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应用型通信工程专业计算机类课程建设研究

时间:2022-03-17 09:08:22  浏览次数:

摘要:针对应用型通信工程专业现有课程建设中的问题,以培养应用创新型通信工程专业人才为目标,结合通信技术发展趋势与通信专业人才需求状况,对通信工程专业计算机类课程进行优化设置,同时改进了相关实践教学环节的教学内容。

关键词:通信工程;课程建设;人才培养;应用型本科;实践教学

中图分类号: G642 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2017)04-0159-02

Research on Construction of Computer Curriculum for Application-Oriented Communication Engineering Specialty

YU Nuo

(School of Electrical Engineering, Anhui Polytechnic University, Wuhu 241000, China)

Abstract: In this paper, we investigate the problems in the existing curriculum construction of application-oriented communication engineering specialty. Aiming to cultivate innovative communication engineering talents, we optimize the computer curriculum of communication engineering specialty. And also, we improve the teaching content of practical teaching procedure, based on the development of communication technology and the demand for communication engineering professionals.

Key words:communication engineering; curriculum construction; talent training; application-oriented undergraduate; practical teaching

通信技术在近年来发展迅速,推动了通信相关行业的快速兴起。基于移动通信和计算机技术的移动互联网产业正成为我国经济和社会发展的重要支柱[1]。随着相关产业的日益发展,社会对应用型通信工程专业人才的需求越来越大,同时对通信专业人才的能力和知识结构提出了更高和更新的要求。高校为了培养适应社会需求的通信工程专业人才,就需要对专业培养方案进行修订,其核心内容是对相关课程体系进行优化设置[2]。

应用型通信工程专业的课程设置要符合通信技术发展趋势,并能满足当前通信行业的应用需求。一方面,从通信技术本身的发展来看,其与计算机技术密切相关[3][4]。软件定义网络、第五代移动通信网络、物联网等通信网络新技术不断涌现,而这些新技术都依赖于云计算、大数据分析和网络优化等计算机技术[5]。另一方面,从行业应用需求来看,通信产业目前正从传统以设备为核心转向以服务为核心[6]。这就要求通信专业人才在掌握通信设备相关知识的基础上,还要具备通信网络管理、运营和应用开发的能力。而要从事现代化的通信网络运维与网络应用开发,通信技术人员必需熟练掌握相应的计算机软硬件开发技术。因此,高校通信工程专业计算机类课程体系建设在整个专业培养方案中占有重要地位。

本文针对目前本科通信工程专业课程体系中存在的一些问题,结合通信技术发展趋势和通信行业应用需求,从课程设置、实践教学环节设计两方面,提出适合应用型本科通信专业的计算机类课程优化方案。

1 通信工程专业课程建設现状

普通高校通信工程专业在课程设置上,通常会参考一些重点高校相关专业的课程体系。但是由于师资力量、综合实力、生源质量等方面的差距,无法直接照搬其课程体系和教学方法。以安徽工程大学(以下简称我校)通信工程专业为例,虽然自本专业开办以来,已经多次调整专业培养方案和相应课程体系,但是在课程设置和教学方法等方面还是存在一些问题,其主要体现在以下两个方面。

1) 课程体系和课程设置不合理。目前,我校通信工程专业的基础课以电路分析与设计为中心,开设了电路分析、模拟电子线路、数字电子技术、高频电子线路等课程。专业必修课以通信系统信号处理为核心,开设了信号与系统、数字信号处理、通信原理、电磁场与电磁波等课程。专业方向课包括移动通信、微波技术、天线与电波、多媒体通信技术、光纤通信、信息理论与编码等。而与计算机技术相关的课程只有C语言程序设计、微机原理、单片机原理及应用、DSP原理及应用、计算机网络,其中还有部分是选修课。从中可以看出,目前的课程体系侧重信号分析与处理,重理论轻应用。但是随着现代通信行业及相关产业的发展,现有课程设置已经不能满足人才培养的需求。根据相关就业调查结果和毕业生反馈情况,目前普通高校通信工程毕业生从事信号处理及相关工作的不到四分之一,而超过一半的毕业生从事通信网络相关的软硬件产品开发及运维等工作[7][8]。因此,有必要对现有课程体系进行优化,特别是加强计算机类课程的建设。

2)实践教学环节相对薄弱。实践教学环节是帮助学生理解消化专业课理论知识,提高学生动手和创新能力的重要途径,主要包括课程实验、课程设计、综合大实验、毕业设计和大学生创新计划等。目前,我校通信工程专业配合专业主干课程,开设了一定数量的课程实验。这些实验主要使用实验箱完成,只能进行简单的验证性实验。综合大实验和课程设计也主要采用实验箱并结合Matlab、SystemView等仿真环境完成,缺少设计型实验。而大学生创新计划、学科竞赛等教学活动虽然能较好培养学生的实践能力,但是目前能参与的学生数量有限。因此,在优化调整课程体系的同时,需要结合计算机技术,开设普及面广、面向应用的实践教学环节,培养学生的实践能力。

2 通信工程专业计算机类课程设置方案

通信工程专业计算机类课程的优化设置,需要结合我校通信工程专业教师的学科背景和研究方向,对现有培养方案中的课程体系进行改革。由于目前各专业在培养计划中的学时有一定总量限制,在保持现有总学时不发生较大变动的前提下,要加强计算机类课程的教学,主要通过以下两个途径。一是通过对部分课程进行课时压缩,例如信号处理方向的几门专业课程在部分内容上有一定重叠,可以考虑对相关教学内容进行整合,减少一定的授课学时,用于安排少量新开计算机类课程;二是对现有计算机类课程内容进行更新。优化之后的通信工程专业计算机类课程主要分为以下几类。

1)计算机软件技术基础类,包括C语言程序设计、面向对象程序设计(C++/Java)。其中C语言程序设计是现有课程,但是在课程内容上需要加强数据结构及算法设计的相关内容,为后续计算机类课程打好基础。面向对象程序设计为新开课程,由于应用软件设计普遍采用了面向对象技术,而原有课程体系缺少了这一重要课程内容。在实际教学过程当中,可以采用C++或Java语言进行讲授,主要让学生建立面向对象的程序设计理念并在后续课程中加以应用。

2)计算机硬件技术基础类,包括通信电子线路、单片机及嵌入式系统。现有电路硬件设计课程在内容设计上没有考虑通信工程专业的特点,需要加强无线通信相关电子线路设计的内容,还可以融合微波电路设计,开展综合性实验。而通过单片机及嵌入式系统课程的学习,可以进一步培养学生软硬件结合,开发实际应用无线通信电子设备的能力。

3)现代通信网络技术类,包括计算机网络、通信网络新技术专题。计算机网络为现有课程,但是设置为专业基础选修课,需要调整为专业基础必修课。现代通信技术与计算机网络技术紧密结合,网络知识是通信专业人才必备的基础知识。原有计算机网络课程教学目标定位不明确,影响了后续通信网络相关课程的教学效果。在课程内容安排上,除了计算机网络体系结构、路由方法和网络协议等基本原理,还要注重网络应用,增加课程实验学时。现有通信网络技术新专题内容调整为第五代移动通信网络、软件定义网络、网络虚拟化和物联网相关专题。这些新技术是通信工程毕业生在工作中将会接触到的产业技术背景,其最大特点就是通信网络与计算机技术的融合,实现通信网络的数字化和虚拟化。

4)通信網络软件开发类,包括网络编程、移动互联网应用软件设计。根据目前通信工程专业毕业生的就业情况,有必要加强通信网络软件开发相关的能力培养。在无法增加更多新课程的条件下,可以将相关教学内容纳入实践教学环节。网络编程主要包括Socket编程、B/S、C/S架构程序设计等,可以将其纳入网络软件开发课程设计教学环节。移动互联网应用软件开发主要包括无线终端应用软件开发、移动增值业务开发等。课程内容主要为iOS或Android平台应用程序开发,可以作为通信工程综合实验的一部分。

由于通信工程专业学生的知识体系结构与计算机专业学生不同,同样的计算机课程对通信专业学生的教学目标和要求也应有区别。以上计算机类课程在内容安排上必须考虑通信专业学生的特点,不能直接照搬计算机专业相关课程的教学大纲和教学内容。软件类课程以通信网络软件系统开发和移动互联网应用开发为主线,硬件类课程以无线通信电子线路设计为核心内容。

3 通信工程专业计算机类课程实践教学环节设计

实践教学是培养应用型通信工程专业人才的重要环节。在课程理论教学的基础上,实践教学环节可以帮助学生理解和消化相关知识点,有助于锻炼学生实际应用知识的能力。现有实践教学环节中,验证性实验所占比例较大,综合性实验设置欠缺,而且各实践环节之间缺乏相关性,不利于培养学生的综合实践能力。因此,在设置计算机类课程实践教学环节时,应尽量提高综合性实验的比例,并注意相关课程之间的联系,加强实践教学的系统性。优化调整后的计算机类课程实践教学环节包括以下几类。

1)课程实验:包括C语言程序设计、面向对象程序设计和计算机网络三门课程的课程实验。其中C语言实验主要让学生建立计算机编程的基本概念,掌握编程规范和程序调试技巧,具备实现基础算法的能力。面向对象程序设计课程实验,着重培养学生面向对象的程序设计理念,具备利用C++/Java编程环境开发实际应用程序的能力。计算机网络实验要求学生在掌握网络设备使用、调试和组网的同时,能够利用工具软件深入理解网络协议,并掌握Socket编程的基本方法。

2)课程设计:将现有硬件电子线路课程设计整合为通信电子线路课程设计,增加网络软件开发和嵌入式系统两项计算机类课程设计。其中网络软件开发课程设计要求学生综合使用面向对象和网络编程技术,开发C/S、B/S架构下的网络应用软件系统,积累整体性软件项目开发经验。嵌入式系统课程设计综合了单片机和嵌入式系统两门课程的内容,利用电子信息工程专业实验室设备,让学生掌握典型嵌入式硬件平台上的软件系统开发技术。

3)综合性大实验:包括移动互联网应用软件开发和无线通信系统设计两项综合性实验。移动互联网应用软件开发综合实验要求学生利用所学的计算机软件开发技术,学习和掌握iOS 或Android操作系统的应用软件设计方法,结合网络编程知识,开发具备网络通信功能的智能移动终端软件。无线通信系统设计综合实验要求学生利用通信电子线路设计、多媒体通信和嵌入式系统等课程内容,完成无线视频传输系统收发端硬件设计和相关嵌入式软件开发。

4)毕业设计:毕业设计是应用型通信工程人才综合能力培

养的重要阶段,在设计选题上要尽量减少理论型和仿真研究型课题,以通信软硬件系统开发类课题为主体,充分利用现有实验室条件,并结合专业教师自身研究方向和课题,进一步培养学生所学通信专业知识的综合应用能力。

5)学科竞赛与大学生创新计划:积极引导部分学有所长的通信工程专业学生参“挑战杯”课外学术科技作品竞赛、电子设计竞赛、智能汽车竞赛、智能制造挑战赛、单片机及嵌入式系统大赛和物联网应用创新大赛等多种学科竞赛。同时,鼓励和指导学生积极申报大学生创新创业计划项目,锻炼学生解决实际应用问题的能力,培养学生积极思考、勇于创新的精神。

4 结束语

课程建设是通信工程专业人才培养方案的核心内容,应用型通信工程专业的课程设置必须面向社会实际需求。随着通信产业的快速发展,通信技术已经与计算机技术紧密结合。本文针对现有通信工程专业课程建设中存在的问题,提出了通信工程专业计算机类课程设置的优化方案,并在实际教学过程中进行了初步实践。今后将继续以应用创新型通信专业人才培养为目标,不断优化相关课程建设。

参考文献:

[1] 张洪全,冯进玫,郭继坤. 移动互联网时代应用型通信工程专业人才培养的思考[J]. 中国电力教育,2014(29):33-34.

[2] 丁文飞,孙会楠,郭秀娥. 通信工程专业柔性化课程体系改革的研究与实践[J]. 中国教育技术装备,2015(16):101-103.

[3] 杨亚萍,梁丰,刘高平,等. 通信工程专业人才培养方案改革实践[J]. 电气电子教学学报,2015,37(6):8-10.

[4] 朱宇光,严伟忠,闵立清,等. 通信工程专业应用型本科人才培养的思考[J]. 常州工学院学报,2013,26(2):85-88.

[5] 尤肖虎,潘志文,高西奇,等. 5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J]. 中国科学:信息科学,2014,44(5):551-563.

[6] 刘建航.李世宝.张锡岭. 通信工程专业特色的软件综合实践课程规划[J]. 教育教学论坛,2012(32):237-238.

[7] 褚丽莉. 新形势下通信工程专业课程体系改革的思考[J]. 中国电力教育,2010(33):125-126.

[8] 刘婷婷,沈卫康,李小平,等. 应用型本科通信工程专业在校生和毕业生调研结果分析与培养对策[J]. 中国现代教育装备,2016(3):33-34.

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