王莉
摘 要:《移動通信技術(shù)》課程教學(xué)改革會涉及到教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整、教學(xué)方法的改革和考評體系的完善,但是最核心的是CDIO工程教育理念的體現(xiàn)。該文詳細(xì)闡述了在該門課程的教改中設(shè)計實施的四個項目,每個項目的實施階段、項目要求、該項目與課程內(nèi)容的關(guān)聯(lián)、該項目著重培養(yǎng)學(xué)生哪些方面的能力等。
關(guān)鍵詞:CDIO模式 項目實施 教學(xué)改革
中圖分類號:G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)05(c)-0111-02
國內(nèi)部分高校開始逐漸向工程教育轉(zhuǎn)型,即在該??齐A段著重培養(yǎng)學(xué)生對工程行為模式的理解和建構(gòu),其方法之一就是在教學(xué)過程中引入了國際上先進(jìn)的工程教育改革成果——CDIO工程教育理念。CDIO代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate),它以項目的生命周期為載體,讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。實施CDIO需要組織新型的課程教學(xué)模式,根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)要求,結(jié)合通信專業(yè)自身的特色,借鑒CDIO理念來設(shè)計教學(xué)體系,重新修訂教案,以設(shè)計與課程內(nèi)容密切相關(guān)的項目為核心,以未來職業(yè)需求為導(dǎo)向,形成基于CDIO的內(nèi)容項目化的、可實施的課程體系,讓學(xué)生主動地參與到課程的各個教學(xué)環(huán)節(jié)中。
1 《移動通信技術(shù)》課程工程教育改革的目標(biāo)
《移動通信技術(shù)》課程是高等院校通信工程專業(yè)的核心課程之一,也一直是該校通本等專業(yè)的主干課程。該課程目前主要以第二代(2G)、第三代(3G)和第四代(4G)移動通信系統(tǒng)為背景,總結(jié)和提煉移動通信中共同的客觀規(guī)律、基本理論和過程,以及相關(guān)核心技術(shù),并簡單介紹未來移動通信系統(tǒng)的發(fā)展方向等。移動通信產(chǎn)業(yè)鏈包括運營商、設(shè)備商、運維公司、互聯(lián)網(wǎng)公司等陸續(xù)成為通信專業(yè)學(xué)生就業(yè)的主要去向,因此,培養(yǎng)對移動通信具備系統(tǒng)理解和較好工程實踐操作能力的學(xué)生就成了教學(xué)改革的主要目標(biāo)。
《移動通信技術(shù)》課程內(nèi)容緊跟時代的步伐不斷推陳出新,如何梳理各個通信系統(tǒng)的異同,讓同學(xué)們漸進(jìn)式地掌握各系統(tǒng)的基本知識、如何將通信理論知識融入到具體項目中、如何設(shè)計能夠調(diào)動學(xué)生興趣和主觀能動性的項目,這些都是教學(xué)改革需要解決的問題。
2 《移動通信技術(shù)》課程教學(xué)改革基于CDIO的項目制探索
教學(xué)改革是個寬泛的命題,涉及到教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整、教學(xué)方法的改革、考評體系的完善等,這里主要探討緊扣課程內(nèi)容設(shè)計實施的四個項目。
2.1 數(shù)字通信系統(tǒng)的梳理和演示
講完前四章理論后,為了加強同學(xué)們對數(shù)字通信系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)即信源編碼、信道編碼、調(diào)制、擴頻、無線信號傳播等過程的理解和掌握,該階段的項目任務(wù)主要設(shè)置為讓同學(xué)們以小組為單位,用劇目表演的方式來體現(xiàn)上述環(huán)節(jié),小組每個成員重點表演該環(huán)節(jié)所對應(yīng)的信號處理過程。為了避免表演重復(fù),各組可在信源形式、編碼方案、調(diào)制方式、擴頻技術(shù)、無線信號在傳輸過程中的衰落情況等環(huán)節(jié)存在差異,最終各自呈現(xiàn)一個完整的端到端的通信過程。
該項目以復(fù)習(xí)和鞏固理論知識為目的,希望能夠調(diào)動起同學(xué)們學(xué)習(xí)這門課程的興趣,更希望同學(xué)們在各環(huán)節(jié)演示充分的前提下,在表現(xiàn)手法、表演形式上有所創(chuàng)新。
2.2 設(shè)計只實現(xiàn)語音通話功能的移動通信系統(tǒng)
講述典型移動通信系統(tǒng)前引入該項目,即設(shè)計一個只實現(xiàn)打電話功能的移動通信系統(tǒng),完成主被叫用戶都位于同一個移動通信系統(tǒng)內(nèi)的呼叫。項目實施仍以小組為單位,經(jīng)過資料查閱并討論后,各組提出一個可行的解決方案,為避免方案重復(fù),各組可以分別對不同情況進(jìn)行考慮,如:主被叫用戶在同一小區(qū)、同一個位置區(qū)的不同小區(qū)、同城不同位置區(qū)、同省不同城、跨省等。
各個小組提出設(shè)計方案后,該方案包括哪些子系統(tǒng)、各個子系統(tǒng)涉及到哪些網(wǎng)元、對應(yīng)網(wǎng)元的功能和工作方式、與相鄰網(wǎng)元的接口和交互需要繼續(xù)深入;當(dāng)移動用戶從當(dāng)前位置移動到其他位置的過程中,在該組已設(shè)計好的系統(tǒng)中,如何保持通話,或者如何在新位置發(fā)起呼叫等,移動性管理需要在已有的系統(tǒng)中進(jìn)行完善。在接下來的課堂中,針對一些設(shè)計過程中沒有考慮到的細(xì)節(jié)如信道、信令、號碼系統(tǒng)、鑒權(quán)切換漫游等關(guān)鍵過程再講解討論。
2.3 設(shè)計只實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)功能的移動通信系統(tǒng)
該項目是讓同學(xué)們設(shè)計一個只實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(上網(wǎng))功能的移動通信系統(tǒng),可以參考和借鑒前一個項目的設(shè)計成果,在其基礎(chǔ)上做功能疊加或者新增部分網(wǎng)元;也可以完全重新設(shè)計一套全新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),需要考慮到端到端時延、提供給用戶的上下行峰值數(shù)據(jù)速率、小區(qū)容量等指標(biāo)。每個小組闡述方案時需說明該方案的優(yōu)缺點,涉及到的各網(wǎng)元功能等,設(shè)計需兼顧各種移動終端包括手機、數(shù)據(jù)卡等。
同學(xué)們在設(shè)計該項目時可以在原有語音通話的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上疊加一個PS域來實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)功能,根據(jù)雙工方式的不同,頻分雙工FDD可參考WCDMA系統(tǒng),時分雙工TDD可參考TD-SCDMA系統(tǒng);也可借鑒LTE系統(tǒng)設(shè)計一套只有PS域的低時延網(wǎng)絡(luò)。在設(shè)計過程中重點關(guān)注無線接入網(wǎng)RAN和核心網(wǎng)CN中各網(wǎng)元的功能和相關(guān)接口,理解數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)功能對于移動互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵作用,考慮如何從技術(shù)上實現(xiàn)數(shù)據(jù)速率的不斷提升。
項目設(shè)計過程中,同學(xué)們可能考慮得不夠周全,需要得到老師的引導(dǎo)。授課時可以借助實驗室環(huán)境讓同學(xué)們?nèi)ジ兄粋€具體的移動通信網(wǎng)絡(luò),如RAN內(nèi)天線通過饋線連接到RRU,再光纖連接到BBU,再連接到CN等。
2.4 設(shè)計并規(guī)劃某區(qū)域全功能的移動通信系統(tǒng)
該項目是綜合性項目,給定兩個城市各一大片區(qū)域,再分成若干個小區(qū)域,將每個小區(qū)域分配給一個小組,同城小區(qū)域彼此相鄰,但存在場景差異,如:商業(yè)街、CBD、居民區(qū)、郊區(qū)等,每個小組根據(jù)區(qū)域的具體情況進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計,向用戶提供語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。需考慮該區(qū)域內(nèi)部覆蓋和與相鄰區(qū)域共同覆蓋的情況,對盲區(qū)可考慮小站覆蓋的方式,要考慮到如果相鄰區(qū)域使用不同系統(tǒng)時,跨系統(tǒng)切換要能保證用戶業(yè)務(wù)不受影響,最終實現(xiàn)兩城對應(yīng)區(qū)域內(nèi)任何用戶的通話或者上網(wǎng)業(yè)務(wù)。
該項目以無線蜂窩小區(qū)理論知識為基礎(chǔ),接入網(wǎng)中小區(qū)基站位置需根據(jù)不同的地形環(huán)境選擇中心激勵小區(qū)或頂點激勵小區(qū),考慮應(yīng)對高大建筑物造成的電磁場半盲區(qū)等;核心網(wǎng)可借鑒前兩個項目,實現(xiàn)兩城核心網(wǎng)的互聯(lián)互通。該項目不僅需要小組內(nèi)部的團隊協(xié)作,更需要小組之間的協(xié)作共贏,網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計是復(fù)雜的過程,最終要實現(xiàn)以最少的資源提供最大的覆蓋、容量和最好的性能。
3 結(jié)語
CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力四個層面,這四種能力在上述項目中都能得到培養(yǎng)鍛煉。教學(xué)改革的主要目的是讓學(xué)生成為教學(xué)活動的主要參與者和主導(dǎo)者,教師更多是引導(dǎo)、輔助的角色,當(dāng)然在引導(dǎo)的過程中,可以采用實例教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)、互動教學(xué)、仿真教學(xué)等方式,最終讓學(xué)生更樂意更主動投入項目設(shè)計和團隊建設(shè)中。上述四個項目重在構(gòu)思、設(shè)計,受限于環(huán)境在實現(xiàn)、運作方面稍顯欠缺。項目制是基于CDIO進(jìn)行教學(xué)改革的核心,與課程內(nèi)容緊密結(jié)合會相得益彰。
參考文獻(xiàn)
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