模拟教育在通信专业教学中运用

随着高科技的飞速发展,教育的手段也越来越多样化,现代化,其目的性更为明确,现代教育更加注重培养学生的实际操作能力,尤其是通信专业的学生,既要重视理论知识的学习,又特别要掌握操作技能。只有这样,才能达到实际技能的应用。如何使学生把理论和实践结合起来是教育工作者的首先要解决的问题。目前部分学校,实践性的操作科目占有很大的比重。然而,部分学校在进行实践性操作科目时存在明显弊端:首先,设备老化,甚至已经淘汰,无法跟上时代的需求。通信行业是一门发展迅速的行业,设备更换日新月异,学校由于资金问题,往往使设备得不到及时的更换,导致学生尽管对所学理论知识和设备结构了如指掌,真正步入社会也难发挥作用。其次,对通信工程专业教学,教师采用传统的“传道、授业、解惑”方式讲解,学生一味的观察和重复老师的动作而进行的。导致学生只是复制老师的操作流程,从而限制了学生的自主性和自我意识,不能通过现象了解本质;花费时间较大,随着学生数量的增加,显得力不从心;部分专业仿真性不够,直观性不强,无法找到“身临其境”的感觉。若不进行反复的事先摸拟教育,使学生掌握通信工程专业的操作技能,学生的失误往往会对新设备造成损坏,造成一定的损失。[1]73-74针对以上问题,提出模拟教育。

一、模拟教育

模拟教育是指尽可能贴近真实的环境,利用多种局部功能模型、计算机互动模型及全方位模拟系统,创造出模拟的设备和模拟的真实场景,利用更加科学的手段培养学生敏捷迅速的临场思维,充分发挥学生在学习过程中的主动性、创造性、积极性和实战性.全面提高学生的临场综合判断能力及各项操作技能,达到学生熟练掌握通信专业操作技能的目的。[2]229-230

二、如何进行模拟教育

模拟教育系统根据学生的学习过程,可分为原理结构模拟、操作流程模拟、实用阶段模拟三部分。1

.原理结构模拟

通信设备的原理结构是非常重要的,简单的图示加书本的理论学习是难以将抽象的问题形象化的向学生讲透彻,也难以使学生“知其所以然”。为了使学生对通讯设备有深刻的了解,必须要对设备的结构原理进行模拟。计算机虚拟系统可以完成以上工作,它通过计算机软件创造了真实的设备内部环境,电脑屏幕可以显示操作设备内部的原理结构图,内部线路与外部操作按钮之间的关系,并以动画的方式呈现出设备内部的电流方向、信号转换、调制解调、数模变换等通信领域的基本变化,学生可以通过生动的画面了解到相关设备的内部结构,“由里及表”地对所学习的设备进行更深刻的了解与掌握。如对程控交换机的学习,就可以使用此方法。程控交换机结构与原理比较复杂,依靠简单的图示讲授难以使学生深刻理解,我们可以把这些复杂内容模拟显示在电脑屏幕上,并用动画的方式显示出线路的连接、走向,通话和拆线过程,电话号码的配置等,既生动又形象,便于学生的理解记忆。

2.操作流程模拟

当学生掌握了原理结构,下一步,就要掌握该设备在实验室环境下的具体操作,需要对操作流程进行模拟。计算机辅助模型是一种将通信领域的多种基本操作和计算机软件结合起来的模型,通过计算机软件实现某一个流程的基本操作过程的监控,在一定程度上综合了一整套单项功能训练,也可以编写一些简单的程序,对学生的薄弱环节进行有针对性的训练和指导。如对电话终端摘机电流与挂机电流的测量,可以采用此方法。由于摘机与挂机电流差距较大,需要在测量时对万用表的量程进行调节,这一步看似简单却很重要,很多学生在进行测量时往往将其忽略而导致万用电表的损坏。这项测量完全可以由计算机模拟软件对整个流程进行模拟,通过软件与硬件的结合,学生只要操控相应的硬件设备即可,该过程由计算机软件监控,如果出错,计算机就会发出警告信号,学生可以在其指导下进行改正,最终达到操作的规范化,标准化,熟练化。整个过程可以反复进行,不会对测量仪表造成损坏,有效地保护了试验设备。

3.实用阶段模拟

实用阶段的模拟最为复杂,在学生掌握了原理与操作流程的基础上,学生需要在实践中对设备进行操作和使用,而学校也应该提供实用阶段的模拟训练。全方位模拟系统可以完成以上工作,它可以对现场环境,设备型号、参数进行全面的模拟,该系统具有和真实设备一样的外形,操作按钮和界面,学生可以通过对该设备的学习,掌握真实设备的操作技能和操作要点。如便携式地球站[3]431-432的架设与参数的设置就可以采用此系统进行学习。若用真实地球站进行操作,造价较高,还必须要有卫星对地球站分配一定的频带,才能在架设结束后,进行对星操作,让学生观察到卫星与地球站之间通信,了解整个通信过程。然而众所周知,卫星的通信频带十分有限,不仅保障地面通信,还要完成一些数据的测量与发送,给每个学校分配固定的频带既不现实,也不经济。全方位模拟系统就可以较好地解决这一问题,该系统拥有和真实便携式地球站一样的外形和操作界面,通过软件对模拟出真实站的性能,架设的程序也都相同。首先,它可以模拟出卫星与地球站之间的通信过程,使学生对卫星通信的整个过程做到全面的观察,了解,掌握,而不需要卫星频带的分配。其次,软件也可以模拟出不同的外界环境,老师可以考察学生在不同的条件下地球站的架设,如在雨天的架设,在林地的架设等。经济性、实用性、真实性都得到了充分的体现。

三、模拟教育的优势

1.经济性

模拟系统可以根据通信技术的发展进行适当的软件升级,从而能够模拟最新的设备功能和操作环境,学生可以面对最新的技术,对其进行学习、了解、掌握,以便使所学的知识、操作的技能可以“紧跟时代潮流”。学校也不用经常更换新设备,就能达到教学目的,这样做较大地降低了教学的成本。

2.便利性

时间方便性.老师可以通过模拟系统随时对学生进行训练、提问、考核,从而掌握其学习状况。难易程度可调节性.各种难度的训练都可以在模拟系统上进行,适合基础知识、技能不同的学生学习、使用。风险较低、允许出错.学生在使用模拟系统时不怕出错,错误不会造成不良后果,也不会造成设备损坏,出现错误时及时纠正,便于学生深刻记忆.

3.实效性

可重复性.不同层次的学生可以针对自己的基础在模拟系统上反复进行练习,直到熟练为止,不会受到其他条件的影响。记录和回放.训练过程可以通过各种方式记录下来,包括文字记载和摄像,训练结束后,学生和老师可以一起观看或检查记录,进行讨论和评价,发现优点和不足。过程可控性.模拟系统可以根据需要停止、减缓和重新操作,完全在老师的掌握之中。

四、综合评价

1.学生欢迎

模拟教育解决了理论与实践的紧密结合问题,培养了学生走向社会的实际工作能力,达到学以致用的效果,受到学生的欢迎。真实的实践环境对学生的学习效果有很大的影响[4]207-208,然而实践的机会有限,不可能照顾到每一个人。模拟教育就解决了这一问题,它可以模拟出真实的场景与环境,这样每一个学生就可以根据不同的场景解决问题,激发了其自主性,也满足了学生用理论指导实践的渴望。

2.教学效果

模拟教育是通信专业比较理想的教学方法,可以利用学校的硬件设施和计算机软件进行模拟实际操作,校方和学生均感觉效果可佳。个人的能力要得到充分的发挥,理论必须与实践结合,然而直接让掌握了理论知识的学生进行实际操作,很容易出问题,还可能造成一些不必要的损失。模拟教育是理论与实践之间的一座桥梁,通过真实模拟后再进行设备的操作,即理论—模拟—实践,使两者更为紧密地结合在一起,实现无缝连接,达到理想的教学效果,受到一致好评。

3.学校赞同

针对作者对多所学校的调查,大多数学校对模拟教育表示赞同。模拟教育在大学教育中承担着越来越重要的作用,尤其是理工科院校,许多学校都建立了自己的模拟实验大楼、仿真模拟实验室,对软件系统不断地进行升级.越来越多的理工科学生,在走向社会前,都需要进行系统的模拟教育,然后再让其进行实习,稳扎稳打,为日后走向社会奠定坚实的基础。

4.社会认可

接受过系统的模拟教育的人走向社会适应性更强。作者也调查过很多理工科的学生,总体感觉接受过模拟教育的人,他们走上工作岗位后能够很快适应,尤其是对实践操作要求较高的行业,原因有以下两点:(1)理论知识扎实,对设备的结构了如指掌,对原理的理解较为深刻。(2)学生在学校通过学习,对理论、设备的结构和功能都有一定的理解,并且对部分设备进行了反复的练习操作,达到熟练的程度。不需要花太多的时间重新学习就可以直接操作上岗。

五、结语

我国伟大的教育家陶行知提出:“读书是为了解决实践中的问题,断不可以呆读”;也提出了“学生要力求长进,不断攀登”。[5]6-7陶先生有两层意思,一是注重理论与实践的结合;二是紧跟时代潮流,这样才不被社会淘汰。而模拟教育恰恰解决了这两个方面的问题,它是理论结合实践的重要枢纽,使学生更好的掌握理论知识和进行实践操作;它也可以通过软件不断地升级,模拟出目前最先进的设备,供学生学习、操作、掌握。在发展迅速的通信行业显得尤为重要。模拟教育的经济性、便利性、实效性的优势越来越突显出来,在不久的将来,一定会蓬勃发展,成为教学过程的重要组成部分。