合作,提高学生专业实践能力
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)45-0128-03
一、引言
研究生的培养不同于本科生,按教育部的相关规定,研究生要求掌握专门的知识和具备独立从事科学研究工作的能力,具有分析问题和解决问题的能力。
从知识结构上看,研究生已经完成了本科的学习,并掌握了本专业的基础知识和方法,需要从更深和更专业的层次上,培养学生的独立研究的能力,包括提出问题、分析问题、解决问题的能力。本文针对“宽带无线通信”课程的教学实践过程中,就遇到的困惑、教学组织、学习能力的培养等方面进行分析,并在实际教学中进行实践。
二、课程教学中的矛盾与困惑
这里涉及到的问题,并非本教学团队独有的问题,很多课程教学团队也可能会遇到同样的问题和困惑。
1.教学内容繁多与课时数限制的矛盾。“宽带无线通信”是近年来兴起的通信领域的重要方向之一,宽带移动通信和移动宽带通信是该方向的重要研究内容,涉及的研究内容广泛,新的研究内容正在不断地丰富课程的内容。在移动宽带化领域,包括3G、4G核心关键问题,如载波聚合、多点协作(CoMP)、中继(Relay)、机会通信、无线资源管理与调度、异构网络等;在宽带移动化方向,包括802.11和802.16的全部内容以及移动性管理等。
研究生课程教学时数少,内容繁多,目前部分研究生课程仍然采用全讲课的方式授课。针对这样的问题,我们认为:研究生课程的教学应更侧重于讲清楚问题,讲清楚解决问题的思想方法,而不用再拘泥于具体的算法和内容上,对学生进行有重点的引导,对于具体的算法和内容留给学生课后实践中去完成。
2.研究生课程教学内容与其研究方向的矛盾。“宽带无线通信”作为通信与信息系统学科的研究生学位课程,与学科的发展密切相关。但不同的导师从事的科研存在较大的差异,部分导师的工作尽管属于通信与信息系统的范畴,但科研方向可能与宽带无线通信不完全相关。导致部分研究生在学习本课程时积极性不高,对布置深入的研究的课程项目,不会主动地去阅读相关的文献和资料,处于被动学习的情况。
事实上,作为通信与信息系统的研究生,应当具备和掌握本专业领域内的研究前沿技术和发展方向,课程的内容对学生仍然是非常有帮助的,关键是如何让学生掌握和理解正确的学习方法。
3.教学内容动态性突出与难以及时跟踪的问题。通信系统在近20多年的时间里,是一个创新不断涌现的时代,新的研究和技术引领本领域内的持续的创新,尤其是无线通信领域。在宽带移动化和移动宽带化的今天,培养具有国际视野的高水平研究生,不仅需要有高水平的科研,更需要在教学过程中,反映学术研究的前沿和关键问题。
全球每年在这一领域要发表大量的学术论文,此外还有很多专利、标准。对主讲教师来讲,要求主讲老师能及时跟踪国际学术前沿,变化教学内容,选择合适的主题,充实和丰富教学内容。尽管如此,主讲教师仍难以把握和体现本领域内的全部研究进展。
4.研究生自主学习意识和自学能力不足的问题。在实际的教学过程中发现,绝大部分研究生尽管具有了英语六级的水平,也初步掌握了本专业领域的基础知识。但在英文专业文献的阅读和理解方面,由于专业词汇量不足,无法很好地把握文献的本质;对关键问题的深入理解能力不足,英文水平结合专业知识的综合能力还有待于进一步提高。
三、“宽带无线通信”研究生课程的教学研究与实践
1.精心挑选和组织教学内容。研究生的教学内容不能拘泥于教材,一本教材从材料的整理、文献的翻译及出版过程等要经历很长的时间,原来新的知识和内容在等到教材用于教学时,可能已经过时了或者已经不再是研究热点。但教材较为系统地讨论了某一学科方向的经典工作,对强化研究生的基础知识、了解和掌握学科的方向有积极的作用。
研究生教学过程中,不能忽视文献和资料的引用,文献和资料可及时地反映本学科的研究动态。在研究生课程的教学实践中,除了要求研究生阅读教材内容外,还需要引入权威的文献和资料。从教材和文献两个方面组织好课程的教学内容。基于本课程的特点,在文献的选择方面,应选择高水平、高质量的近三年内的文献,包括IEEE Transaction,IEEE期刊以及国内权威期刊的文献。
基于本课程的特点,本课程的教学内容主要包括3个方面的内容:移动宽带化和宽带移动化,并充分关注移动的本质及其演化。移动宽带化实质上是指移动通信系统的宽带接入,需要解决两个方面的问题:一是宽带无线接入技术及其演化;二是核心网的演化。前者包括OFDM、MIMO及其组合的方法,以及由此衍生出来的关键理论和技术问题,如信道估计方法、中继、CoMP等;后者则包括WLAN和WiMAX技术,关注QoS和移动性问题的解决等;移动性则是宽带无线通信系统的关键内容,包含了移动通信系统中的移动性管理、移动IP以及异构网中的移动性管理问题等。
在教学过程中,为让研究生全面地了解和把握某个知识点的内容,在讲清基本原理和思想的基础上,适当地选择了部分国内外权威综述性的文献作为教学内容,并帮助学生阅读和理解。例如,在讲解LTE-A的CoMP时,采用了Ralf Irmer等于2011年发表的Coordinated Multipoint:Concepts,Performance,and Field Trial Results综述性文献[1],并在教学过程中,突出文献中难点和关键点,以理解思路和方法为核心;再如,在讲述内容时,采用了Bruno Clerckx等学者2013年在IEEE Trans上发表的A Practical Cooperative Multicell MIMO-OFDMA Network Based on Rank Coordination论文[2],对并对其中的关键点进行了深入的分析和剖析。这种教学模式,一方面可以保证学生掌握基础知识,另一方面也可以让研究生了解国内外的研究动态及研究的热点。
2.围绕课程所涉及的理论和方法的创新开展启发式教学。启发式教学一直受到人们的关注,并在实践中得到了充分的运用。在知识爆炸的时代,一门课不可能讨论本课程所涵盖的所有的问题,需要在课堂教学中,侧重基础、核心关键理论和方法论的教学,并结合国际学术研究的热点和前沿进行讲授,拓宽研究生的视野和思路,引导研究生思考问题,提出问题,并养成正确的思考习惯。
(1)借用式创新。所谓“借用式创新”,即借用以往的方法来解决新的问题。在讲解OFDM原理和概念时,侧重突出的是传统的无线通信调制方式的不足,无法提供足够的接入带宽,研究人员引入了正交性原理,将信道划分成多个正交的子信道,实现并行并输,为用户提供更大的接入带宽。其实这一想法并不新,在通信早期的研究中已经采用正交的概念。并在此基础上,不断地启发研究生思考,采用了OFDM后,还有什么问题需要解决呢?进而提出信道估计、同步等问题;类似这种创新的思想,在宽带无线通信中,有很多例子,如MIMO的引入,其实就是通信系统中的空间复用,但MIMO在实现的过程中,也经历了很多问题,如天线间的距离问题、信道估计等问题。
(2)用批判的眼光发现问题。培养研究生在阅读文献和听课时,学会用批判的眼光去看待事物,发现新问题。问题的深度、高度和水平越深入,则创新性就越强。但不能全盘否定他人的工作,大胆怀疑和挑战本身没有错,但需要尊重他人的成果,尤其是权威文献和经典的工作。
事实上,很多创新是建立在原有工作的基础上,作适当的改进以满足新的要求。例如,移动通信系统就是在原来的固定网基础上演化而来的,到目前为止,移动通信系统中的很多技术仍然沿用了固定网的技术,如交换技术、传输技术、信令等,只是对固定网中不支持移动的部分进行了改进和创新。例如,通过基站覆盖来解决与用户的连接问题;为进行移动性管理,增设了归属位置寄存器和访问位置寄存器,并由此提出切换的概念和方法等。
(3)把握对问题本质的理解和认识。理解问题的本质往往比仅论算法和理论更为有效。在讨论WLAN时,在讲清楚WLAN的概念后,突出WLAN的共享介质的问题,共享介质带来了帧的冲突。因此,在教学过程中,在课程教学时,将重点放在MAC的调度机制方面。通过收集各种文献和资料,包括IEEE 802.11的标准,专题讨论MAC层调度机制及其演化。为解决共享介质的冲突问题,传统的方法是CSMA/CA,但这种方法是一种尽力而为的方法,没有考虑业务的差异。为解决这一问题,人们提出了有QoS保证的MAC层调度机制。在IEEE 802.11标准中,提出了两种基本的机制,即分布协调功能(DCF)和点协调功能(PCF),提出了多种间隔的时间,如PIFS、IFS等参数。在此基础上,人们利用这些参数,对不同类别的业务进行分类管理,几乎所有的算法改进和创新均是基于参数的调整;通过实例算法的讨论,进一步突出MAC层调度机制的核心思想是有效的避免冲突,而非事后的检测。
3.通过文献阅读增强学生自我学习的能力。文献阅读能力是研究生学习阶段的重要内容之一,也掌握和了解国内外研究动态的有效方法,因此,积极引导研究生阅读并把握文献内容的把握也是课程教学的目的之一。
学术论文主要包括3部分的内容:①论文所要解决的问题;②具体的解决办法;③证实解决方案的有效性,包括证明、实验和仿真等。通常,这3部分通常分布在文献的不同部分。
论文所要解决的问题,通常在摘要、引言、相关工作、问题陈述和约束部分有详细的描述和讨论。在阅读文献时,首先要把握好作者的问题,尤其是摘要和引言部分,作者通常会指出问题研究的背景、现有的成果以及表明作者所作的工作理由等,并且通常不会用形式化的方式描述问题,一般可以理解清楚。因此,阅读摘要和引言十分重要,同样摘要和引言的清楚表达是关键。
把握解决问题采用的方法和学术思路十分重要,好的学术文献,通常会描述其采用的方法和学术思想。但研究生在阅读文献时,通常会陷入数学公式,如果再遇到数学基础不太好的话,就难以理解作者的核心思想了。
证实解决方案的有效性往往会被忽视,其实这部分工作对论文采用的方法和学术思想支撑,也是研究生提高动手能力的有效途径。本课程的文献大都采用了仿真和实验的方法来证实方法和学术思想的有效性,包括实验和仿真环境、建模方法、比较对象的选择、实验和仿真过程、数据处理方法以及仿真或实验结果等。
在本课程的教学实践中,指定了一些权威文献,让学生课后阅读,并在课堂上进行交流。要求研究生在讲解时,忠实对原文的理解。
结合英文文献让学生正确理解专业词汇也十分重要,很多专业词汇,理解不正确会影响对整篇论文的理解,如通信中经常用“Paging”一词,不能译成分页,在移动通信系统中这个词的正确理解为“寻呼”。诸如此类的词有很多,如“Cluster”,理解为“簇”等。
通过对文献的阅读,也可提高研究生学术论文的写作方法和技巧。
四、结论与展望
本文总结了在“宽带无线通信”课程中的教学实践中一些体会,包括教学内容的选择、结合创新思想的教学组织及研究生文献阅读能力的培养等方面。在教学过程中,从学生的反映和教学督导听课的评价来看,这样的教学实践,具有很好的教学效果。
参考文献: