模擬教育在通信專業(yè)教學(xué)中運用

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隨著高科技的飛速發(fā)展,教育的手段也越來越多樣化,現(xiàn)代化,其目的性更為明確,現(xiàn)代教育更加注重培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力,尤其是通信專業(yè)的學(xué)生,既要重視理論知識的學(xué)習(xí),又特別要掌握操作技能。只有這樣,才能達到實際技能的應(yīng)用。如何使學(xué)生把理論和實踐結(jié)合起來是教育工作者的首先要解決的問題。目前部分學(xué)校,實踐性的操作科目占有很大的比重。然而,部分學(xué)校在進行實踐性操作科目時存在明顯弊端:首先,設(shè)備老化,甚至已經(jīng)淘汰,無法跟上時代的需求。通信行業(yè)是一門發(fā)展迅速的行業(yè),設(shè)備更換日新月異,學(xué)校由于資金問題,往往使設(shè)備得不到及時的更換,導(dǎo)致學(xué)生盡管對所學(xué)理論知識和設(shè)備結(jié)構(gòu)了如指掌,真正步入社會也難發(fā)揮作用。其次,對通信工程專業(yè)教學(xué),教師采用傳統(tǒng)的“傳道、授業(yè)、解惑”方式講解,學(xué)生一味的觀察和重復(fù)老師的動作而進行的。導(dǎo)致學(xué)生只是復(fù)制老師的操作流程,從而限制了學(xué)生的自主性和自我意識,不能通過現(xiàn)象了解本質(zhì);花費時間較大,隨著學(xué)生數(shù)量的增加,顯得力不從心;部分專業(yè)仿真性不夠,直觀性不強,無法找到“身臨其境”的感覺。若不進行反復(fù)的事先摸擬教育,使學(xué)生掌握通信工程專業(yè)的操作技能,學(xué)生的失誤往往會對新設(shè)備造成損壞,造成一定的損失。[1]73-74針對以上問題,提出模擬教育。

一、模擬教育

模擬教育是指盡可能貼近真實的環(huán)境,利用多種局部功能模型、計算機互動模型及全方位模擬系統(tǒng),創(chuàng)造出模擬的設(shè)備和模擬的真實場景,利用更加科學(xué)的手段培養(yǎng)學(xué)生敏捷迅速的臨場思維,充分發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動性、創(chuàng)造性、積極性和實戰(zhàn)性.全面提高學(xué)生的臨場綜合判斷能力及各項操作技能,達到學(xué)生熟練掌握通信專業(yè)操作技能的目的。[2]229-230

二、如何進行模擬教育

模擬教育系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程,可分為原理結(jié)構(gòu)模擬、操作流程模擬、實用階段模擬三部分。1

.原理結(jié)構(gòu)模擬

通信設(shè)備的原理結(jié)構(gòu)是非常重要的,簡單的圖示加書本的理論學(xué)習(xí)是難以將抽象的問題形象化的向?qū)W生講透徹,也難以使學(xué)生“知其所以然”。為了使學(xué)生對通訊設(shè)備有深刻的了解,必須要對設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理進行模擬。計算機虛擬系統(tǒng)可以完成以上工作,它通過計算機軟件創(chuàng)造了真實的設(shè)備內(nèi)部環(huán)境,電腦屏幕可以顯示操作設(shè)備內(nèi)部的原理結(jié)構(gòu)圖,內(nèi)部線路與外部操作按鈕之間的關(guān)系,并以動畫的方式呈現(xiàn)出設(shè)備內(nèi)部的電流方向、信號轉(zhuǎn)換、調(diào)制解調(diào)、數(shù)模變換等通信領(lǐng)域的基本變化,學(xué)生可以通過生動的畫面了解到相關(guān)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu),“由里及表”地對所學(xué)習(xí)的設(shè)備進行更深刻的了解與掌握。如對程控交換機的學(xué)習(xí),就可以使用此方法。程控交換機結(jié)構(gòu)與原理比較復(fù)雜,依靠簡單的圖示講授難以使學(xué)生深刻理解,我們可以把這些復(fù)雜內(nèi)容模擬顯示在電腦屏幕上,并用動畫的方式顯示出線路的連接、走向,通話和拆線過程,電話號碼的配置等,既生動又形象,便于學(xué)生的理解記憶。

2.操作流程模擬

當(dāng)學(xué)生掌握了原理結(jié)構(gòu),下一步,就要掌握該設(shè)備在實驗室環(huán)境下的具體操作,需要對操作流程進行模擬。計算機輔助模型是一種將通信領(lǐng)域的多種基本操作和計算機軟件結(jié)合起來的模型,通過計算機軟件實現(xiàn)某一個流程的基本操作過程的監(jiān)控,在一定程度上綜合了一整套單項功能訓(xùn)練,也可以編寫一些簡單的程序,對學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)進行有針對性的訓(xùn)練和指導(dǎo)。如對電話終端摘機電流與掛機電流的測量,可以采用此方法。由于摘機與掛機電流差距較大,需要在測量時對萬用表的量程進行調(diào)節(jié),這一步看似簡單卻很重要,很多學(xué)生在進行測量時往往將其忽略而導(dǎo)致萬用電表的損壞。這項測量完全可以由計算機模擬軟件對整個流程進行模擬,通過軟件與硬件的結(jié)合,學(xué)生只要操控相應(yīng)的硬件設(shè)備即可,該過程由計算機軟件監(jiān)控,如果出錯,計算機就會發(fā)出警告信號,學(xué)生可以在其指導(dǎo)下進行改正,最終達到操作的規(guī)范化,標(biāo)準(zhǔn)化,熟練化。整個過程可以反復(fù)進行,不會對測量儀表造成損壞,有效地保護了試驗設(shè)備。

3.實用階段模擬

實用階段的模擬最為復(fù)雜,在學(xué)生掌握了原理與操作流程的基礎(chǔ)上,學(xué)生需要在實踐中對設(shè)備進行操作和使用,而學(xué)校也應(yīng)該提供實用階段的模擬訓(xùn)練。全方位模擬系統(tǒng)可以完成以上工作,它可以對現(xiàn)場環(huán)境,設(shè)備型號、參數(shù)進行全面的模擬,該系統(tǒng)具有和真實設(shè)備一樣的外形,操作按鈕和界面,學(xué)生可以通過對該設(shè)備的學(xué)習(xí),掌握真實設(shè)備的操作技能和操作要點。如便攜式地球站[3]431-432的架設(shè)與參數(shù)的設(shè)置就可以采用此系統(tǒng)進行學(xué)習(xí)。若用真實地球站進行操作,造價較高,還必須要有衛(wèi)星對地球站分配一定的頻帶,才能在架設(shè)結(jié)束后,進行對星操作,讓學(xué)生觀察到衛(wèi)星與地球站之間通信,了解整個通信過程。然而眾所周知,衛(wèi)星的通信頻帶十分有限,不僅保障地面通信,還要完成一些數(shù)據(jù)的測量與發(fā)送,給每個學(xué)校分配固定的頻帶既不現(xiàn)實,也不經(jīng)濟。全方位模擬系統(tǒng)就可以較好地解決這一問題,該系統(tǒng)擁有和真實便攜式地球站一樣的外形和操作界面,通過軟件對模擬出真實站的性能,架設(shè)的程序也都相同。首先,它可以模擬出衛(wèi)星與地球站之間的通信過程,使學(xué)生對衛(wèi)星通信的整個過程做到全面的觀察,了解,掌握,而不需要衛(wèi)星頻帶的分配。其次,軟件也可以模擬出不同的外界環(huán)境,老師可以考察學(xué)生在不同的條件下地球站的架設(shè),如在雨天的架設(shè),在林地的架設(shè)等。經(jīng)濟性、實用性、真實性都得到了充分的體現(xiàn)。

三、模擬教育的優(yōu)勢

1.經(jīng)濟性

模擬系統(tǒng)可以根據(jù)通信技術(shù)的發(fā)展進行適當(dāng)?shù)能浖?從而能夠模擬最新的設(shè)備功能和操作環(huán)境,學(xué)生可以面對最新的技術(shù),對其進行學(xué)習(xí)、了解、掌握,以便使所學(xué)的知識、操作的技能可以“緊跟時代潮流”。學(xué)校也不用經(jīng)常更換新設(shè)備,就能達到教學(xué)目的,這樣做較大地降低了教學(xué)的成本。

2.便利性

時間方便性.老師可以通過模擬系統(tǒng)隨時對學(xué)生進行訓(xùn)練、提問、考核,從而掌握其學(xué)習(xí)狀況。難易程度可調(diào)節(jié)性.各種難度的訓(xùn)練都可以在模擬系統(tǒng)上進行,適合基礎(chǔ)知識、技能不同的學(xué)生學(xué)習(xí)、使用。風(fēng)險較低、允許出錯.學(xué)生在使用模擬系統(tǒng)時不怕出錯,錯誤不會造成不良后果,也不會造成設(shè)備損壞,出現(xiàn)錯誤時及時糾正,便于學(xué)生深刻記憶.

3.實效性

可重復(fù)性.不同層次的學(xué)生可以針對自己的基礎(chǔ)在模擬系統(tǒng)上反復(fù)進行練習(xí),直到熟練為止,不會受到其他條件的影響。記錄和回放.訓(xùn)練過程可以通過各種方式記錄下來,包括文字記載和攝像,訓(xùn)練結(jié)束后,學(xué)生和老師可以一起觀看或檢查記錄,進行討論和評價,發(fā)現(xiàn)優(yōu)點和不足。過程可控性.模擬系統(tǒng)可以根據(jù)需要停止、減緩和重新操作,完全在老師的掌握之中。

四、綜合評價

1.學(xué)生歡迎

模擬教育解決了理論與實踐的緊密結(jié)合問題,培養(yǎng)了學(xué)生走向社會的實際工作能力,達到學(xué)以致用的效果,受到學(xué)生的歡迎。真實的實踐環(huán)境對學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有很大的影響[4]207-208,然而實踐的機會有限,不可能照顧到每一個人。模擬教育就解決了這一問題,它可以模擬出真實的場景與環(huán)境,這樣每一個學(xué)生就可以根據(jù)不同的場景解決問題,激發(fā)了其自主性,也滿足了學(xué)生用理論指導(dǎo)實踐的渴望。

2.教學(xué)效果

模擬教育是通信專業(yè)比較理想的教學(xué)方法,可以利用學(xué)校的硬件設(shè)施和計算機軟件進行模擬實際操作,校方和學(xué)生均感覺效果可佳。個人的能力要得到充分的發(fā)揮,理論必須與實踐結(jié)合,然而直接讓掌握了理論知識的學(xué)生進行實際操作,很容易出問題,還可能造成一些不必要的損失。模擬教育是理論與實踐之間的一座橋梁,通過真實模擬后再進行設(shè)備的操作,即理論—模擬—實踐,使兩者更為緊密地結(jié)合在一起,實現(xiàn)無縫連接,達到理想的教學(xué)效果,受到一致好評。

3.學(xué)校贊同

針對作者對多所學(xué)校的調(diào)查,大多數(shù)學(xué)校對模擬教育表示贊同。模擬教育在大學(xué)教育中承擔(dān)著越來越重要的作用,尤其是理工科院校,許多學(xué)校都建立了自己的模擬實驗大樓、仿真模擬實驗室,對軟件系統(tǒng)不斷地進行升級.越來越多的理工科學(xué)生,在走向社會前,都需要進行系統(tǒng)的模擬教育,然后再讓其進行實習(xí),穩(wěn)扎穩(wěn)打,為日后走向社會奠定堅實的基礎(chǔ)。

4.社會認可

接受過系統(tǒng)的模擬教育的人走向社會適應(yīng)性更強。作者也調(diào)查過很多理工科的學(xué)生,總體感覺接受過模擬教育的人,他們走上工作崗位后能夠很快適應(yīng),尤其是對實踐操作要求較高的行業(yè),原因有以下兩點:(1)理論知識扎實,對設(shè)備的結(jié)構(gòu)了如指掌,對原理的理解較為深刻。(2)學(xué)生在學(xué)校通過學(xué)習(xí),對理論、設(shè)備的結(jié)構(gòu)和功能都有一定的理解,并且對部分設(shè)備進行了反復(fù)的練習(xí)操作,達到熟練的程度。不需要花太多的時間重新學(xué)習(xí)就可以直接操作上崗。

五、結(jié)語

我國偉大的教育家陶行知提出:“讀書是為了解決實踐中的問題,斷不可以呆讀”;也提出了“學(xué)生要力求長進,不斷攀登”。[5]6-7陶先生有兩層意思,一是注重理論與實踐的結(jié)合;二是緊跟時代潮流,這樣才不被社會淘汰。而模擬教育恰恰解決了這兩個方面的問題,它是理論結(jié)合實踐的重要樞紐,使學(xué)生更好的掌握理論知識和進行實踐操作;它也可以通過軟件不斷地升級,模擬出目前最先進的設(shè)備,供學(xué)生學(xué)習(xí)、操作、掌握。在發(fā)展迅速的通信行業(yè)顯得尤為重要。模擬教育的經(jīng)濟性、便利性、實效性的優(yōu)勢越來越突顯出來,在不久的將來,一定會蓬勃發(fā)展,成為教學(xué)過程的重要組成部分。