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安徽邮电职业技术学院通信工程专业以“专业能力培养”为核心,根据构成学生能力各基本要素之间的相关性及教学内容之间的关联性,对形成学生能力要素相关的课程教学内容进行有机整合,组成面向学生专业能力培养的专业基础课程、专业课程和专业选修课程三大专业课程模块。(1)专业基础课程模块,通信工程专业基础课程模块主要由电路原理、模拟电子技术、数字逻辑与数字分析、信号与线性系统、数字信号处理、通信原理、电磁场与电磁波、高频电子线路等组成。专业基础课程模块以信号与线性系统和通信原理为核心,通过加强通信网络基础等理论的学习,培养学生数字信号处理的学习能力;并以训练通信信号、系统的分析设计能力为中心,使学生全面掌握通信系统分析与设计的基本技能。(2)专业课程模块,通信工程专业课程主要包括光纤通信、移动通信、程控交换技术、通信网等。通信工程专业课程模块将以现代通信技术为核心,通过加强通信技术理论的学习,使学生掌握现代通信技术的应用技能。(3)专业选修课程模块,专业任选课程模块则由电子线路EDA、MATLAB、自动控制原理、数字图像处理、DSP原理及应用、嵌入式系统及应用以及通信新技术系列讲座等组成。专业任选课程模块以开阔学生视野、培养学生综合能力为重点,通过一批反映通信工程发展前沿的课程和系列讲座,让学生逐步了解现代通信工程技术的现状和发展趋势。三大课程模块的建立强化了课程之间的理论体系,优化了教学内容,提高了教学效果及教学质量。
2强化实践教学体系建设,构建实践教学新体系
以培养专业能力为目标,重新构建教学体系,加强对实践教学体系的建设就要做到注重对学生个人能力的培养的整体设计,将实验教学作者主导思想贯彻落实于每一个教学实践中。对学生的培养要注重其个人的学习基础,加强学生对所学知识的应用,紧跟学科的前沿,培养学生分析解决实际中的通信工程的问题的能力,提高学生就业率。每一个实践环节都要具有设计、综合、创新性,以保证学生实践能力可以更上一层楼。不断深化改革完善教学体系不仅可以提高实践教学在教学活动中的地位,还有利于培养新一代具有应用、工程、创新性的高级应用型人才。加强课程设计、实习—含了解实习、生产实习和毕业实习和毕业设计等环节的实施与管理,把工程化教育和学生实践能力、应用能力的培养落到实处。实验教学内容和体系的改革是实验教学改革的重点和难点,创新实践教学体系要紧紧围绕创新教育对人才培养的要求,既要注重纵向知识体系的系统性和完整性,又要注重横向知识体系的相互渗透相互促进;既要考虑到学生的共性需求,又要成分注意学生的个性发展;既要发挥教师的领导和主导作用,更要注意学生主体作用和自身能动性的发挥。
3加强校企合作,建立校外实习实训基地,提高学生工程实践能力
真实实习是实践教学体系的重要组成部分,对培养学生工程实践能力至关重要。本专业亟需在校内校外建立一批集实验、实习、模拟训练和岗位实践诸功能为一体,兼具素质教育、创新意识培养的实践教学实训基地,同时要和企业一起共同制定更加符合企业用人需求的实习实训方案,让学生有机会直接进入知名企业开展测试、开发和设计工作。这些改革措施对学生熟悉工作环境,积累工程实践经验及提高工程实践能力是必要的,也是必需的。
4引入国家级专业技能考核体系,实施双证教育
通信工程专业引入工业和信息化部人才交流中心授权的“全国电子专业人才考试中心”,可开展“通信设备终端维修”“EDA设计与开发”“单片机设计与开发”“PCB设计”“电子组装与维护”五个科目人才考试与测评工作。采取“毕业证+专业技能证”相结合的模式,以国家级专业人才考试作为人才培养质量的检验标准,学生动手能力得到了极大的提高。
5结束语
通信工程应该在全面了解施工的实际情况的基础上,根据不同的施工方法来制定计划目标。除此之外,还应该融合现阶段已经有的施工技术以及资源、器材等等来对工程的各方面来进行更好地全方位地统筹。在大多数的情况下,通信工程的施工都会比较复杂,所以我们必须一手抓质量一手抓安全,做到两全其美。根据通信工程线路的施工容易受到外部的影响的原因,施工工作人员应该重点关注工程施工的进度、完成的质量等等的企划工作。施工部门应该根据工程的实际情况,采购工程实际所需要的资源,根据通信工程的需求来进行编制。审核的内容应该包括用人的需求、工程车辆、施工器材的需求等等。由于通信工程的建筑施工是需要工作人员很多的工作,需要大量的人力资源,那么施工部门就更应该做好施工人员的企划。这个企划一定要根据实际情形来制定,避免造成缺少施工人员或者是人员松散闲逛的状况的发生。
我国目前在通信工程方面取得了巨大的成就。但是依然存在着一些问题。本文根据作者自身的体会以及目前我国通信工程的实际状况,提出了以下几种的解决方法:
1坚持施工设计的各项原则
这一项包括了很多个方面,比如说;工程施工队伍的审核,检查这支队伍是否能很好地建设完成整个工程;还有施工设计应该符合国家的标准,要充分的按照施工的要求、考虑各方面的条件,要理解以及落实质量与安全同在的原则。具体又包括下面几个部分:(1)整体性。施工组织设计必须具有整体性。它应该包括工程的研究、工程的施工队伍、工程的设备器材、工作人员以及各个方面的设计,应该具有相对的整体性。(2)可实施性。工程施工组织设计应该是可以实施的,各方面的计划,都应该是可以认真实现的。(3)主题性。应该充分理解整个工程施工的内容以及特点,制作出的计划应该主题鲜明,具有一定的主体性,避免主题不清晰的情况。(4)科学性。施工组织设计应该丢弃落后的方法,运用新型的科学技术,让整个设计更加符合现代的标准;引进先进的设备器材,让整个工程更加的科学。
2根据施工中的实际问题,提出解决的办法
一般来说,在施工的过程中都会出现各种各样的问题,比如说:由于天气的原因,使得工程施工不能顺利进行,最终不能按时完工;整个材料市场的不稳定,使得原材料成本上升等等问题。在这种时候,就应该分析工程的实际情况,按照工程进行过程中各项因素的变动,来调整或者是制定新的计划。
3施工过程中进度的问题
信息系统工程监理就是指具备相关资质的监理单位,在依法设立后,受雇于业主单位,在遵守国家相关法规规范的基础上,对工程项目实施信息系统的监督管理的过程。信息系统工程监理的整个过程包括“三控、两管、一协调”。“三控”即对工程的质量、投入及进度进行有效控制;“两管”即管理合同与信息;“一协调”即监理要帮助信息系统建设的双方开展工作。监理工作的宗旨就是通过有效的规划,有效控制工程项目的进度、投资和质量,主要采取的方法是规划目标、动态控制、组织协调和合同管理;它包括了信息化系统工程的整个生命周期:招投标立项——需求分析——设计总体方案——开发应用系统——安装系统——测试系统——验收。
2信息系统工程监理主要构成
监理人员应该在信息系统的整个过程中发挥本来的功能。主要包括对系统的初级和中期阶段进行控制:运用自身的工程管理技术和经验,对相关的硬件设备进行有效的安装管理,并开发和监督软件系统的工作;有效控制投资、质量和进度,争取提供优质的监理服务。具体而言,信息系统工程监理主要构成包括以下几方面。
2.1控制进度、质量和成本
进度控制就是指根据已定开发计划开发软件产品,而监理人员的工作则是有效管理软件开发的进度,最终确保工程符合招标合同的进度计划,并且顺利完成。质量控制就是通过开发优良性能的软件,最终确保软件质量。在开发软件时,并需对合同有一个正确而又全面的认识,并监督控制好软件开发的各阶段,确保工程质量符合客户的要求,并很好的运行,做好软件产品事前、事中及事后的评估。成本控制的出现是因为软件开发需耗费大量的人力物力,并且因为这些投入很难控制,所以,监理人员必须控制好软件开发工程的成本。具体而言,就是控制好信息系统工程软硬件的购买成本,对工程中的实际人员配置和工程进程成本进行控制,确保开发造价在预计成本范围内。监理人员要做好成本控制必须控制好设计阶段和施工阶段的成本投入。
2.2组织协调
在工程的建设过程中,对承建单位、业主单位和相关单位进行关系协调,以便确保工程的顺利实施。组织协调的主要的工作内容有:协调施工单位与建设单位之间的工作,并且测试修改后的结果,在进行汇总后上报给建设单位;做好与建设单位的沟通,妥善处理工程施工过程中各种突发事件,并及时向投资方汇报系统测试的进度和事故的处理结果、过程。
2.3合同和信息管理
2.3.1合同管理
监理人员协调业主和相关开发人员的关系,并且有效调解合同中存在争议的地方,本着以客观事实为依据的心态,保护参建各方的利益,确保工程的顺利开展。
2.3.2信息管理
科学记录工程的整个过程,并且切实确保工程文档的完整性。有效管理相关的信息开发,以便为工程的后期检查和竣工后的维护提供参考依据。
3完善信息系统工程监理的对策
3.1做好咨询、监督和控制
监理工作最重要的一步就是管理并规范相关流程,首先是要做好咨询工作,并在此基础上做好施工管理。在具体的监理工作中,可以同时使用咨询与监督。咨询工作做的越好,越具体,就越能为监督工作打好基础。并且在做好咨询工作基础上,让监督工作更加协调和健康的发展。由于咨询工作必须重视执行基本工作,其中也涉及到熟练掌握和理解工程技术。总结并对施工方的需求、业主的需求、设计的概要内容和详细内容等文件做好整理归类,为以后工作的顺利开展打下基础。监理人员可以在利用这些文档的时候,就了解业主的具体需求和工程的实际情况,并在咨询相关文档内容的同时,能够制定出有效的监理报告,并把相关报告交给业主和施工方。一个工程项目总会存在一些这样或者那样的风险,只是风险的程度存在差异。从参与的第三方来说,这种风险就是一个挑战,要有效避免风险需要三方的协调配合,在工程项目的初始阶段就应预测导致风险的相关因素,以便在工程的实际进行过程中做到有针对性的规避。监理人员在工程的施工过程中一定要做好监理工作,并随时结合项目的实际情况和那个时候的外部因素,预测和综合分析工程项目进行中评可能存在的风险,以便有效控制风险,并强化整个工程对抗风险的能力。
3.2确定三方工作流程
由于软件开发工程的独特性,并且软件系统的建立时间不长,监理人员往往容易忽视工程细节。但是,细节在软件开发工程中,是一个会直接关系到工程质量的重要部分,所以,需要第三方在其中做好监督控制工作,并仔细审核软件开发中的细节问题,做好监理工作。在具体实施时,应该制定三方工作的流程规范,形成稳定的工作监理,并且规范必须得到业主的许可。
3.3实施过程中的监理
软件的开发过程包括很多个流程,需要将各个环节协调配合好,在进行软件开发时,需要各种技术人员和多种工序的密切配合,最终使得产品能满足相关要求。
3.4系统初步检验
软件系统的初验是为了在最短的时间里有效地使得用户适应软件系统,强化软件的生命力。这是开发软件中对于测试管理的较早形态,在初验后可以对软件的质量和性能进行有效了解,继而做到优化处理相关软件。初验必须严格遵循基本流程,才能真正彰显初验在监理中的功能。在进行初验时必须符合下列条件:必须是在集成方开发结束后;在监理人员完成了二次针对性的检验后;子系统已经处于上线试运行的过程中,并且已上线一个月的时间。
3.5以合同管理作为核心
监理方要做到管理合同的科学性,确保工程能按期完成。在签订合同前,监理方应该协助业主方制定合同,最大限度的避免承建方对合同的异议和疑问;监理人员还应协助业主方对合同内容进行审核,认真研读每一个条款,防止歧义和纠纷的出现。在具体执行合同时,监理方必须立场公正、坚定,有条不紊的对施工中出现的纠纷进行处理。一旦双方存在争端,监理方就应该在协商的基础上,尽量早日解决,尽量不要延误合同的履行时间。
3.6质量保证机制的构建
建设信息系统工程跟制造产品的道理一样,都是为了最终获得一个高质量的信息系统工程。为了做到对工程质量和结果的有效衡量,监理方一定要在结合业主方的要求的基础上,搭建一个质量评价标准,再在这个的基础上构建一套完善的质量保障评价机制,以便确保产品的质量。
4结语
针对当前地方性院校通信工程专业实践教育模式的不足进行反思,该文从适应行业需求的人才培养目标出发,明确分析了现有实践教学体系的缺陷。在此基础上,结合校企合作共建通信工程创新实践基地的探索经验,提出了项目驱动型通信工程实践教学体系的构建方案,逐一分析了该实践教学体系的各个重要环节及其相应的教学实施方法,为创立“联动式”通信工程师培养模式进行了有效尝试。实践表明,该方案可切实满足通信运营企业对应用型工程技术人才的需求。
关键词
通信工程;项目驱动;实践教学;校企合作;电信运营
提高教育水平、培养高质量应用型人才必须走产学结合的道路,通过校企合作共建实验实践教学基地,以该基地为依托开展内容丰富的工程实践教学活动,能够有效压缩本科毕业生适应通信运营企业的时间,对于提升学生的专业素质有很大的促进作用[1-2]。结合近3年的实践教学经历,对构建基于项目驱动型的通信工程实践教学体系进行了有效尝试。教学实践效果表明,该体系可有效提高学生的学习积极性、激发学生主动学习的热情、强化学生的工程实践技能锻炼,在提高学生就业率方面收到了良好的效果。本文以构建项目驱动型通信工程实践教学基地为主线,分析了当前通信工程实践教学环节中存在的问题,以通信运营企业实际需求为中心,提出了一种通信工程专业课程实践教学体系新构建模式。
1现有实践教学体系的缺陷
通信工程学科知识覆盖面广,汇集了当今诸多信息处理的最新技术。这一学科不仅与电子科学技术的基础知识、电子技术的最新发展有十分紧密的联系;同时在计算机科学及网络通信技术的综合应用方面对学科教学提出了更接近生产实际的要求。该专业从理论课程到实践教学,每一环节都能够体现其鲜明的工程专业特色[3-4]。要求学校所培养的通信工程专业学生既有扎实的理论功底又有较强的实践操作能力,只有如此才能满足企业的需求。然而,受到资金不足和物质条件的制约,大多数学校难以快速地把产业最新技术引入实践教学环节。汇集通信工程最新技术的实践教学基地建设则需要投入大量的财力、物力。而目前多数地方院校的相关实验过程中最常使用的是一些分散、相对孤立的实验箱,这种教学活动侧重于通信信号的处理分析,难以从通信网综合层面向学生传授通信网络结构、工程应用相关的专业知识,学生得不到系统的工程训练,难以形成适应企业需求的有效对接。究其原因有如下两点。
1.1考评机制对实践教学不够重视
在当前的高校教育体系大背景下,教师职称的评价体制还缺乏突出实践教学重要性的考核指标。评价机制的导向性政策倾向造成了专业教师对实践教学严重投入不足,进而影响到实践教学的质量。如果能从职称评定的考核机制上切入改革,将实践教学与教师职称挂钩,必将能引导教师重新重视实践教学,从而不断探索实践教学的创新方法和机制。企业用人单位对职业技能的要求越来越高,国家对职业技能中心和高校本科工程研究中心越来越重视,足以表明实践教学是一项重要的教学工作。只有妥善协调考评机制与行业需要之间的矛盾,就一定能为通信工程实践教育指明一条正确的道路。
1.2实践教学与企业需求不够协调
由于高校受自身基础条件不同和经费的限制,再加上新技术、新设备在通信工程中不断涌现,使得实践教学条件与实际工程环境的对比差异很大。目前多数高校通信工程专业实践课设置方式较单一,只有部分实验课程和课程设计,缺乏面向企业需求的实践环境。部分高校通信工程专业的实践教学课程以验证性和演示性为主,缺乏创新性,不能适应通信技术的发展。部分高校培养学生的实践能力与实际工作能力严重脱节,单纯从实践技术能力来比较,部分地方院校所培养学生甚至还不如职业学院培训出来的与业技术人才。从人才需求分析,多数通信运营企业更加青睐有大型通信设备的实践操作经验的毕业生,而目前主要通过学生进入企业后的新员工专业技术培训来丰富其经验,这就使得毕业生与熟练员工之间有一道明显的“鸿沟”[5]。突破这一道“鸿沟”就要培养学生的工程师素质,提高学生的实践能力。本文从地方院校解决通信工程教学环节中的专业技能培养问题出发,提出了通过“校企结合、项目驱动”方式构建通信工程专业课程实践教学体系的设想。通过“校企共建”缩小产、学之间的距离,增强了学生对企业、新技术的适应能力。在教学环节引入“项目驱动”的教学方式可有效提高学生的学习积极性、激发学生主动学习的热情。
2构建项目驱动型工程实践教学体系
项目驱动型工程实践教学体系将学科体系中的知识内容转化为多个实践教学项目,使学生能够直接参与实践项目实施全过程[6]。依据通信工程专业特色,笔者认为要构建基于项目驱动的实践教学体系,首先需要企业与学校的共同参与,合作建设一个真正面向企业需求的通信工程实践基地;其次,需要专业教师与企业专业工程师的协作分工,规划出适应企业发展、符合通信技术演进方向的实践项目内容;最后,需要学生与实践项目指导师的互动参与开展实践教学,并建立和完善实践教学体系的反馈、评估机制,以形成对实践技能培养的正确引导。
2.1构建面向企业需求的工程实践基地
通信工程实践教学体系的构建首先要在原有的验证性、演示性实验基础上引入更多的通信企业一线运营设备,完成相关实验设备的硬件更新;其次要充分结合通信工程学科发展特点,在实践教学环节注重通信技术应用技能的培养,拓宽学生的就业范围适应能力[7-8];最后,要强化学校与一线企业的联系,引入企业级的人才培训软环境,使得学生能接触到最新的通信技术并很好地掌握这些新技术[9]。要完成这方面的工作,需要投入大量的人力与财力,可能使多数地方性院校畏而却步。为破解这一难题,温州大学联合当地的主流通信运营企业———温州电信展开全方位合作。以温州大学主建,辅之以温州电信公司向学校赠送VOIP语音交换设备、数据通信及接入网传输系统(包括通信技术实训设备以及必要的辅助材料、工具等)。通过前期的合作建设,网络具备了如图1所示的规模。该实践基地不仅可为课内实验实践教学服务,作为相关专业学生的校内实习基地,还能够以开放实验项目等形式为学生课外实践教学提供平台,促进学生相关实践技能特别是关于广域网、接入网设计、维护和管理方面的实践能力培养,使学生能更好地接轨实际工作岗位,满足通信行业岗位需求。以该实践基地为载体,通过聘请浙江移动、温州电信、浙江华信设计院等通信产业相关企业的资深工程师为校外专家指导师,定期开展网络与通信工程方面的专题报告,对于提升学生的技能素质、增进学生对本专业技能的理解有很大的促进作用。
2.2规划面向企业需求的实践内容
上述工程实践创新基地为通信工程教学过程提供了实物硬件基础。如果说实物硬件条件是建设项目驱动型工程实践教学体系的前提,那么规划出合理的通信工程实践内容则是该实践教学体系建设的核心[10]。为完善这一核心内容的建设,需要联合通信产业链上设备制造、网络运营与综合应用3个环节的技术工程师对学校教育中工程实践的体验,充分考虑通信网络结构特点及学校对行业需求人才的培养要求,从行业“云、管、端”的整体产业发展角度实现学生职业能力及实际动手能力的培养[11-12]。通信工程实践内容设计过程中通过在接入层、传输层、交换层、业务层等网络结构中各个模块的灵活组合、分批分步建设、平台互联互通性制定等建设方式,可实现在校园网环境下模拟完整的电信运营商环境,实现商业运营环境中各项业务需求的在校实践的教学目标。
2.2.1综合接入层
以行业应用最为广泛的ADSL/LAN宽带接入相关实践为主要设计内容,同时涵盖了最新接入网技术发展的XPON光接入相关实践内容,并把已成为通信行业发展热点的3G无线通信接入实践内容作为重要补充。
2.2.2传输网络层
以行业大规模部署的SDH光传输技术相关的实践内容和解决大量数据回传的PTN分组传输技术方案为主,同时包括了为解决核心层、骨干层的智能业务部署为目标的ASON光传输实践内容。
2.2.3交换网络层
以传统交换技术的程控交换和NGN软交换实践内容为主,同时兼顾基于IP语音交换解决方案的VOIP实践内容。
2.2.4业务应用层
以部署各种业务的电信业务开发为主要内容的实践项目,涵盖了能反映最新行业发展动向的物联网实验实践项目、4G手机终端开发实验实践项目,同时也部分包括了对无线网络进行综合测试分析的网络规划网络优化实践项目。上述4个层面可形成面向通信工程及应用的实践教学体系内容架构。这4个层面相互依赖,互为补充,每个层面的实践内容联系紧密,环环相扣,对于学生全面掌握通信工程相关技术有实际价值。经过通信设备制造企业、通信运营企业技术工程师及学校专业教师的精心规划,我们设定了语音交换、数据通信与宽带接入、光传输技术3个大的实践项目组,每个项目组下又涵盖了认知性实验、综合设计性实验、课程设计性实验及创新设计性实验4种不同难易程度的若干个小项目,形成了不同难易程度互补的实践操作内容,对于学生全面掌握相关的通信工程技能有很强的实战锻炼效果。通过上述项目的实践锻炼,学生对于一般的通信运营企业传输网络管理技能岗位有了深入的了解,可以直接胜任该岗位的一般性日常事务的处理。通过这类实践内容的锻炼,对于培养符合通信运营企业需求的合格人才有很大的促进作用[13],丰富了实践内容的通信工程实践教学体系能够提供完整的通信工整网解决方案,学生通过在此环境下认识整网的运行环境,并且可以进行各种设备调试、业务模拟、故障分析、课题设计等,实现各平台环境下的业务需求,达到实践能力的全面提高,提升了学生的职业能力和就业能力。这为应用型通信工程专业人才培养提供了可靠的实践基础,为学生综合能力的提高和专业就业率的增长提供有力支撑。
2.3开展项目驱动型实践教学活动
项目驱动型教学,是通过实施一个完整的项目而进行的教学活动,其目的是在教学过程中把理论与实践教学有机结合起来,充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。项目教学法可追溯到16世纪末在意大利兴起的建筑和工程运动,在18世纪欧洲的工读教育和19世纪美国的合作教育中得到推广。经过多年的发展,项目教学法在专业技能教学领域已形成了完整的教法体系[6]。在项目驱动型教学主线基础上,可以围绕所设定实验实践项目开展教学。首先,通过教师演示实验和实践指导,以学生认识实验现象为导向,对相应的知识点形成一个感性了解,形成学习知识内容前的思维准备;然后,启发学生带着问题进行知识点与实践操作要领的讲解与教学,通过学习与认知过程形成对知识点的理性认识;最后,在理性认识的指导下回到实践项目,这时学生已经能把所获得的知识技能融会贯通地应用于实验操作过程,实现从理性回到感性的认知升华。要完成项目驱动型实践教学过程,关键在于合理设置实践项目,介入实验项目要体现出吸引力,又能衬托出相关理论知识的连贯性;实验项目的总结是个画龙点睛的过程,需要在工程实践内容的软条件支持下,构建以项目为载体、教师为指导、学生为主体的实践教学环节,该环节决定这一教学方法的现实可操作性。为了能更高质量地完成实践教育环节,丰富学生实操技能,我们将教学环节的最后一站部署在一批稳定的校外实习基地上。先后与市气象局、城投集团、移动公司、电信公司等单位建立了长期友好的合作关系,以专业见习或毕业实习的方式开展教学活动。从中聘请有丰富工程经验及特长的专家、技术骨干为学生做讲座、指导实践环节,拉近了学校与企业的距离。这些技术人员也可以将先进的仪器仪表带进校园,讲解仪表原理、使用并演示,由于这些仪表价格昂贵,学校实验室受资金的限制无法配备,而在实际工作中会经常用到,通过这种形式很好地弥补了学校仪器仪表的不足。安排学生到这些单位参观和顶岗实习,给学生提供机会进行职业素质的训练,增进了学生对企业文化的感受,增强了工程应用能力和岗位适应能力。
3实践效果分析
经过上述项目驱动型通信工程实践教学环节的设计与实施,并在我校通信专业尝试推广,为有兴趣的通信专业学生提供必要的面向企业的真实生产环境条件,帮助其在轻松和谐的实践中逐步提升自己的创新能力。通过3年的摸索,结合我校率先开展的“卓越计划”的试点工作,逐步形成了“联动式”通信工程———卓越工程师培养模式。在这一培养模式下,项目驱动型通信工程实践教学体系取得了显著的成效,突出表现在:所搭建的实践平台为学生营造了一个以通信企业工程应用为背景的学习环境,提高了学生的实践操作能力;所设计的实践环节以学生学习兴趣为引导,激发了学生的探索精神和求知欲,促进了以创新为先导的工程意识的培育;所规划的实践内容培养了学生的实践动手能力,拓宽了学生通信工程的知识面;实践过程提高了学生的沟通协作和相互学习能力,强化了学生团队合作的工程素质培养。通过实践平台的建设与实践项目的运作,学生适应通信工程类企业的实践技能得到了实实在在的培养,缩小了高校教育与就业需求之间的差距。调查数据表明我们开展“项目驱动型实践教学”已逐步取得了实质性效果。3年来,用人单位对毕业生的认可度逐年提高,即使在就业压力日益加剧的大背景下,近3年本专业学生的就业率仍能保持一个稳中略升的势态。根据麦可思年度《中国大学生就业报告》蓝皮书调查结果,近3年通信工程在全校各专业排名中能够一直稳定保持占据前3位的优势。第三方调查的客观数据表明,在地方性高校的通信工程专业开展基于校企共建实践基地的项目驱动型实践教学是能够取得实质效果的。
4结束语
构建通信工程实践教学体系离不开上述3个环节。校企共建工程实践基地是物质基础,实践项目内容是核心,项目驱动开展师生互动实践教学活动是载体,三者缺一不可,构成了一个统一的实践教学有机体。通过项目驱动的形式引导学生主动学习,使得学生能够准确把握通信工程实践操作各个环节的要领,构建统一的工程实践技能认知体系,对于培养符合企业需求的复合型、应用型人才有着重要的现实意义。项目驱动型实践教学体系理顺了通信工程实践教学的各个环节的层次关系,突出了专业实践教学活动中必不可少的诸多要素,这对于建设地方特色的工程专业学科体系有很强的实践指导意义。
作者:李昌 万毅 阮秀凯 单位:温州大学物理与电子信息工程学院
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【关键词】通信工程专业 体系建设 队伍
通讯工程专业建设体系应包括学科基础体系、专业和专业包含专业方向的知识体系和专业实践等内容,其中,通识教育内容应该包含人文社科、自然科学以及数学,经济管理和外语,计算机技术以及实践活动等知识体系。学科基础知识体系应包括电路电子专业领域,信号系统、控制领域,计算机知识领域,以及电磁场等领域知识,专业方向知识应包括交通通讯系统,交通联网等相关知识,专业实践应包括课程实验,课程设计等专业内容,一系列的专业实践技能。
一、专业评估体系建设
进行专业评估是十二五期间教学改革的建设目标之一,继续升华普通高等学校本科教学工作水平,通过师职队伍建设,教学条件、课程内容体质改革等多方面的体系建设,可以明确通信工程专业建设的内容与目标。
师职队伍的建设应该包括专业教师的年龄、学历学位、职称、专业背景、学科结构等方面的内容,主要表现为教师是否使用教学的发展,有无学科带头人的经历,如何形成学术梯队的条件,是否有相当数量的教学骨干,以及,获得硕士、博士、副高职称的教师比例。
师资队伍建设的还应包含本专业教师人家发表学术论文的数量,获得省级以上科技奖项的数量,高水平的学术论文,副高职称以上教师的引进,等等。为了加大对年轻教师的培养力度,要争取本专业发展更多的高层次人才,调动教师从事本专业科研技术发明的积极性,完善科研项目奖励基金建设。
二、教学方法与方式的体系建设
通信工程专业建设的体系应有实践教学体系和专业知识的体系,两者紧密结合,教学内容应该由简单到复杂,通过设计型实验,进步到综合实验,在实验手段上,无比采取硬件软件相互结合的办法,。因为通信工程专业知识体系由各个不同学科的知识领域构成,通过不同层次的实验教学计划可以培养和激发学生眼中理论的能力,设计能力,更好的达到综合应用知识的能力。
与其他专业相比较而言,通信工程专业建设要有一套比较完备、合理和科学的教学计划和教学体系,按照人才培养模式和课程改革的要求不断完善达到教学计划目标。在这里,可以通过各种方法不断提高教学效果和教学目的,提高毕业生的就业率,积极开展第二课程活动,培养学生动手实践的兴趣和能力,规范管理学生参加各类学科竞赛活动,也要成立人才领导小组,选派教学和实践经验丰富的教师为学生提供讲座和实验讲解,让那些经验丰富的教师担任转职卡知道,争取获得更多好级别更高的参赛作品,动员广大教师和学生踊跃参加各类科技实验比武竞赛中去。
在教学条件的指标上,有设有实验室、实习实训基地以及,专业图书资料等几个指标,主要是有生均教学科研仪器设备,有开放性的实验室,在校内外有稳定的实习实训基地,专业图书馆等等。
所以在教学资源方面有重视通信工程专业的体系建设,必须投入大量资金,改善学习和实践环境,加大实验建设力度,完善信号与系统、移动通信、光纤通信等专业实验室,不断完善扩大实习基地的规模,将实习基地建设形成制度化。
三、教学制度与管理建设
高等学校要完成日常的教学教务活动,必须制定系统化、规范化、科学化的教学管理制度,使教学教务活动的每一个环节要有指导、有监督保证教学计划按时完成,保证教学质量,整体上各项教学指标达标,这些都是最基本的前提。
在软件方面,体系化建设还体现在,文字与表格的一些关键性指标,需要实实在在的材料和数据体现,比如,各种职称证书、学历学位证书,获奖证书,合同,论文、教材、实习报告等等,在平时的体系建设过程中务必将这些档案材料的搜集、汇总,成为一项关键工作,这就要求在平时日常的教学活动中,要有意的收集积累这类与本专业相关的档案资料。
四、课程与核心课程建设
按照专业指导意见,通信工程专业建设要开展广泛调研,参考名校的培养方案,构建通信工程专业核心课程框架,逐渐形成完整的课程,分为基础课,学科基础课,专业基础课,专业与计算机能力培养等五个方向的培养课程。各个课程下应该设有核心和主干课程,各课程与课程群之间也须有横向的协调关系。专业基础核心课程为通信原理、通信电子电路以及数字信号处理,强调通信工程专业的基本概念,一些基本原理和理论,更多的则是基本技能的培养,专业课的核心课程为光纤通信原理,现代交换技术,无线通信,这方面的课程更加强调专业素质的培养,让课程出于核心地位,对其他课程形成辐射作用。
五、科研成果转化为教学资源
通信工程专业是一门实践操作性很强的专业,要多采用教学科研互动机制,将“运动平台总线”、“系统电磁兼容”等方面的科研成果有效融入到专业教学的实践活动中去。特别是“无线电通信”“电波传播”“信号与信息处理”“嵌入式系统”等课程要建立常态的教学平台,让教学案例常用常新。
其次要多举办开设技术论坛这样的前沿讲座,学科带头人要为优秀人才营造一个良好的学术氛围。对现在的大学生而言,他们更需要产业技术的探讨,为成为未来的企业家和技术精英而积累宝贵经验。这些活动不仅能够让学术理解产业的前沿技术,还能够让他们对本学科在企业中的商业模式、运营管理、商业策划、技术管理等多方面有一个大致全方位的了解,这对本专业毕业生提高对企业人才预期有很大的帮助,提高自身作为未来企业人才的知识和能力要求。
六、结语
通过学科竞赛、课程实验、综合实践设计和毕业论文等等方面的教学教育实践活动多做探索常识,让通信工程专业体系建设成为一种持续有效改进的过程,根据通信技术的发展和通信企业对人才要求,与时俱进,不断改进教学与实践课程内容,让教学手段与教学方法不断更新。
参考文献:
[1]杨树臣.通信工程专业“3+1”教学模式的研究与实践[J].吉林工程技术师范学院学报.
[2]刘丰年,果鑫,杨伟丰.面向“通信工程”专业培养的方向课程体系改革与实践[J].教育与教学研究.
关键词:卓越计划;校企合作;课程体系;项目管理
作者简介:刘立程(1972-),男,福建上杭人,广东工业大学信息工程学院,副教授;郝禄国(1968-),男,河北霸县人,广东工业大学信息工程学院,讲师。(广东 广州 510006)
基金项目:本文系广东省高等教育教学改革工程项目“‘3+1’校企合作模式培养电子信息类专业卓越工程师的方案制定与改革试点”、广东工业大学高教研究基金项目“信息工程专业‘卓越工程师’人才培养模式中的项目管理研究与实践”(课题编号:2011Y17)的研究成果。
中图分类号:G647 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)14-0061-02
教育部“卓越工程师教育培养计划”(以下简称“卓越计划”)自2010年6月开始启动,至今已经在全国部分高校试点了3年。[1]作为2011年开始“卓越计划”试点的学校,广东工业大学在信息工程等专业开展了“卓越计划”校企合作班(或称“3+1”班)教学改革试验,信息工程学院负责制订了相应的人才培养计划和新的课程方案,并在通信工程、电子信息工程等信息工程类专业的学生中组织实施。本文将对广东工业大学通信工程专业开展“卓越计划”校企合作班试点工作进行初步总结,对该班的教学改革思路与课程方案设计、项目实践环节的组织与实施过程等两个主要方面的做法进行归纳和总结,以期为该类校企合作班教学工作的实施提供借鉴和经验参考。
一、通信专业校企合作班教学改革的思路与方案设计
1.教学改革目标与思路
综合考虑广东省电子信息服务产业迅猛发展的人才需求、广东工业大学做大做强的发展目标和通信工程专业实践性强的特点,通信工程专业校企合作班的改革目标定为:以广东省现代电子信息产业的发展为契机,以通信行业企业需求为导向,以工程技术为主线,通过密切高校和行业企业的合作,进一步改革人才培养模式,建设高水平工程教育师资队伍,着力培养学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力。
围绕上述教学改革目标,该班的课程体系建设改革需遵循如下整体思路:[2]以实现卓越工程师培养课程体系的四个方面的价值取向为总体目标,采用模块化为主的结构、校企共同进行课程体系的设计和构建,并对原专业课程体系进行全面系统的整合重组,最终形成一个“厚基础、宽专业、重实践、强个性”的课程体系,以此满足“卓越计划”校企合作班人才培养的需要。
2.教学改革课程体系方案设计
在该课程体系建设改革整体思路指导下,通信工程专业“卓越计划”校企合作班课程体系方案见图1。
第一、第二学年主要实施专业基础教育和通识教育,主要包含数学类、物理类、外国语言文化、人文社科类、法律与管理类、信息处理与交流技术、科学技术与社会、体育等课程类;第三学年的专业教育课程由必修课程、模块化课程、选修课程和课程设计等部分组成。根据培养的侧重点不同,校企合作班提供了两个不同方向的课程模块来重点培养学生的工程能力:一是面向高清视、音、频信息处理的嵌入式系统模块;二是面向移动通信的移动通信系统协议设计与实现模块。其中,第五学期侧重必修课(4门)和选修课(3门),第六学期侧重模块课程。校企合作班的同学都必须选择其中一个模块来学习。每个模块由2~3名教师组成课程组,其中一名教师为组长,负责该模块化课程的教学改革,并确定该模块化课程所需选修的配套课程。模块化课程中,课程教学和课程设计并重,均为2学时。课程设计按团队来组织,通过分工协作来完成,课题强调面向实际工程研发和设计。[3]
选修课可以在模块化课程教师的指导下从选修课列表中选择,并由课程组组长来确定。作为示例,移动通信系统协议设计与实现方向的模块化课程的具体构成如图2所示。
第四学年的专业教育课程由技术培训、企业课程、项目开发设计等课程组成。企业课程学习根据不同企业的研发需要加以制订,目前为进行项目设计实践设置了两个相关的课程学习方向,即高清电视广播系统关键技术设计方向和现代移动通信系统协议开发设计方向。校企合作班的同学选择其中一个方向来学习企业课程,然后进入到相应企业为学生开设的项目开发设计实践环节,即按项目团队来组织,通过分工协作来完成该方向所对应的企业项目设计。传统的培养计划中大四第二学期的生产实习环节在校企合作班中被项目实践环节所取代,毕业设计则与项目开展同步进行,比传统的毕业设计在持续时间上增加了约1倍。
二、校企合作班工程项目实践环节的组织与实施
工程项目实践环节是校企合作班培养学生工程能力和工程素质的重要方式。项目开展与实施的“规范化”是该实践环节能否取得预期成效的关键。目前,与广东工业大学信息工程学院开展“卓越计划”校企合作班的两家企业均为业内以通信电子设备研发为主的知名企业,校企合作班学生的工程项目也是围绕相关企业的通信电子设备研发子项目的前期研究设计作为选题来开展。本部分将从项目组织架构、项目实施过程、项目管理等方面对如何规范化地组织与实施校企合作班的项目实践环节进行介绍,其示意图见图3。
1.项目组织架构
项目组织架构是否合适,对学生参与项目的成效起到非常关键的作用。项目组织架构的选取,一般应根据项目的需求、特点和参与者(学生)的特点来确定。考虑到作为上述校企合作班学生实践的工程项目,属于以软件为主、软硬件结合的编程设计,对学生的研发能力要求较高,因此校企合作班的工程实践项目参考目前通信企业研发项目中通行的项目组织架构,即“矩阵式”的项目组织架构来组建项目团队。[4]在这种形式的组织架构中,项目成员一般身兼两职:既是某个技术团队的成员又是某个子项目的成员。其主要的优点之一是在项目人员配置上具有较大的机动性和灵活性,能促进各种专业人员互相帮助,互相激发,相得益彰,适合于运用在以软硬件设计为主的研发项目上。
首先,按照项目所需设置软件组和硬件组,其中软件组根据项目内容所涉及的若干项关键技术分设若干个软件技术组,如LTE系统物理层信号收发设计项目的软件组划分为码块预处理组、信道编码组、调制加扰组、预编码组、资源映射组等。校企合作班的学生按兴趣结合特长的方式分配到上述各技术组。其次,按照项目的内容和任务将项目划分为若干个可以并行开展的子项目,仍以LTE系统物理层信号收发设计项目为例,子项目按信道类型划分成上行信道项目组、下行信道项目组和OFDM调制成帧组等。各个子项目组的成员又由所需的技术组中的成员来组成,由此形成“矩阵式”的项目组织架构,即每个项目成员既属于某个技术组,同时又属于某个子项目组,如图3所示。各技术组和子项目组均设立组长,由指导教师从参与项目的学生中选定,各组长对项目指导教师负责,并承担领导、组织和协调本小组成员开展项目工作的职责。在项目的组织架构中,指导教师(包括学校教师和企业项目工程师)作为项目总管,负责项目的目标和任务的制订,以及项目的全面总体管理;项目组长(从学生中选派)负责本小组内项目任务的分解和实施以及各小组间的任务协调等管理工作。各子项目组或技术组成员负责各子项目组或技术组的任务实施。
2.项目实施过程
项目实施的具体方式一般应根据项目的性质和特点来加以确定。由于本校企合作班的项目均为以软件为主(或软硬件结合)的项目,因此适合借鉴现有软件项目开发的实施流程。[5]校企合作班的项目实施过程一般分成四个阶段:一是方案设计;二是需求分析与概要设计;三是详细设计;四是硬件测试,如图3所示。方案设计阶段需要学生在对各子项目所涉及的技术环节的原理和过程进行充分理解的基础上,编写出各子项目的技术实现方案,对每个技术环节的各种实现方式进行对比分析,从中确定最优方案。需求分析与概要设计阶段则要求学生能结合项目的实际需求和开发环境提出项目各项任务所要实现的技术指标,并在此基础上根据项目的技术实现方案进行软件的概要设计,即能对项目及其子项目正确划分出功能模块及其应包含的子模块,明确各模块的作用和其对外的接口、各模块相互间的电路逻辑关系等。项目概要设计之后即进入详细设计阶段,该阶段要求学生以概要设计的模块为编码依据,使用与项目开发平台配套的开发工具和语言编写程序代码,实现各模块既定的功能,并能通过功能仿真来验证所编写程序的正确性和可靠性。硬件测试阶段是将之前编写好并通过了功能仿真的程序代码下载到相应的硬件平台进行功能调试,从而实现软硬件的结合。上述项目实施前两个阶段,主要侧重于技术原理与理论设计,需要学生广泛收集项目相关的技术资料,以便于在校内教师的指导下进行;而后两个阶段因对代码编程和硬件调试的能力要求较高,适合在企业中有开发经验的项目工程师的指导下进行。因此在实践中,校企合作班的学生在大四第一学期主要被安排在校内进行项目前期阶段的工作,而在大四第二学期则被派到合作企业中去开展项目中后期阶段的工作。
3.项目管理
一般来说,项目目标得以实现,离不开对项目进行有效地计划、组织、控制,即有效地项目管理。校企合作班的项目实践环节的管理采用双导师制,即“学校教师+企业工程师”联合指导和管理的模式。该模式能充分发挥学校和企业对参与项目的学生在管理方面的互补性和有效性。项目在校进行阶段,主要由学院的指导教师进行项目管理,主要的管理措施包括以下几个方面:
(1)项目时间管理。指导教师参考项目企业阶段的工作要求,给在校学生制订详细的项目工作时间安排,形成每周五天“三时段”工作制和每周一次工作汇报会的例行制度。
(2)项目激励管理。定期组织班里的学生进行球类团体比赛活动,在项目实施过程中取得重要进展后组织学生聚餐、郊游等,积极营造团结奋进的项目团队氛围;对在项目工作中各方面均表现优秀的学生及时进行表扬,并推荐其到合作企业就业;积极推荐表现良好的学生参加学校毕业设计(论文)“创新奖”的评选。
三、成效与展望
到目前为止,广东工业大学通信工程专业“卓越计划”校企合作班已开设了3届,取得了良好的教学效果。校企合作班的两家合作企业每年平均接纳约30名通信工程专业大四的学生进行项目实践。经历过项目实践的学生均能较好地掌握通信电子行业研发类项目的研发方法,在校期间课堂上所学到的专业基础知识也能在项目实践中得到有效应用,学生的学术理论能力和实践应用能力都得到了明显提升。但其中也存在诸多问题和不足,譬如学校对校企合作班的经费支持仍显不足,校内进行项目前期工作所需的工作环境和条件相对简陋,对合作班学生的激励措施还比较缺乏等。随着教学改革的深入进行,“卓越计划”校企合作班的试点工作必将越办越好,进而在更大的范围内获得推广和实行。
参考文献:
[1]林健.高校“卓越工程师教育培养计划”实施进展评析(2010-2012)(上)[J].高等工程教育研究,2013,(4):1-12.
[2]林健.面向“卓越工程师”培养的课程体系和教学内容改革[J].高等工程教育研究,2011,(5):1-9.
[3]刘立程.通信工程专业“卓越计划”教育课程体系建设的研究与实践[J].科教导刊,2013,(9):34-35.
关键词: 通信工程项目;质量控制
通信工程项目的质量控制应围绕着致力于满足建设方要求的质量总目标而展开。工程项目的全寿命周期一般分为几个阶段:决策阶段、实施阶段和使用阶段,通信工程项目的质量控制包括决策阶段、设计准备、施工安装等方面的质量控制。
一、决策阶段的质量管理
在决策阶段,质量管理的主要工作是在广泛搜集资料、调查研究的基础上研究、分析、比较,决定项目的可行性和最佳方案。比如2008年寒冬的那次冰灾就暴露了电网通信规划上的一些缺陷,比如说省调与系统光通信连接路由太少,导致在冰灾期间,很多地方的变光缆中断时,省调主网环网开环运行,业务失去保护功能;以及地区网和主网使用同一路径的光缆组网,当发生光缆中断时,导致主网和地区网同时中断,降低电网通信的抗灾能力等等。
要提高通信网的可靠性及应对灾难和突发事件的能力,首先就要在规划上下工夫,充分考虑通信网对应急预案的支撑作用,把规划做细、做好,比如要考虑到省调路由的保护迁回,以及主网、地区网的相互支持和补充等等细节问题,有了好的规划才能有通信网较好的发展。
二、设计阶段的质量控制
设计阶段一般可分为初步设计和施工图设计两个流程。笔者认为在初步设计阶段应该把应急管理的理念融进设计思想中,如提高设计标准(如抗冰、抗震、防雷等能力);或在设计线路走廊时,应结合实际地形、天气等特点,优化线路走向;或采用新技术、少使用抗冰能力差的技术;还可以考虑差异化设计,对重要通道、故障抢难度大的线段提高标准,或者考虑将优质通道尽量用于主干网或主干互联的通道等,以提高通道利用效率;这些措施对提高通信设施的防灾能力或减小灾害影响范围都具有一定作用的。
优秀的施工图设计是保证工程顺利实施的重要保证,施工图设计必须在对现场进行详细勘察的基础上,对初步设计做必要的修正,标明通信线路和通信设备的结构尺寸,安装设备的配置关系和布线,明确施工工艺要求,编制施工图预算,是用于指导施工的重要文件和依据,但是目前在通信工程建设中,对施工图设计一直不是很重视,尤其是一些较简单的工程,常常是做了初步设计就直接做施工,或者是做完施工才补施工图设计,这种程序上的乱序或者跳跃当然使工程质量得不到最好的控制。作为通信工程的管理人员,首先一定要转变观念,对施工图加以重视。
三、施工准备阶段的质盘控制
3.1审查施工队伍资质
在施工招标时,要对施工队伍的资质进行审查,选择一支合格的施工队伍是保证工程质量的重要因素。严格要求施工队按资质等级承包工程任务,不得越级,不得挂靠,不得转包,严禁无证施工。如果发现施工单位与投标时的情况不符,必须采取有效措施纠正。
3.2做好技术交底
按照工程重要程度,单位工程开工前,应由企业或项目技术负责人组织全面的技术交底。工程复杂、工期长的工程可分阶段组织技术交底。各分项工程施工前,应由项目技术负责人向参加该项目施工的所有班组和配合工种进行交底。交底内容包括图纸交底、施工组织设计交底、分项工程技术交底和安全交底等。通过交底明确对轴线、尺寸、标高、预留孔洞、预埋件、材料规格及配合比等要求,明确工序搭接、工种配合、施工方法、进度等施工安排,明确质量、安全、节约措施。交底的形式除书面、口头外,必要时可采用样板、示范操作等。
3.3认真审核施工方案是否可行、完善、切实可行
施工方案应该是一份真正能指导施工的文件,应包括施工技术方案和组织方案,技术方案主要是指施工的技术、工艺、方法和机械、设备、模具等施工手段的配置;组织方案是指施工程序、工艺顺序、施工流向、劳动组织方面的安排。
对施工方案的审核应包括:分部分项工程的施工技术规范要明确;施工程序、步骤要清楚;人员及其职责要明确;器具配置要合理且足够;工程质量、进度及安全保障措施要具体清晰;施工中将要采取的新技术、新材料、新工艺;鉴定书和实验报告等。目前多数的通信工程施工方案编制质量不高,作为工程管理人员,应该加强这方面的管理和引导,逐步提高施工方案的编制水平,使施工方案切实可行,并成为施工质量、进度和安全的可靠保障。
3.4严把辅材质且关
一般情况下,通信工程主要设备、主材等都严格执行招投标和采购流程,质量大多得到了保障,但是通信工程辅材一般都由施工单位提供,虽然业主对施工单位自行采购的辅材有质量要求,但一般都没有人来监督和检验,在实际情况中常常都是失于监管的情况,经过这次冰灾,管理部门要吸取教训,作为建设单位工程管理,要重视辅材的质量,提高辅材的使用标准,可制定明确材料设备在封样、采购、进场检验、抽样检测及质保资料提交等一系列控制标准来防止在辅材的使用上以次充好;同时材料进场时监理要实地检查;必要时还可对厂家、供货商作考察以确保材料的质量。使通信工程建设不留隐患,提高通信设施的防灾能力。
3.5全面检查开工条件
开工条件具备是使工程得以顺利开展的必要条件,要充分发挥监理人员的作用,加强对施工现场和施工队伍的监督,全面检查开工条件。开工条件应满足:(l)施工图经过会审;(2)合同或协议已签定;(3)许可证已领取;(4)材料和设备已落实;(5)施工方案已经编制,并经批准;(6)临时设施已完成并能满足施工,和生活需要。
四、结束语
笔者从事通信工程管理的时间不长,在这里结合工程管理中的一些不足之处,针对质量控制做一点粗浅的阐述,目的是为了和大家一起探讨,共同总结经验教训,使以后的工程管理工作做得更好更顺,从工程质量控制方面来为提高通信网的建设尽一份力,其中观点难免有片面及不对之处,希望大家给予指正。
参考文献:
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[7]高晶. 通信工程项目管理模式研究[D]. 中国优秀硕士学位论文全文数据库, 2008,(11) .
作者简介:
文章结合应用型本科院校的教学特色与优势,结合哈尔滨华德学院通信工程专业特色,对建立柔性人才培养模式进行了分析与研究,提出了制定多样化培养目标、设置柔性化课程体系、采用个性化教学方式,利用差异化实践教学形式,实现多元化评价体系。推进个性化教育,满足学生发展的需要,培养创新型人才。
关键词:
应用型;通信工程专业;柔性化
1引言
近年来,占全国本科高校总数近30%的新建本科院校大都以应用型为办学定位。所谓应用型有三层含义。一是应用型本科院校;二是应用型人才培养;三是应用型本科教育。哈尔滨华德学院建校伊始便定位为应用型本科院校。所谓应用型本科院校是指以应用型为办学定位,以培养注重理论基础和实践能力的应用型人才为目标,而形成的一批与传统本科院校相区别的本科院校,其数量占全国本科高校总数的百分之三十,培养本科层次应用型人才的高等学校,最终落在人才培养上,是适应我国市场需求和满足高等教育大众化需求的产物,是对我国传统的以“理论性、学术型”人才培养为目标的本科教育改进与突破的结晶[1]。目前大多数应用型本科院校把通信工程专业方向的培养目标定为掌握通信与信息系统的基础理论和专业知识,具备从事通信理论、通信系统、通信设备以及信息系统的研究、设计、开发、制造、运营和管理能力的高等工程技术人才[2]。我校通信工程专业1997年成立并开始正式招生,2010年确立为学院的重点建设专业,2011年“信息与通信工程”学科被黑龙江省政府评定为省“十二五”重点建设学科。2009年我校与深圳中兴通信股份有限公司校企合作与联合办学,共同组建东北三省最早的“3G通信网络综合实训室”,突显了我校通信工程专业特色。近年来,该专业以“基础扎实、突出应用”为专业建设的原则,以培养高质量“应用型”3G及4G人才为通信工程专业的发展目标,加强专业实验实训基地建设,打造一支高水平“双师型”师资队伍,努力把该专业建设成在国内同类院校中具有良好声誉、特色鲜明的专业[3]。为了能够实现这个目标,我校通信工程专业采用个性自主的柔性化应用型人才培养模式。
2柔性化人才培养模式简介
近年来,“柔性化”出现在社会的多个领域内。例如“柔性化管理”、“柔性化生产”等。在教育领域则出现了“柔性化人才培养”,已有相关文章发表[4]。关于“柔性化”没有具体的定义,从物理角度解释,柔是相对刚性而言的一种物体特性,由此想象,柔性化的人才培养应该是采用灵活的、具有特性的方式来培养各类人才。综上所述,选择柔性化人才培养模式,更加贴近应用技术型大学发展特点,可以为应用型本科教育闯出一条新路。本文以通信工程专业为研究对象,根据哈尔滨华德学院的办学宗旨,对人才培养目标、课程设置体系、教学方式、实践教学形式、质量评价体系六个方面进行改革研究,最终确定适合我校通信工程专业的柔性化人才培养模式。
3实现柔性人才培养模式的方法
柔性化人才培养模式主要从人才培养目标、课程体系与课程内容、教学方式、实践教学体系、质量评价体系等方面进行合理的安排,以达到柔性化教学的需求。具体情况如下:
3.1根据社会对通信工程专业人才的需求,结合本专业的特色与优势,制定多样化的人才培养目标
我校通信工程专业“信息与通信工程”学科2011年被评为省“十二五”重点建设学科,根据该学科优势以及校企合作的专业特色,2012年我院重新制定了通信工程专业的人才培养方案,该专业对就业岗位群进行了详细地分析,将目前人才培养目标分为学术型、专业型、综合型三种类型。根据这三种不同类型的人才培养目标制定相应的人才培养体系,包括调整相应的教学内容、学时数、教学方法等等。其中学术型定位于善于进行理论研究的学生,他们将学习各种通信技术的前沿理论、能熟练进行理论推导,并且利用Matlab等仿真软件进行理论仿真、能够发表具有一定水平的学术论文;学术型的培养目标有利于将来继续考研深造的同学。专业型定位于善于进行硬件电路调试的学生,他们将学习单片机、FPGA等课程,能够独立设计电路,编写相应程序,完成工程电路;专业型的培养目标有利于将来进行工程设计的同学。综合型定位于培养综合素质人才,他们将理论学习与实践相结合,均衡发展。综合型的培养目标有利于学生将来有比较强的适应能力,能够从事各种与专业相关的工作。除了专业技能以外,通信工程专业所要求的基本素质和基本技能是以上三种类型人才培养目标都必须具备的。我校通信工程专业大学一、二年级主修公共基础课和专业基础课,大三年级主修专业课。因此,我们从学生大学三年级开始,根据学生的自身特点、爱好有选择性地进行培养。使得学生能够学习自己感兴趣的知识,激发学生的主观能动性,提高学生的学习兴趣和学习效率。
3.2建立柔性化的课程体系与课程内容,适应不同用人单位和学习者的要求
哈尔滨华德学院坚持应用型的办学特色,将行业发展趋势及企业的需求作为设置专业、制订人才培养方案和实施教育教学改革的依据,着重培养学生的实践能力和职业素养。立足服务东北老工业基地及振兴哈大齐工业走廊,面向全国多种行业培养和输送人才。基于这个办学宗旨,2012年通信工程专业制定了新版人才培养方案,总课程体系由公共基础课、专业基础课、专业课三个不同层次的课程平台构成,如图1所示。第一层是公共基础课平台,由通识教育类课程以及思想政治教育类课程组成,是学生知识结构的根基。包含如原理、就业指导、计算机实用基础等相关课程。第二层是专业基础课平台,为学生讲授专业相关的基础知识,能够加深学生对所学专业的理解,促进学生对基础知识的掌握。该平台课程主要包括通信工程导论、模电、数电等课程。第三层是专业课程平台,分为专业课和专业选修课两个模块:专业课为基本模块,满足一般性的学习需求,包括移动通信、光纤通信等。专业选修课为扩展模块,适用于专业培养目标的深入学习,包括数字图像处理、卫星通信、DSP原理及应用、嵌入式系统原理及应用、传感技术及应用、信息论、蓝牙技术等。新版人才培养方案的课程设置精简实用,目标明确,弱化过深的理论知识,强化实际应用。其最大的特点是减少了必修课的数量及学时,增大了选修课的数量及学时,进而使学习者有更大的自由选择的空间。例如将旧版的电磁场与电磁波、复变函数、随机信号处理等一些理论性比较强的课程全部删掉,而增加了通信工程督导、通信网路施工等实践性比较强的课程;旧版高频电子线路总学时为72学时,新版改为56学时,更侧重于通信系统的高频电子线路的讲解。其次,新版人才培养方案将知识按模块进行划分,将知识内容分为主要模块和补充模块,主要模块是该门课程的必讲内容,适用于一般教学进度使用;补充模块将知识点深入及细化,适用于尖子班级学生使用。由于我专业将授课内容以及培养方案进行细化,分为较小的单元,因此学校可以按照合适的方式选择授课内容及培养方案对学生进行培养,以此适应社会单位的多种需求,这样的柔性化的课程体系能够做到有的放矢,满足人才培养的多样化。
3.3允许个性化的教学方式,鼓励教师在课程的内容、方法、环境、考核方式方面进行改革,实现最好的教学效果
在教学内容方面,尽可能多的融入学科前沿,支持多种学科交叉,选取贴近工程实际的素材,在专业课讲解的过程中,允许授课教师根据自己的兴趣、爱好增添10%左右的相关内容,此内容可不纳入考核范围,以提高学生兴趣为目的。在教学方面改变以往单纯的以老师为主体讲授课程、学生被动学习的传统模式,采取“全面交流”的教学方法。所谓全面教学分为课上与课下两方面。课上,老师通过设定相应的课题,让学生分组进行讨论。在课上,各小组之间与老师交流、探讨知识要点,逐步引导学生的学习主动性,激发学生的学习热情。在课下,采取网上交流方式,利用现代通信的便捷工具设立QQ群、微信群等,随时与学生进行学术交流,提高了学生探究问题的能力。在教学环境方面,突破传统的课堂模式。一些教学内容可以在实验室上课,比如我专业的“TD_SCDMA移动通信课程”便设在我校“3G移动通信实训室”授课,教师能够理论结合实际,生动直观地进行教学内容的讲解;学生能够结合实际对理论知识进行快速消化和吸收,实现教学效果的最大化。一些专业课程还可在校企合作的企业现场上课,由企业工程师根据生产实际直接对教学内容进行讲解,使教学过程更加生动,充分调动学生学习的积极性。在课程考核方面,减少评价结果的比例,加大过程考试的比重,真正实现学生的素质教育。例如模拟电路、数字电路等课程的成绩比例分配如下:期末考试成绩占30%,实验成绩占20%,平时作业、课堂表现占10%,1个单独完成的工程实训项目占20%,1个自由组队完成的工程实训项目占20%。该考核方式能够准确评估学生的综合能力,有利于学生综合素质的培养。
3.4对于各种培养目标,构建突出知识融合与能力培养的通信工程专业实践教学体系
对于应用型本科院校而言,实践教学是人才培养至关重要的一个教学环节,它能够提高学生的综合素质,特别是提高学生分析、解决问题以及创新能力。我校通信工程专业实践教学的构建突出知识融合与能力的培养[5],实践教学体系分为实验、课程设计、实习、实训、毕业设计五个模块,具体情况如图2所示。这五个模块的总体培养目标为对知识的理解、掌握、应用和对能力的发掘、培养、实现。实验教学模块分为专业基础课实验和专业课实验;其中专业基础课实验包括单片机原理与应用实验、自动控制原理实验、高频电子线路实验、通信原理实验、数据通信实验等等;专业课实验包括数字信号处理及应用实验、移动通信技术实验、现代交换技术实验、光纤通信实验等等。通过实验教学模块能够加深学生对基本理论知识的理解和掌握。课程设计分为电子课程设计和通信系统课程设计,电子课程设计能够培养学生电子产品设计、调试和参数设定能力;通信系统课程设计能够增强学生对“通信”含义的理解,使学生能够全面认识通信系统,增强学生的实践能力。实习分为电子工艺实习和金工实习,电子工艺实习能够培养学生对电子元器件的识别及电子设备调试能力;金工实习能够使学生掌握金属机械加工工艺技术训练技巧。实训包括电子线路CAD培训、通信仿真技术培训、3G与数据通信技能培训、光传输与程控交换培训;电子线路CAD培训使学生掌握电路原理图的设计、印制电路板的设计以及电路仿真,提高工科学生的综合工程素质;通信仿真技术培训能使学生掌握数字无线电系统的分层结构及其仿真实现,能通过仿真解决实际通信过程中碰到的基本问题;3G与数据通信技能培训增加学生对目前移动通信及数据通信市场发展的了解,把握移动通信及数据通信技术的发展趋势,掌握中兴通讯股份有限公司制造的移动及数据产品的安装、维护所需技能的理论和实践的各类知识点。光传输与程控交换培训使学生掌握中兴通讯股份有限公司制造的光传输及数字程控交换机产品的安装、维护所需技能的理论和实践的各类知识点,使学生达到中兴通讯股份有限公司制造的光传输及数字程控交换机产品安装、维护所需技能的认证标准。毕业设计包括工程化毕业设计和大四毕业设计,工程化毕业设计能够培养学生的实践能力;大学四年级的毕业设计过程能够综合考验学生独立运用所学知识进行系统设计的能力,同时也锻炼了学生的动手能力,提高了学生对工程设计的认识。
3.5由学生、用人企业以及学校共同做出柔性化人才培养模式的质量评价体系
学生评价主要是本专业人才培养目标、开设课程内容、教师的教学方式、实践教学体系是否实现个人培养意愿,在此基础上激发学生的学习积极性,引导学生正确评价自我,挑战自我并超越自我,具有积极向上心态,同时也培养学生的责任感。学校的评价侧重于学生的思想状况与学习成绩等,主要包括学生的思想品德、专业素养,分析、解决问题的能力等,其中学生的专业素养是重点考察方面,专业素养决定了一个学生对专业知识的掌握程度,同时也决定了该学生走上工作岗位后能否尽快适应工作。理想的专业素养要求学生能够掌握专业基础知识,能够独立分析问题解决问题,只有做到了上述要求,在将来的工作岗位上才能够游刃有余。企业评价主要考察学生在校外实习岗位的工作情况,包括职业道德、工作能力等。其中工作能力是主要考察项目,包括学生的适应岗位能力、团队合作能力、独立解决问题能力等。
4结论
本文研究了应用型本科院校通信工程专业人才培养特点,设计了个性自主的柔性化人才培养模式,即建立了多样化人才培养目标、设计柔性化课程体系与课程内容、采取个性化教学方法、设计差异化的实践教学及多元化的人才评价体系,以适应新时代下应用型教学的新要求,为社会培养符合新时代要求的“一专多能”的复合型人才,更好地适应社会对人才多样化和多变性的需求。
参考文献:
[1]吴婷.应用型本科院校创业型人才培养路径的研究[J].哈尔滨理工大学,2014,(5).
[2]邱文成.基于应用型通信工程专业实践教学体系构建的分析[J].管理创新,2013,(6).
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[4]申亚民.柔性化培养与学生个性自主选择的应用性人才培养模式研究[J].西安文理学院学报,2014,(5).
[关键词]仿真技术;通信工程;仿真软件工具
[中图分类号]G40―057
[文献标识码]A
[论文编号]1009―8097(2009)13―0309―03
一 仿真在现代通信技术中已成为重要的工程设计手段
随着通信技术和计算机技术的进步,通信系统仿真技术已经逐渐成为通信系统设计和验证的主要手段。近二十年以来,数字信号处理方法和软件无线电技术得到了广泛应用,传统的设计手段和设计方法已经不能适应急剧增加的通信系统复杂性的要求。今天,如果没有计算机仿真方法,系统设计和性能测试是不可能完成的。
传统的通信系统设计中,主要考虑的是对热噪声的性能指标问题。传输信道一般建模为加性高斯信道,性能指标的评估采用传统的解析计算方法就可胜任。然而,许多现代通信系统,尤其是工作环境十分复杂的无线电通信系统和抗干扰通信系统中,其工作频率在数千兆频带,电磁波传播特性也十分复杂,衰落和多径效应成为系统设计主要问题。相应接收机的复杂性大大提高:例如复杂的同步算法,信道估计和符号检测,RAKE体系结构以及非线性系统在现代无线电通信中被广泛采用。对此,传统的理论解析分析方法都不再总是有效的,对于现代通信系统而言,仿真方法是必需的设计和分析手段。
现代通信网络和网络协议的复杂也是必须采用仿真方法研究的原因。传统的排队理论和运筹学可以解决对简单通信信息流量模型的性能分析和计算问题,但是现代通信网络协议的复杂性已经远远超出了传统数学的分析能力。为了快速、便捷而且准确地对通信网络协议性能做出评估,采用基于事件的离散事件仿真方法几乎是唯一的选择。采用仿真方法可以避免理论性能分析的障碍,通过系统建模,参数选择和调整,能够迅速得出系统在模拟真实环境中的行为表现,从而对所应用的信号处理算法、通信协议做出评估和改进。
微处理器和数字信号处理芯片技术的进步在硬件上保证了现代通信系统的实现问题,在此背景下,算法和协议的软件实现越来越成为系统功能实现的主要手段。仿真中应用的算法和真实系统中的功能实现算法已经融合。同时现代微型计算机的处理能力大大超过了数年之前的大型计算机,已经基本能够满足通信仿真软件和仿真数值计算对计算机运算能力和存储空间的需要。现在,在整个通信业界,基于仿真技术的系统设计分析已经被广泛采用,成为研究新理论,开发新技术的主流方法。掌握仿真技术也是通信业界所必需的技能之一。
二 仿真技术是现代通信实验必不可少的环节
学习和研究现代通信技术是一个理论与实践相结合的过程。在通信工程实践环节中,仿真技术得到了广泛的应用。透过仿真技术,通信工程专业的学生可以学习和研究比传统通信理论所研究的对象更为复杂,更为接近真实工作环境的通信模型。而在传统理论框架中,系统模型必须加以简化才能得出解析结果。另外,利用仿真技术可以十分方便地修改系统参数,并且可以很快评估这些参数变化对系统整体性能的影响。随着交互式仿真环境的成熟,设计者利用简单的程序编写和系统方框图建模方法就可以模拟出复杂系统的工作行为,这样,通信工程师就能够将主要精力集中在通信系统的设计和本身改进的关注上,而不需将精力浪费在仿真程序,的编程技巧和调试上。
在复杂工作环境中,通信系统性能研究的基础是对传输信道的建模仿真问题。因此,信道仿真也就成为了系统评估中所必需的。同时,为了适应复杂的和时变的传输环境,现代通信系统的信号处理算法趋于复杂化。例如采用信道估计自适应算法,多天线技术,智能天线波束成形算法,CDMA蜂窝网络中的多用户检测算法,正交多载波调制算法,信道编解码算法等等。这些技术的实现必须依靠高速信号处理芯片和软件实现。对算法在实际通信环境中的适应性验证和评估就必须借助于仿真来完成。
现代通信系统中,通信协议设计和验证几乎都是基于仿真技术的。为了保证通信的实时性和利用效率,现代通信系统中提出了各种复杂的具有层次结构的通信协议,从而构成通信网络。排队理论和运筹学只能对通信协议做出简化的性能估算,与实际系统中的运行往往存在较大差别。由于实际系统行为的复杂性,解析分析几乎是不可能的,因此,对通信协议在实际网络环境中的评价就成为了网络协议仿真分析的主要任务。
现代通信系统的实现也是基于仿真技术的。通信功能的软件化实现、通信节点传输行为的智能化以及软件无线电技术本身是计算机技术和通信技术结合的结果。通信系统的电路级设计已经从基于纯硬件集成电路的模式转变为以可编程逻辑器件为编程对象的VHDL软件编程映射模式。VHDL程序设计和调试都是以仿真方法完成的。在系统级设计中,系统仿真和系统实现是统一的,仿真算法可以直接映射为DSP的实现代码。而在更高层的协议级设计中,通信网络协议仿真代码也就是协议实现的核心代码。软件无线电技术使得通信信号处理方法得到广泛应用,在基带信号处理中可以通过软件实现信号处理变换,得出射频波束成形,预编码,自适应均衡,自适应数字调制,解调,信道编解码,信源编解码,信息安全算法等等,而对这些算法的仿真算法和实现算法相同,代码可以直接应用于实际系统中。
现代通信系统的测试设备价格高昂,而且,实际工作中的通信系统往往具有不可测试特性。例如,对营运中的通信网络性能测试对于高校学生来说是几乎不可能的,也是营运通信网络所不允许的。但另一方面,对于通信系统和通信网络的研究是必须有实践对象的,在这种情况下,通信仿真和网络仿真是就必然成为唯一的选择。
总之,现代通信系统是一个复杂巨系统,对现代通信技术的学习和研究必须采用现代系统论的观点和方法。现代系统论指出,复杂巨系统往往是非线性系统,对系统的数学建模已属不易,对所建立的数学模型进行解析分析计算基本上是不可能的。对复杂巨系统的研究,关键在于把握系统在外界环境中的交互行为和系统状态的变化。对于计算机仿真来说,可以充分利用计算机的数值计算能力,在解析计算十分困难的情况下,采用相对简易的数值计算获得工程上可用的结果。工程设计的目的是得出符合实际的结果,在这个意义上来说,仿真方法是一条捷径。
三 仿真是培养学生的学习兴趣、创造性思维、建立理论与实践结合的桥梁
通信工程专业对学生的数学基础要求高,除了传统微积分知识之外,还要求具有积分变换,概率论和随机过程、信息论的基本知识,排队论和离散数学的基本知识等等。通信工程专业课程都是建立在这些数学基础之上的。对通信工程本科学生的学习调查结果显示,大多数学生是出于对就业前景憧憬和单纯向往选择了该专业的。他们对通信工程专业的
技术素质要求和未来从事的工作性质并不十分了解。于是,虽然学生有很高的学习热情,但又普遍存在着对数理基础知识的轻视和畏惧。抽象的理论和工程实际脱节是本专业面临的教学困境之一:一方面通信系统的复杂性使得实验室不可能拥有系统级实验环境,另一方面通信工程的实际工作环境正是对系统级的通信网络设备的设计、运营和维护。如果把通信工程比喻为有血有肉活生生的人,那么通信理论就好比是人的骨架。如此,学生对学习理论知识的畏惧心理就是可以理解的了。如何在通信理论这个骨架上附着血肉,将专业知识作为活生生的技术事物展现给学生,是专业课程教师必须思考的问题。学习兴趣是通过教学艺术培养出来的,教学艺术不是空洞的,而是具体的适应与专业特征的方法。学习心理学指出。对于学习成效而言,学生的学习兴趣比刻苦精神重要得多。
在多年探索中,我们发现,对于通信工程专业的教学实践,通信仿真方法较成功地成为了理论联系实践的桥梁。首先,仿真方法将纯粹的数学理论知识通过计算机转化为生动的数学实验,成为理论实验的有效工具。利用仿真方法,通过数值计算得出生动的曲线图表,学生可以从中理解数学理论的实际内涵,从而加深对理论知识的理解和掌握。重建学习的兴趣。其次,仿真建模分析可以通过相对简单的仿真过程去对比理论解析结果,将抽象的理论模型通过仿真实现为具体的可以进行行为调试的软通信机。通过仿真建模过程,学生既对理论分析有了深入的认识,同时也清楚了实际通信系统的工作原理和系统参数对通信机性能指标的影响。例如,对调制解调的波形及其频域分析使得学生能够直观地感受到调制解调的作用,噪声对传输的影响以及傅里叶分析的应用:对纠错编解码的仿真可以直接测试出编码的抗干扰能力;而对信道和通信收发信机的仿真可以得出信号噪声功率比对系统传输差错率的曲线关系,并可比较各种调制制式的性能。这样,通过仿真实验将通信理论的核心问题实例化,从而深刻理解理论本身的实质和意义。通过系统仿真,学生可以从理论到数学建模,再到计算机建模和仿真,在得出结果的过程中,从建模过程和实验结果中体会通信系统的实质。经过这样的过程,学生就不再视通信系统是抽象的死的东西。
大学教育不仅仅是对专业知识的灌输,专业教育应更加重视创造力的培养。没有适当的实践手段和方法,是很难有效地培养创造性,利用仿真手段,学生可以将其头脑中利用专业基础知识和创造灵感得到的系统模型在计算机中加以实现,创造性地构建通信系统,验证其思想,不断总结工程经验,验证系统行为的过程,如此反复,会使得学习的主动性大大提高。创造能力也就在这一生动的实践活动中逐步培养得以形成。
通信仿真实验是对传统硬件软件实验的综合和升华。对于通信工程的学生,具备基本的电子技术知识是十分重要的,尤其是电子技术的实践经验对于专业学习和未来的工作能力起着关键作用。电路模块是通信系统的构成元素,线性系统是电路的功能模型,而信号处理则是线性系统理论的应用提升。通信工程专业是一门系统级的工程学科,通信系统就是通过通信协议联系起来的以信号处理为功能实体的复杂系统。从层次上,只有对传统的硬件和软件具有实践经验的人才能够真正理解通信系统,也才能在系统仿真中把握物理实质。通信仿真实验通常是系统级的,即把通信系统模块视为功能模块。以协议联系这些模块,仿真就是考察系统行为的过程。
四 现代通信仿真技术的层次和软件需求
根据仿真对象的不同,相应的仿真手段、方法和适用的软件也有所不同。随着仿真技术在通信领域的推广,在通信技术的各层次都产生了相应的仿真工具。通信技术从底至上,大体可以划分为:电路系统、功能模块、通信系统方框图以及通信网络等几个层次。
在电路系统层次,工程目标是设计满足要求的电路系统,对于模拟电路,如设计放大器、频率综合器、锁相环、变频、调制解调器等等。对于数字电路,如各种时序逻辑电路、伪随机码发生器、编解码器等等。在电路系统层次的设计关键是电路拓扑设计和电参数选择。仿真语言Pspice可以胜任模拟电路领域的设计和仿真问题,集成了Pspice语言的可视化仿真软件众多,常用的有EWB、ORCAD、Protel DXP以及最新的Altium(Protel)EDA设计软件。其中EWB简单易用,目前已经广泛用于模拟电路课程教学和实验中,0RCAD和Protel DXP是电路设计的专业软件,从电路原理图设计、原理图级仿真到印制板图生成和印制板级仿真都可完成,Altium(Protel)EDA设计软件则逐渐成为了现代电子系统设计中从芯片开发、板级设计、电磁兼容到机电一体化设计整个环节的统一仿真设计平台。数字电路的设计现在已经转入了大规模可编程逻辑器件时代,主要以VHDL语言作为软件设计语言,不同厂商为其产品提供了相应的设计和仿真平台,如Max-Plus Ⅱ等等。对于数字信号处理芯片(DSP)的设计,也有厂商提供的编程仿真环境可用,如T1的DSP编程仿真平台CCS,可完成编程、软件仿真和目标板硬件仿真直到代码下载全过程。功能模块层次的仿真任务是解决通信功能模块的输入输出参数指标设计问题,也包括模块内部的结构和算法问题。如电磁传播环境仿真、信道均衡,波形估计和信号参数估计,智能天线、编码调制等等。在通信系统方框图层次的任务是根据设计目标构建通信系统,包括发信机、信道以及收信机。仿真目标是研究整个通信系统在使用信道环境下的适应性,如传输差错率性能,抗干扰性能等等。
适用于功能模块层次和通信系统方框图层次的仿真软件众多,有Matlab/Simulink,Scilab和SystemView等等。其中,SystemView是通信系统专用的系统级仿真软件,软件模块库提供了全面的通信系统模块,完成可视化模块建模后立即可得出仿真结果。Matlab/Simulink则是较为通用的系统仿真和科学计算平台,几乎所有理工学科的仿真实验和数值计算均可在该平台上完成。Matlab通过编程可完成算法仿真,Simulink是Matlab的扩展,是可视化方框图建模仿真工具。Matlab提供了C/C++编译和C/C++语言的接口,其信号处理工具箱还提供了DSP代码翻译接口,将仿真和算法实现统一起来。Scilab是法国国立信息与自动化研究院INRIA开发的一个开放源码的免费科学计算仿真软件,与Matlab相兼容。
在通信网络层次的仿真问题以通信网络协议仿真为主,主要以网络信息流量和阻塞率指标为参数。广为采用的仿真平台有OPNET和NS,OPNET是商用专业网络仿真软件,工作于Windows平台,在C++编译器的支持下,可进行从广域到局域,有线到无线的全网络仿真。NS是Linux下的开源软件,也是广为应用的网络仿真平台。
五 实践效果评价和建议