程控交換技術(shù)課程教學(xué)改革與探索
——基于“1234”體系的應(yīng)用型本科通信工程專業(yè)

李志 沈陽工學(xué)院

程控交換技術(shù)課程是通信工程專業(yè)最重要的專業(yè)主干課程之一，它既是有線數(shù)字通信的核心專業(yè)理論，又是數(shù)字移動通信的技術(shù)基礎(chǔ)，它綜合了通信工程多門專業(yè)基礎(chǔ)課程的知識，已成為通信工程專業(yè)學(xué)生必需掌握的內(nèi)容。程控交換技術(shù)這門專業(yè)課程又具有很強的理論和實踐性，對于應(yīng)用型本科學(xué)生來講學(xué)習(xí)起來有一定的難度，因此，探索其理論與實踐的教學(xué)改革不僅有利于提高應(yīng)用型本科通信工程專業(yè)學(xué)生的理論和實踐水平，還能增加他們今后在通信工程領(lǐng)域的就業(yè)競爭力。

1 存在問題

目前國內(nèi)外工科院?；旧隙奸_設(shè)了通信工程專業(yè)，隨著5G技術(shù)的到來，又使這個傳統(tǒng)的老牌專業(yè)又煥發(fā)出了勃勃生機，而程控交換技術(shù)就是通信專業(yè)最主要的專業(yè)必修課程，傳統(tǒng)的教學(xué)方式對于高水平研究型大學(xué)的學(xué)生問題不大，但對以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主學(xué)校的學(xué)生來說學(xué)習(xí)該門課程就會非常困難，尤其遇到多級交換網(wǎng)絡(luò)類型的習(xí)題時，學(xué)生完成作業(yè)困難、相互抄襲的問題很多，發(fā)現(xiàn)主要有以下幾個問題。

1.1 理論授課方面

傳統(tǒng)的課堂理論教學(xué)主要是靠教師講授程控交換的知識和技術(shù)，手段只能借助于黑板和投影，而程控交技術(shù)課程的核心是數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)所采用的動態(tài)時隙交換，講授時很難用語言將動態(tài)的時分交換過程講清楚，而且程控交換機是個整體，除了數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)之外，還有控制系統(tǒng)、信令系統(tǒng)、通信備份電源系統(tǒng)等諸多輔助系統(tǒng)，黑板和靜態(tài)的PPT難以讓學(xué)生掌握程控交換的核心技術(shù)知識和理論基礎(chǔ)。

1.2 實踐授課方面

程控交換教學(xué)實驗多數(shù)都是采用箱式實驗設(shè)備，提供的驗證性實驗多，基本上沒有綜合設(shè)計性實驗，與實際程控交換技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用要求相差甚遠(yuǎn)，沒有辦法給應(yīng)用型學(xué)生建立交換機的整體概念，由此產(chǎn)生的突出問題是學(xué)生對實際交換設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)理解不深，缺乏對真實通信交換設(shè)備感性認(rèn)識，學(xué)生都是畢業(yè)應(yīng)聘到通信類公司后，再由公司進(jìn)行二次技術(shù)培訓(xùn)，或者像華為或中興這樣的大公司會專門委托一個培訓(xùn)機構(gòu)對學(xué)生進(jìn)行二次培養(yǎng)。

目前很少有學(xué)校采用實際程控交換機作為實驗設(shè)備，其主要原因是其價格昂貴，而且還必須有為程控交換機配套許多服務(wù)，同時還要有多年在程控交換領(lǐng)域工作經(jīng)驗的老師，這些都限制了許多院校通信工程專業(yè)對其本科學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

針對以上發(fā)現(xiàn)的問題，在程控交換技術(shù)教學(xué)中采用了一種全新的CDIO項目教學(xué)模式，輔以動畫、仿真軟件兩種教學(xué)方法，配合紙面作業(yè)、交換軟件仿真實驗作業(yè)、拓展設(shè)計作業(yè)三種方式，執(zhí)行平時考核、實踐考核、理論考核、上機考核等四種手段，形成基于“1234”體系的程控交換技術(shù)專業(yè)課教學(xué)體系，使學(xué)生在課上學(xué)習(xí)不再單調(diào)，交換基礎(chǔ)的理論和應(yīng)用能夠利用動畫進(jìn)行形象化展示，且能使用實際程控交換設(shè)備進(jìn)行工程實踐的各個環(huán)節(jié)，通過作業(yè)和考核手段的更新，使學(xué)生必須經(jīng)過全面的努力才能拿到合格成績，從而使學(xué)生真正掌握程控交換技術(shù)的基礎(chǔ)和實踐知識。

2 CDIO項目驅(qū)動式教學(xué)模式

依據(jù)程控交換技術(shù)課程教學(xué)的特點、目的和要求，首先對課程大綱進(jìn)行了修訂，簡化或刪除部分過時知識點，綜合運用任務(wù)導(dǎo)向型和理實一體化教學(xué)方法，把整個教學(xué)過程模塊化，分為：情境分解、任務(wù)分析、知識講解、實驗演示、學(xué)生實踐、知識鞏固這幾個模塊，實現(xiàn)教、學(xué)、做的一體化。明確課程應(yīng)用型教學(xué)目標(biāo)是建立一個局用程控交換機系統(tǒng)的CDIO教學(xué)項目，根據(jù)系統(tǒng)需求設(shè)計子項目以及子項目的先后教學(xué)順序。主要項目設(shè)計如下圖所示：

程控交換技術(shù)課程項目教學(xué)魚骨圖

3 動畫、仿真軟件的輔助教學(xué)方法

程控交換技術(shù)課程的交換理論內(nèi)容比較抽象，難以理解，傳統(tǒng)的教學(xué)手段很難提高學(xué)生的聽課興趣，教學(xué)效果不好。把多媒體的教學(xué)方法引入課堂，將理論教學(xué)難點利用動畫、仿真軟件、實踐教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)進(jìn)行有機結(jié)合，借助動畫、仿真軟件現(xiàn)代教學(xué)媒體，通過教學(xué)設(shè)計，擇優(yōu)選擇和運用，設(shè)計了合理的教學(xué)過程，達(dá)到最優(yōu)化的教學(xué)效果。

3.1 動畫方法

在程控交換理論教學(xué)中有很多涉及到時分復(fù)用和時隙的內(nèi)容很難在黑板或PPT上都很難講解清楚，例如數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)時候是時隙交換以及30/32路幀結(jié)構(gòu)的傳輸過程都用動畫的形式表現(xiàn)出來，通過這種形式學(xué)生非常容易理解程控交換PCM數(shù)字信號的遠(yuǎn)距離傳輸過程。

3.2 仿真軟件方法

程控交換的軟件相當(dāng)復(fù)雜，應(yīng)用型的本科學(xué)生不可能獨立完成一個真正程控交換軟件的編寫，所以對程序控制的交換編程思想無法深刻理解，在教學(xué)中可以通過電話語音卡并配合計算機高級語言進(jìn)行程控交換仿真軟件的編寫，僅用幾個用戶端口的時分時隙進(jìn)行交換仿真軟件的編寫，就可以實現(xiàn)真正程控交換機所能擁有的交換功能，這樣學(xué)生可以完全理解大型程控交換機的編程方法，對學(xué)生今后分析實際通信工程中出現(xiàn)的問題幫助極大。

4 紙面作業(yè)、上機仿真作業(yè)和拓展設(shè)計作方式

傳統(tǒng)的紙面作業(yè)對所有學(xué)生作業(yè)都是一樣問題，學(xué)生之間有互相抄襲的現(xiàn)象，尤其在新建應(yīng)用型本科院校學(xué)生中尤為嚴(yán)重，程控交換技術(shù)的時隙交換網(wǎng)絡(luò)作業(yè)可以采用一人一題的方法來杜絕抄襲現(xiàn)象。例如在留TST數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)作業(yè)時以學(xué)生學(xué)號的末位作為輸入時隙號，末位加16作為輸出時隙號，這樣學(xué)生作業(yè)基本上能做到一人一題，相互抄襲的現(xiàn)象明顯減少，獨立思考完成作業(yè)的比例大大增加。

對于信令和路由選擇等流程類等內(nèi)容讓學(xué)生自己采用Flash制作交換的動畫演示軟件，每名學(xué)生自己選擇一個與別人不同的小項目完成動畫制作，并在同學(xué)間開展動畫制作競賽。交換軟件編程作業(yè)讓學(xué)生利用學(xué)過的計算機高級語言和電話語音卡軟件進(jìn)行仿真，這部分較難，可以讓幾個學(xué)生組成研究小組來完成，以現(xiàn)場隨機提問的形式考核學(xué)生的掌握情況，這樣就能讓學(xué)生徹底明白和記住程控交換的編程和交互順序，對于作業(yè)完成情況好的同學(xué)給予作業(yè)加分獎勵。

交換機的拓展應(yīng)用作業(yè)是針對一些優(yōu)秀學(xué)生布置的具有創(chuàng)新和實際應(yīng)用作業(yè)，如基于電話語音卡的成績查詢系統(tǒng)、小總機設(shè)計以及遠(yuǎn)程監(jiān)控的設(shè)計等內(nèi)容，這些創(chuàng)新和應(yīng)用設(shè)計性作業(yè)也可今后作為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容的一個部分。

5 平時考核、實踐考核、理論考核、機考平臺考核四種手段

一個合理、可控的考核評價體系可以提高學(xué)生平時的學(xué)習(xí)積極性，通過以下四種手段讓學(xué)生的整個學(xué)習(xí)過程和質(zhì)量得到有效的監(jiān)控。

1、通過考勤、課堂表現(xiàn)、完成作業(yè)的情況來評價學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，增設(shè)學(xué)生制作優(yōu)秀動畫軟件和仿真軟件加分項，特別是拓展應(yīng)用作業(yè)的加分項；通過完成作業(yè)情況來評價自主學(xué)習(xí)過程和質(zhì)量；

2、立足專業(yè)實驗室的現(xiàn)有的實際程控交換設(shè)備，盡量多開設(shè)綜合性實驗，通過程控交換技術(shù)增值業(yè)務(wù)的實驗激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生體驗應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的樂趣，通過每個實驗的考核表對學(xué)生實踐能力進(jìn)行記錄，最后給出學(xué)生綜合實踐能力的評價。

3、期末進(jìn)行一次理論測驗，主要是對交換流程框圖、信令流程圖和理論知識內(nèi)容的掌握情況進(jìn)行考核，重點考查學(xué)生對交換理論主觀題的掌握情況，不滿足一定的基本分?jǐn)?shù)要求學(xué)生進(jìn)行重修；

4、程控交換技術(shù)課程最后是通過學(xué)校的計算機考試平臺對學(xué)生來進(jìn)行客觀題的理論水平測試，對于強化學(xué)生應(yīng)知應(yīng)會的程控交換技術(shù)概念和術(shù)語有非常大的促進(jìn)作用，使學(xué)生在今后能夠完全使用專業(yè)詞語進(jìn)行技術(shù)交流。

此外，通過期末的實訓(xùn)環(huán)節(jié)讓學(xué)生對與程控交換設(shè)備中繼互通的相關(guān)通信設(shè)備進(jìn)行實訓(xùn)，增強學(xué)生完成實際通信工程的綜合能力。

通過采用上述幾種措施在應(yīng)用型本科程控交換技術(shù)課程教學(xué)中理論和實踐，極大地提升了該課程的教學(xué)質(zhì)量，完成了學(xué)生由以前的厭學(xué)和南學(xué)到現(xiàn)在的樂學(xué)和易學(xué)的轉(zhuǎn)變，伴隨逐年上升優(yōu)良率和下降的不及格率，“1234”的體系在應(yīng)用型本科的專業(yè)課教學(xué)實踐中得到了充分的驗證，為其他應(yīng)用類型的專業(yè)課教學(xué)提供一種借鑒方法。

[1]李天松，周海燕.“程控交換技術(shù)”課程教學(xué)探索 [J],電氣電子教學(xué)學(xué)報 2009年9月

[2]陳華莉.程控交換教學(xué)實驗系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D],電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，2007年9月

[3]江沸菠,董莉.程控交換教學(xué)中引入大型程控交換機的探討[J],實驗科學(xué)與技術(shù)，2008年10月