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網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)通信類(lèi)課程實(shí)踐探討
計算機類(lèi)和網(wǎng)絡(luò )類(lèi)課程構成了網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)的主要知識體系，通信類(lèi)課程是學(xué)好網(wǎng)絡(luò )類(lèi)課程的重要基礎，下面是小編搜集的一篇探究網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)通信類(lèi)課程實(shí)踐的論文范文，歡迎閱讀參考。
摘要：網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)與市場(chǎng)需求和應用結合密切，強調工程性、系統性和實(shí)踐性，其專(zhuān)業(yè)課程可分為4個(gè)系列：電子類(lèi)、計算機類(lèi)、通信類(lèi)和網(wǎng)絡(luò )類(lèi)。通信類(lèi)課程是學(xué)好網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)課程的一個(gè)重要基礎，文章針對網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)的主要特點(diǎn)及教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗，就網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)中通信類(lèi)系列課程如何開(kāi)展課內實(shí)驗、綜合設計及創(chuàng )新等實(shí)踐環(huán)節進(jìn)行探討。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò )工程;課程體系;通信類(lèi)課程;實(shí)踐
引言
網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)是在計算機科學(xué)與技術(shù)、通信工程和電子工程等專(zhuān)業(yè)的基礎上，通過(guò)多專(zhuān)業(yè)知識不斷交叉、融合而發(fā)展壯大的一門(mén)較新的學(xué)科和專(zhuān)業(yè)。與計算機專(zhuān)業(yè)相比，網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)基本上是從計算機專(zhuān)業(yè)的計算機網(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算機學(xué)院/系實(shí)施。網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)的知識體系主要是通過(guò)精簡(jiǎn)一部分計算機專(zhuān)業(yè)課程，增加一部分網(wǎng)絡(luò )與通信類(lèi)課程來(lái)構建，其專(zhuān)業(yè)課程可分為4個(gè)系列：電子類(lèi)、計算機類(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)及其設備和系統的開(kāi)發(fā)、規劃、組網(wǎng)、安全與管理，它與計算機類(lèi)課程一起構成網(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)，其主要知識單元涉及網(wǎng)絡(luò )體系結構中IP層以下的協(xié)議知識，偏重于電信或廣電等公用網(wǎng)絡(luò )系統平臺及設備的開(kāi)發(fā)與建設。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，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，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 )與通信知識體系。另外，網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)與市場(chǎng)需求和應用結合密切，更加強調工程性、系統性和實(shí)踐性。
目前有關(guān)網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐內容探討的研究和論文較多，但對通信類(lèi)系列課程實(shí)驗環(huán)節的研究則較少。例如，文獻[3]介紹了國防科技大學(xué)計算機學(xué)院通過(guò)開(kāi)展多類(lèi)型、多層次實(shí)驗教學(xué)，加強網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)人才實(shí)踐能力培養的有關(guān)經(jīng)驗和建議;文獻[4]給出了武漢大學(xué)計算機學(xué)院建設網(wǎng)絡(luò )工程實(shí)訓平臺的方案、實(shí)驗項目以及實(shí)踐改革思路和措施。但上述兩文獻涉及的實(shí)驗平臺、項目和方法主要針對的是“計算機網(wǎng)絡(luò )”等網(wǎng)絡(luò )類(lèi)系列課程。文獻[5]介紹了北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院建設全程全網(wǎng)綜合型實(shí)驗室的構建方案與設想、實(shí)驗設置與開(kāi)發(fā)，以及部分實(shí)施情況和所收到的成效。實(shí)驗網(wǎng)絡(luò )平臺涉及電話(huà)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)、數據傳輸網(wǎng)等，主要針對通信專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗室建設。因此，無(wú)論從實(shí)驗設備購置、實(shí)驗深度，還是從實(shí)驗學(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)驗建設。文獻[2]給出了網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設通信類(lèi)系列課程及其主要知識單元的有關(guān)看法和建議，但并未對有關(guān)課程實(shí)踐內容的設置給出相關(guān)見(jiàn)解和說(shuō)明。因此，本文將在文獻[2]的基礎上，作補充和探討。
1 通信類(lèi)課程內容實(shí)驗設置
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)相應的課程，實(shí)驗內容和手段豐富、成熟，主要問(wèn)題是如何適當取舍。目前較常用的課內通信實(shí)驗工具有兩類(lèi)：一是“教學(xué)實(shí)驗箱+常用儀表”，二是通信仿真軟件或系統。兩者均可開(kāi)展包括信號變換、編/解碼、基帶和頻帶傳輸、多路復用、無(wú)線(xiàn)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，實(shí)驗項目基本可涵蓋理論教學(xué)中的所有重要知識點(diǎn)，并可與課堂教學(xué)同步展開(kāi);實(shí)驗層次可囊括從基礎驗證實(shí)驗到綜合設計和創(chuàng )新實(shí)驗，以及從綜合課程設計到本科畢業(yè)設計課題;實(shí)驗方法和技術(shù)都是長(cháng)期教學(xué)經(jīng)驗的結晶和科研成果的濃縮。利用硬件實(shí)驗箱或系統不但可以加深學(xué)生對知識點(diǎn)的理解，還可熟悉實(shí)驗工具的使用，提高動(dòng)手能力。利用通信仿真軟件，如MATLAB和SystemView等，界面直觀(guān)明了，實(shí)驗開(kāi)展更加豐富靈活。例如，通過(guò)拖拽SystemView功能元件庫中的圖符塊(Token)并配置好參數，就可構成各式各樣的仿真系統，對相應信號頻域和時(shí)域的波形進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀(guān)察及分析，概念、原理和現象顯示清晰明了，分析窗口還可給出眼圖、星座圖及BER等曲線(xiàn)圖，非常有利于學(xué)生加深理解和掌握課堂理論知識。
實(shí)驗教學(xué)體系一般可分為基礎驗證、綜合設計和研究創(chuàng )新三個(gè)層次。課內實(shí)驗項目大多以驗證性實(shí)驗為主，綜合設計性實(shí)驗為輔，目的是為了加深對課程理論知識的理解，增強基本專(zhuān)業(yè)技能的訓練。根據文獻[2]，由于專(zhuān)業(yè)定位、數理基礎、學(xué)時(shí)限制等原因，網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)通信類(lèi)系列課程可設置在5門(mén)左右(見(jiàn)圖1)。主要教學(xué)內容以基本的通信理論和電信、衛星、光纖、移動(dòng)等通信網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)原理為主，對一些復雜而抽象的信號變換、電磁傳播等數學(xué)知識僅作介紹。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)習和實(shí)踐。因此實(shí)驗項目的設置也應與之相適應。我們根據教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗，提出如下幾點(diǎn)看法：
1)實(shí)驗內容除了開(kāi)設一些重要且較抽象的通信原理或技術(shù)方面的實(shí)驗外，建議盡量設置一些與計算機類(lèi)或網(wǎng)絡(luò )類(lèi)課程關(guān)聯(lián)較大的實(shí)驗內容。這樣，不僅可提高學(xué)生的學(xué)習興趣，也有助于加強和鞏固計算機和網(wǎng)絡(luò )類(lèi)課程知識。例如，除了專(zhuān)門(mén)設置調制解調、碼分擴頻等實(shí)驗外，可選擇數字信號編碼(如CRC、HDB3編碼)、計算機數據傳輸通信系統測試(見(jiàn)圖2)等實(shí)驗。在圖2中，兩臺計算機通過(guò)通信原理實(shí)驗箱連接，實(shí)驗內容涉及計算機通信軟件的設置與使用、RS232接口、數據通信控制規程、不同速率下的系統性能測量、信道誤碼和調制解調方式對通信性能的影響等知識點(diǎn)。
2)插圖2具體實(shí)驗項目安排要注意循序漸進(jìn)、先易后難、先模塊后系統。例如，在圖2中，可先單獨做BPSK/DBPSK實(shí)驗和漢明編碼實(shí)驗，再做計算機數據傳輸系統測試實(shí)驗。對于BPSK/DBPSK實(shí)驗，如采用SystemView仿真軟件，可先做BASK/BFSK的驗證性實(shí)驗，即給出完整的原理框圖及所有圖符模塊和參數配置，實(shí)驗目的是驗證原理和熟悉仿真軟件的使用。做BPSK/DBPSK實(shí)驗時(shí)，則抽掉部分功能模塊或僅給模塊不給參數，讓學(xué)生自己根據原理，設計、配置和調試系統，鍛煉學(xué)生的綜合設計能力。被抽掉的模塊和參數最好是對應于學(xué)生容易忽視但又重要的知識點(diǎn)。
3)不同的實(shí)驗項目可采用不同的實(shí)驗工具，有利于學(xué)生了解和掌握更多的實(shí)驗手段，也為今后畢業(yè)設計、創(chuàng )新研究甚至將來(lái)深造或科研打下一定基礎。例如，“信號分析與處理”使用MATLAB工具，“數據通信”等其他課程就采用通信實(shí)驗箱或SystemView仿真軟件。在上述調制解調實(shí)驗中采用SystemView，則在計算機數據傳輸系統實(shí)驗中使用原理實(shí)驗箱。如果條件允許，還可購置程控交換機、SDH設備、移動(dòng)通信等實(shí)用設備，構建出真實(shí)的通信實(shí)訓環(huán)境，通過(guò)開(kāi)設演示驗證、設備操作、配置、管理以及互通測試等各種類(lèi)型的實(shí)驗，使學(xué)生能盡快地建立真實(shí)、完整的通信和網(wǎng)絡(luò )系統概念和掌握系統工作原理。
驗證性或綜合性實(shí)驗能夠使學(xué)生盡快熟悉并掌握實(shí)驗設備，為后續進(jìn)階型及自主設計型實(shí)驗打下良好的基礎;使學(xué)生從實(shí)驗中逐步增強發(fā)現問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、積累實(shí)用經(jīng)驗的能力。通過(guò)實(shí)驗不但能夠加深對基本理論知識的理解，還能提高工程實(shí)踐素質(zhì)，激發(fā)創(chuàng )新意識。
2 綜合課程設計和創(chuàng )新實(shí)驗設置
通過(guò)提供高水平的實(shí)驗系統或仿真平臺，開(kāi)設綜合課程設計、本科畢業(yè)設計、創(chuàng )新項目競賽等實(shí)驗項目，使學(xué)生能進(jìn)一步鞏固基礎知識、接觸科研前沿、鍛煉科研能力、提高工程素質(zhì)、培養創(chuàng )新精神。
網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)知識領(lǐng)域較廣，口徑較寬，需要開(kāi)展和加強的實(shí)踐項目也較多。因此根據專(zhuān)業(yè)培養目標，目前大多數院校開(kāi)設的綜合課程設計主要對應的是網(wǎng)絡(luò )類(lèi)系列課程，如網(wǎng)絡(luò )工程課程設計、網(wǎng)絡(luò )協(xié)議或應用軟件開(kāi)發(fā)課程設計、網(wǎng)絡(luò )管理課程設計、網(wǎng)絡(luò )攻防課程設計等。因此，如何在有限的實(shí)踐學(xué)時(shí)內，開(kāi)展通信類(lèi)系列課程的綜合課程設計及創(chuàng )新研究也是值得探討的問(wèn)題。我們認為可采取以下思路：
1)開(kāi)展一些相對簡(jiǎn)單且與計算機或網(wǎng)絡(luò )類(lèi)知識緊密結合的綜合課程設計，便于學(xué)生上手，提高積極性。例如，將計算機編程、仿真及硬件相結合，利用集成的仿真工具，通過(guò)電路原理圖及硬件描述語(yǔ)言設計出通信電路，編譯仿真后下載到實(shí)驗板芯片上，并完成從設計、仿真到制作、驗證的整個(gè)實(shí)驗過(guò)程。
2)在網(wǎng)絡(luò )工程等綜合課程設計中增加一些與通信類(lèi)知識單元有關(guān)的綜合設計內容。通過(guò)購置一些程控交換設備、SDH光纖網(wǎng)設備、寬帶接入網(wǎng)等設備，并集成入網(wǎng)絡(luò )實(shí)訓系統中，開(kāi)設從底層通信到上層網(wǎng)絡(luò )協(xié)議及應用，從語(yǔ)音到數據，從管理到傳輸，從接入網(wǎng)到核心網(wǎng)等綜合課程設計內容。
3)結合畢業(yè)設計環(huán)節和創(chuàng )新研究競賽，根據指導老師所從事的科研項目，如無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)、RF網(wǎng)、認知無(wú)線(xiàn)電等，開(kāi)展一些有關(guān)通信新技術(shù)方面的研究和創(chuàng )新項目，并將這些科研項目設備融入到實(shí)驗室網(wǎng)絡(luò )與通信綜合實(shí)驗平臺中，由此不斷積累經(jīng)驗，完善系統，開(kāi)設更多的綜合或創(chuàng )新實(shí)驗項目，豐富整個(gè)實(shí)驗體系。
另外，也要加強實(shí)驗教學(xué)管理，制定靈活的實(shí)驗室開(kāi)放和成績(jì)評定等制度，提高學(xué)生課內學(xué)時(shí)實(shí)驗效率，并鼓勵學(xué)生利用課余時(shí)間加強和豐富實(shí)驗內容。
3 結語(yǔ)
隨著(zhù)三網(wǎng)融合、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等發(fā)展，網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)知識體系及內涵也在不斷發(fā)展和成熟。計算機類(lèi)和網(wǎng)絡(luò )類(lèi)課程構成了網(wǎng)絡(luò )工程專(zhuān)業(yè)的主要知識體系，通信類(lèi)課程是學(xué)好網(wǎng)絡(luò )類(lèi)課程的重要基礎。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，實(shí)現素質(zhì)教育和創(chuàng )新人才培養目標的重要環(huán)節。本文在文獻[2]的基礎上，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)驗設置提出了相關(guān)建議，有待進(jìn)一步實(shí)踐驗證和完善。
參考文獻：
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