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信息研究论文:国内信息机构研究对比思考
本文作者:张娣 单位:江南大学图书馆
2001—2011年上述信息机构论文产出情况比较
利用InCites平台,选取年代为近11(2001—2011)年,共获得中国大陆发表信息科学和图书馆学598篇论文,其中2011年达到峰值,论文数量为139篇.2001—2011年的信息机构发文量跟傅文奇基于SSCI的2000—2010年我国大陆信息科学和图书馆学论文的计量分析的机构统计[1]有些许差异,他选取的年代是2000—2010年,本文为2001—2011年,排名有了变化,依次为中国科学院、武汉大学、清华大学、北京大学、复旦大学、浙江大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、南京大学。(值得一提的是,表1和下文中的表6、表7中的数据是直接来自于InCites平台的,选取国家为中国大陆,但清华大学的数据有误,傅文奇[1]中的清华的数据2000—2010年30篇也可能有误,没有剔除台湾“国立”清华大学,InCites平台也有可能将“国立”清华大学数据处理为中国大陆的清华大学。)从表1亦可看出国内信息科学和图书馆学发表的被SSCI收录的论文与全球相比,国际化的倾向还不够,学术竞争力还有待提高。
2001—2011年上述信息机构每年论文产出增长情况比较
利用InCites平台,选取年代为2001—2011年(检索日期2012-09-05),获得各信息机构每年论文产出增长情况。整体趋势是一致的,都呈稳步攀升,2001—2005年除了中科院和清华大学及北京大学以外,国内信息机构的发文量都很少,2006年后各信息机构发文量都有不同程度的增加,2008年开始都有较大的突破。中科院在2010年也有了一个剧增;清华大学最近3年未有文章被SSCI收录;中科院、武汉大学和北京大学则保持一个较好的上涨趋势。显然,在信息科学和图书馆学领域中中科院、武汉大学、北京大学属于第一方阵,复旦大学、浙江大学属于第二方阵,清华大学等其他几个单位属于第三方阵。
上述机构2001—2011年发表的期刊及期刊影响因子比较
表2数据直接来源于WebofScience平台SSCI数据库,年代为2001-2011,地址为各个学校,通过学科类别为信息科学和图书馆学(InformationScience&LibrarySci-ence)学科精炼获得的数据。发表期刊总和因为SSCI是出版年和InCites是入库年导致检索数据有些许差异。总体来说,上述九个信息机构共发表在35种杂志上,目前SSCI收录信息科学和图书馆学期刊87种,国内信息机构对超过一半数量的刊物还缺少关注。各信息机构的期刊种类和平均影响因子见表3。其中发表刊物影响因子最高的刊物为武汉大学学者一篇,刊物MISQUARTERLY,影响因子5.041,在信息科学和图书馆学学科排名第一;其次为北京大学学者一篇,刊物INFOR-MATIONSYSTEMSRESEARCH,影响因子为3.358,在信息科学和图书馆学学科排名第二。由此说明国内学者在某些研究领域已达到国际最高水平,但还需要学者持续努力,有更多的学术成果能在国际行业一流刊物上进行学术交流。每个机构的的期刊平均影响因子是由每种刊物的影响因子乘以篇数的总和,再除以发表总篇数得来的。从的期刊平均影响因子来看,上述机构的排名依次为:哈尔滨工业大学,中国科学院,复旦大学,清华大学,浙江大学,南京大学,北京大学,武汉大学,上海交通大学。但哈尔滨工业大学的期刊种类比较少,武汉大学、中国科学院的种类比较丰富。总的来看,国内学者发文的刊物相对比较集中,由此说明国内学者比较偏爱这类刊物,如SCIENTOMETRICS(科学计量学)、INTERNA-TIONALJOURNALOFGEOGRAPHICALINFORMA-TIONSCIENCE(国际地理信息科学杂志)、JOURNALOFTHEAMERICANSOCIETYFORINFORMATIONSCI-ENCEANDTECHNOLOGY(美国信息科学与技术学会杂志)、INFORMATIONPROCESSINGMANAGEMENT(信息处理与管理)等。中科院学者最多的刊物为IN-TERNATIONALJOURNALOFGEOGRAPHICALINFOR-MATIONSCIENCE(国际地理信息科学杂志),发文22篇,占其发文总数的40.74%。武汉大学发文最多的刊物为SCI-ENTOMETRICS(科学计量学)11篇和INTERNATIONALJOURNALOFGEOGRAPHICALINFORMATIONSCI-ENCE(国际地理信息科学杂志)10篇,北京大学最多的刊物为INTERNATIONALJOURNALOFGEO-GRAPHICALINFORMATIONSCIENCE(国际地理信息科学杂志),发文10篇,占其发文总数的27.02%,清华大学发文量最多的刊物也是SCIENTOMETRICS(科学计量学),共8篇,占其发文总数的25%。
大数据技术前沿与热点研究
摘要:文章以WebofScience数据库为基础,以2015—2021年大数据领域高被引论文为样本,运用知识图谱软件VOSview-er对样本中的关键词频次进行统计,对关键词数据进行手动预处理后生成科学知识图谱,然后从研究热点、研究前沿以及演进路径对大数据技术进行量化和聚类分析。结果表明,大数据技术前沿有三个研究方向,分别是大数据开发与挖掘技术、大数据分析与管理技术、大数据运维与云计算技术。数字化、智能化、网络化是大数据技术的未来发展方向,大数据运维与云计算是大数据技术的研究前沿,数据安全是大数据技术的未来研究热点。随着人们对大数据技术研究的不断深入,大数据理论体系和大数据治理体系会更加完善和成熟,人类将进入信息技术引领下的万物互联新时代。
关键词:大数据技术;VOSviewer;热点研究;高被引论文;数据安全
引言
大数据这一科技术语并不是近几年才出现的。2008年9月,Nature杂志推出Bigdata:ThenextGoogle专刊,讨论大数据技术用于处理未来可能会遇到的问题,其中便首次使用了“大数据”的说法[1]。而首次提出大数据的定义是在2011年,麦肯锡全球研究院(MGI)在其发布的《大数据:创新、竞争和生产力的下一个前沿领域》(Bigdata,Thenextfrontierforinnovation,competition,andpro-ductivity)研究报告中清晰表述:大数据是指其大小超出了常规数据库工具获取、储存、管理和分析能力的数据集[2]。随着信息和通信技术的发展,大数据不再只是一个概念,而是逐渐融入人们生产和生活的方方面面,社会呈现出万物互联的趋势。大数据技术的繁荣与各个国家的政策和经济投入密切相关。2020年3月,数据首次被纳入生产要素范围,成为继土地、劳动力、资本和技术之外的第五大生产要素[3]。数字技术发展到今天,计算机算法越来越复杂、稳定和科学,数据的产生、传输和处理的方式也发生了翻天覆地的变化,深刻地影响着人们的生活方式。大数据的基础技术是基于云计算对数据进行存储、管理、挖掘和分析,核心技术包括数据采集、机器学习、数据预处理、数据库等。大数据技术意味着数字化进程的新阶段,驱动人类社会发展,推动社会生产格局的调整。《2021年IDC全球大数据支出指南V1》(IDCWorldwideBigDataandAna-lyticsSpendingGuide,2021V1)[4]中,对全球大数据市场的未来发展做出推断,称到2025年IT投资规模将得到巨幅增长,数额将超过3500亿美元,其复合增长率(CAGR)也将达到12.8%左右。IDC中国新兴科技研究组分析师王丽萌认为,随着互联网经济的升级和加速发展,政府、企业等终端用户正在广泛开展数字化转型,完善数据全生命周期管理,运用大数据分析和解决方案提升管理决策水平、改善内外部用户体验、支持创新应用,中国大数据市场支出将在五年内稳定增长。政府、企业对大数据技术投之以更多的关注。信息和数据规模增长,人们的思维方式也受到大数据技术的影响发生改变,学界也涌现出大量大数据领域的相关研究。随着国内外研究深度和广度的不断延伸,形成了复杂的研究网络,这些庞杂的文献数据信息亟需梳理和总结。知识图谱法和文献计量分析方法中的共词共现法是分析学术领域研究态势的基本方法,科技术语和高被引论文可以在一定程度上代表学科领域的研究内容,显示出该学科领域的学者对某一方向的重视程度和研究倾向。因此,本文以VOSviewer可视化软件为工具,以WebofScience核心合集检索到的大数据领域的高被引论文为数据源,构建关于大数据领域的科技术语知识图谱,然后对该领域的前沿和热点进行挖掘、分析和解读。
1数据准备
1.1数据收集
研究数据来源于2015—2021年WebofSci-ence核心合集中大数据领域的文献,通过主题字段检索,检索标题、摘要、作者关键词和KeywordsPlus,以“bigdatatechnology”作为主题词,截止到2022年4月9日,共检索出8944篇文献,为了使数据分析的结果更有意义,对这些文献进行清洗,过滤掉信函、会议摘要、综述论文、被撤回论文等无效文献,最终以7169篇文献为样本。然后根据被引频次从高到低进行排序,选取出前1000篇高被引论文。最后将这些文献数据信息以纯文本文件的格式导出,作为本文的数据源。
毕业设计校企联合工业工程论文
1校企联合培养毕业设计的优越性
工业工程来源于生产实践,只有将该专业的知识紧密应用于实际才能更好体现该专业的价值。因此,主动与企业结合进行人才的培养,是地方性高校工业工程专业一个较好的发展途径,适合于应用型人才的培养。以毕业设计为纽带,将企业的需求,学生的培养,教师的科研联系起来,使三方均受益。对学生而言,踏进企业做毕业设计,更能培养学生的综合能力,包括发现问题、解决问题的能力、学习的能力、全面运用知识的能力,使学生提前感受踏入社会工作的陌生感,适应未来的工作。对教师而言,与企业合作,能更多地接触生产实践,有利于教学水平的提高,同时也能更紧密地服务社会,也有助于自己科研方面的发展。对企业而言,与高校合作,能较好享受高校的优质资源包括先进的理论、最新的成果,也有利于企业的知名度和影响力提高。
2校企联合培养的实施办法
湖北文理学院工业工程在专业建立初期,由于本地企业对工业工程专业的认知度不高,对联合人才培养缺乏兴趣。为了主动适应工业工程专业的本质要求,培养应用型的人才,本专业以年轻教师为主的生力军进行了一系列理论与实践探索。通过多次企业调研,初期免费为企业实施案例,建立了一批稳定的合作企业,每年均有毕业生到这些企业就业。制定了一些激励政策,如要求毕业设计的选题80%来源于企业实践,对实践效果较好的指导老师与学生给予一定奖励。
2.1合作企业的选择
工业工程的主要应用领域是制造业,选择合适的制造企业,是校企联合毕业设计培养能否成功实施有效进行的关键。首先应对当地企业进行定位分析,找准突破口。在企业的选择中,要注意以下几点:1)优先选择和高校有长期合作关系的企业。这些企业重视校企合作,重视技术研发,重视科研成果的转化。2)要了解企业对工业工程的认知度,在企业的接触中要多宣传,推广工业工程,让更多的人,更多的企业了解工业工程,在初期可以免费为企业进行IE推广,现场改善。3)了解企业的生产状态和性质。不同类型的企业各有选择,如选择一些大批量定制生产和小批量多品种的混合生产的企业。湖北文理学院地处襄阳地区,工业企业较多,制造基础好,汽车及零部件产业集中度高。工业工程专业在近几年中,主动联系企业,寻求合作,取得了明显的成效,目前大部分课题都来源于企业实践,主要在本地企业和沿海地区企业。
2.2选题的研究
实践型毕业论文改革探索
摘要:实践型毕业论文是实现应用型人才培养目标的要求,也是提升本科毕业论文质量的途径之一。上海第二工业大学英语专业在2018届毕业生中试点开展了以社会实践报告和翻译实践报告为主的实践型毕业论文改革探索,效果良好。最后分析了实践型毕业论文推广的可行性和对指导教师的要求,以期抛砖引玉提高本科毕业论文的总体质量。
关键词:实践型毕业论文;改革;应用型人才培养
0引言
上海第二工业大学始终秉持“职业导向的高等教育”的办学定位,坚持开拓应用型高校特色发展道路。英语专业根据学校定位,思索上海本地和周边地区对英语类人才的需求,以上海市属高校应用型本科试点专业的建设要求为参照,旨在培养职业特色鲜明、岗位适应能力强的应用型英语人才。应用型本科注重理论和实践、实习、实训的密切结合,尤其强调实践教学的比重和实效。“实践教学包括实验课程、课程设计、课程论文、学年论文、专业技能训练、毕业论文(设计)、实习实训、社会实践等。实践教学体系应当以培养学生的专业核心能力为主线,根据用人单位对毕业生的能力需求进行构建。需要构建从课内系统、综合性的实践技能训练,到课外的开放实验、贯穿校内学习全过程的专业素质训练和校外实习实训相结合的培养体系。”[1]作为实践教学必不可少的环节之一,毕业论文(设计)如何摆脱传统的理论性课题的窠臼,做到和企业生产的实际问题相结合、和工作实践相结合、和项目相结合,是各个应用型本科专业都要着手解决的问题,也是应用型英语专业探索尝试的一项重要内容。
1问题的提出
针对本科毕业论文的诟病由来已久,本科毕业论文该不该取消的辩论也时有发生。虽然学术界鲜有大张旗鼓支持取消本科毕业论文的观点,但是持有区别对待态度的学者却不乏其人,比如,“本科毕业论文不应‘一刀切’,要根据学校的定位、专业特点加以区分”[2]“是否取消本科毕业论文,应该根据不同类型的学校、不同专业的特点做出合适的选择,而不应该一刀切地都写毕业论文或者全部取消毕业论文。”[3]反对取消的学者则认为“取消本科毕业论文,就等于干脆取消了对本科教育质量的综合考核,连教育质量如何我们都无从测量和判断了。退一步讲,就算本科毕业论文是一门课程,也不能因为高等教育大众化而取消。”[4]“毕业论文是本科生学习过程中非常重要的一环,它是对学生专业学习情况的综合检验,也是对学生发现问题、分析问题、解决问题能力的全面锻炼,还能提高学生的逻辑思维能力、语言文字能力、自我学习能力、文献检索能力等。”[3]基于毕业论文的重要性,取消本科毕业论文显然不符合人才培养的需要,更不利于本科各个专业的发展。《教育部等部门关于进一步加强高校实践育人工作的若干意见》(教思政[2012]1号)中强调“要全面落实本科专业类教学质量国家标准对实践教学的基本要求,加强实践教学管理,提高实验、实习、实践和毕业设计(论文)质量。”我们要思索的是如何改变这种现状,提升本科毕业论文的整体质量和水平。英语专业2016—2017学年参加了学校组织的本科专业自主评估,在上海市教育评估院2017年4月出具的本科专业评估达标报告中肯定了英语专业毕业论文的规范性,同时也指出“论文选题多为自选,几乎没有来自科研项目的课题,来自生产实际的课题也很少”。针对这种反馈,结合应用型本科专业对实践能力的突出要求,英语专业积极探索如何在应用型人才培养的框架下进行论文改革,试点推进和英语专业的培养计划相吻合的实践类论文。
2英语专业实践型毕业论文改革尝试
物理化学课程教学改革反思
[摘要]随着工业4.0时代的来临,“新工科”建设的深入推进,急需加快人才培养模式、课程体系和课程教学改革。本文在分析了“新工科”建设要求的基础上,结合多年教学经验,提出从课程内容回归解决实际工程问题、利用多媒体技术和互联网技术以及课程论文着手,强化培养学生的创新意识、科研能力、科学精神,从而培养出具有责任心、创造力的复合应用型优秀化学化工人才。
[关键词]新工科;物理化学;课堂教学;教学改革
进入新世纪以来,以智能制造为核心,数字化、网络化、智能化技术的应用为标志的工业发展进入4.0时代。工业4.0时代,世界高等教育正在发生革命性变化,并呈现出了“大众化、多样化、国际化、终身化、信息化”的趋势,高等工程教育面临新的挑战迫使人才培养模式必须做出调整。在此背景下,我国高等工程教育积极推进“新工科”建设,先后形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”,全力探索满足我国工业发展需求的人才培养模式。2017年2月底,教育部了《关于开展新工科研究与实践的通知》,倡导高校开展新工科的研究与实践活动。“新工科”要求树立工程教育的新理念、塑造学科专业的新结构、探索人才培养的新模式、提高教育教学的新质量、建立分类发展的新体系[1-2]。物理化学作为化工、材料、医药、生物工程等专业的一门重要的基础理论课程,通过该课程的学习,学生在有效理解化学过程中的能量变化过程的同时,其解决相关实验和生产中的实际遇到的问题的能力也能得到很好的培养。由于物理化学内容抽象、公式繁多、逻辑性强造成教师难教、学生难学,不断压缩的教学课时更是加剧了物理化学教学的难度,如何使学生能够在有限的学习时间内领会物理化学的精髓、掌握物理化学的学习方法并开拓其创新能力则是当前物理化学改革的指导思想。尤其,在新工科背景下,改革传统物理化学课程教学模式,在提升学生工程意识、专业兴趣和科学素养上下功夫尤为重要。笔者根据自身和课程组老师物理化学课程多年教学经验和感悟,从以下几方面探讨新工科背景下如何有效提升物理化学课程教学效果,以期供同行们参考。
1让课程内容回归解决实际工程问题,培养学生的工程意识
工程意识不仅是学生在大学阶段受教育期间,即使走出校门在工程实践中乃至一生都是自我不断修炼的内容。因此,在大学阶段结合专业学习将工程意识作为培养、教育学生的内容至关重要。在物理化学课程教学中引入工程实例,从具体的工程问题中提炼出科学模型,并对模型进行分析,进而总结出解决问题可供参考的思路,这样一方面可增强学生的工程意识,另一方面也可使枯燥的理论易于理解进而可提升学生对知识点的理解激发学习兴趣。在讲解单组分系统相变热力学克劳修斯-克拉佩龙方程时,教师可以引入“高压锅设计使用原理”的实例,向学生介绍高压锅主要是利用气压不同而对于水的沸点不一样的原理设计的,在高压锅内通过对水加热形成的水蒸气在密封环境下形成高温高压,使气压大于一个大气压,使水要在高于一百度时沸腾。在介绍的过程中剥离出具体的分析模型,明确其本质是计算饱和蒸气压和沸点关系的模型公式即克劳修斯-克拉佩龙方程。再举一反三,让学生分析实验室常用仪器旋转蒸发仪工作原理以及速滑运动员冰刀的设计原理等。在课程其余章节的讲解中最好也能都结合一个工程实例进行讲解,并引导学生进行分析。例如在讲解气体性质的玻意耳定律时结合“压井”工作原理进行讲解;在讲解稀溶液依数性时结合海水淡化-反渗透技术、宇航员吸氧排氮的科学原理;在讲解电化学时结合汽车蓄电池、手机锂离子电池的组成与工作原理。实践表明,在教学过程中引入工程实例可有效加深学生对知识点的理解,强化培养学生的工科思维,还可活跃课堂氛围。此外,教师还可将自己及同事的科研发现引入到教学中,在提高学生的学习积极性和培养学生的创新意识和创新能力也有很好效果。
2利用多媒体技术和互联网技术,有效提升学习效果
物理化学具有知识内容抽象、深奥、逻辑性强、公式繁多、推导困难等特点。传统口述加板书的教学方式已无法满足现代大学生对知识的获取。因此教师需要积极学习和运用互联网技术以及多媒体技术,将一些晦涩难懂的定律、原理和公式推导转变成比较生动形象的图像、影像和动画,通过运用投影仪、音响等多媒体资源,运用动画、图像演示等多种方式对枯燥晦涩的定律和公式进行诠释,使学生能够通过多种感官的相互配合在较短时间内,加深对物理化学知识的理解和掌握。另外,在“互联网+”背景下,学生的学习方式还可由课堂延伸到课余,学生可以通过慕课、云课堂、雨课堂等多种形式进行物理化学课程的学习,从而进一步提升物理化学课程学习效果。
石油科技期刊的读者群落
科技期刊的读者是期刊的客户群,也是期刊生存的基础。在市场经济时代,读者其实可以理解为期刊的“上帝”。期刊一经出现,就把读者放在了重要的位置。国内期刊关于读者的研究论文非常多,有的甚至把读者放在了办刊的中心位置。以读者为中心的办刊思路在很多期刊进行了实践,也有一些期刊编辑对此持不同态度。我们在办刊过程中,及与很多期刊编辑交流中发现,很多编辑还是从学科专业出发、从内容出发,大多并未考虑读者的感受,特别是并未深入分析哪些读者会对的论文会感兴趣,如何根据不同的受众进行论文编辑。笔者认为,读者群落直接关系到科技传播的范围和效果,值得我们深入的思考,科技论文的科普化在不同场合被提及,但是效果并不显著,这主要是由于我们在读者群落上尚需要认真的思考。读者群落的分布非常重要,针对期刊的读者群落在传播方式上进行有针对性的设计安排,将有助于扩大和提升科技期刊的传播力和影响力,同时也有助于更大范围地科学传播,推动科技创新。
1读者群落分析
石油科技期刊是行业内期刊,长期以来着眼于国内的专业读者。随着期刊国际化和科技传播的需要,受众范围在逐渐扩大,这无论对于科技传播和科技期刊影响力还是科技成果的转化都有极其重要的意义。经过多年的办刊实践,笔者把《石油勘探与开发》的读者分为国内本专业专家学者、国际学术界专业读者、交叉或边缘学科读者、领导决策层读者、现场产业技术人员读者、行业基层读者、社会读者等。
1.1国内本专业专家学者
作为科技期刊,读者群主要来自于本学科范围内专家学者,他们即使读者也是作者,同时也有很多是审稿专家,往往具有多重身份。《石油勘探与开发》的审稿专家就有上千个,编辑部几乎每期的电子刊或者纸质刊均发送给他们,也包括相关领域的大学教授、油田技术骨干等。这类读者是我们期刊的主要读者,他们本身是本学科领域的专家,大多数时时关注本专业的研究进展,多数人对学术界的研究态势有比较清楚的了解,对于呈送到眼前的最新研究进展或研究成果抱有比较浓厚的兴趣。但是经过统计,由于过去的纸媒受到经费的限制,并非都会订阅所有的科技期刊,此外目前电子刊物的发送多数采用电子邮件的方式,受到通讯方式不全等原因,第一时间读到新论文的这类读者仍然只是少数。
1.2现场技术人员
石油行业专业读者里还有大量在油气田现场工作的技术人员,这类读者具有扎实的石油勘探开发理论功底,也有丰富的实践经验,他们主要的工作是理论技术的应用为主,部分参与到科技研发。这类读者大多数并不写论文,但是对于科技成果的产业化意义重大。他们是把科技成果应用到企业实践的主力军,关系到科技能够实实在在转化成生产力的问题,如何吸引这部分读者是石油类科技期刊的重要工作。
高校毕业论文指导全过程教学档案管理
摘要:本文基于教育教学全过程质量管理理念,根据当前毕业论文指导环节教学档案归档和利用现状,提出了教学档案管理及利用的对策和措施,为发挥高校档案作用,促进教育教学质量的提高提供思路。
关键词:毕业论文;教学档案;归档管理;过程管理;服务流程
1引言
2018年8月,教育部《关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知》,明确指出要坚持问题导向,切实提高毕业论文(设计)质量,加强对选题、开题、答辩等环节的全过程管理。毕业论文指导环节是运用书本知识和技能进行创新创作的过程,是独立意义上的承担科研项目或企业课题的起点,是应用型本科高校人才培养的最后和关键一步。[1]在毕业论文指导环节,以需求为导向强化教学档案的信息化管理和利用,能够提高毕业论文质量,进一步实现高校档案教书育人的价值和功能。
2目前高校毕业论文归档和利用现状
2.1非纸质化的分散状态
目前,毕业论文相关文档包括题目任务书、开题报告、论文、保证书、质量评价表以及答辩记录等已经不再是纸质版,而是采用电子版,因没有统一进行信息化归档管理而处于分散状态。从教师利用的角度看,论文题名的采用专家人工审核方法,不仅工作量大、效率低下,也不准确。从学生利用的角度看,归档不完整导致毕业论文低层次重复,难以在原有的基础上提高。
实验教学体制建设的价值
作者:冯敏 罗清龙 单位:聊城大学物理科学与信息工程学院
由于高校实际情况限制,所开设的移动通信实验课很难全面涵盖这些内容,尤其是涉及到移动通信网络的内容时,更显得力不从心。这样在有限学时内就导致实验内容只能侧重于基本调制技术、信道特性等基础简单实验,即便是开设GSM/CDMA的相关实验,也只是停留在相应模块的功能应用上,很难有深层次的提高[11-13]。这就使得学生反映移动通信理论课程很精彩,实验课程很乏味。为了改变这一现状,必须探索新的实验教学思路,创立新的实验教学体系。
新的移动通信实验教学体系,将先修课学习、工业实习、理论课学习、实验课开展、毕业论文等多个教学环节进行整合,形成从基础理论仿真到专业实验操作、工程技术实训、创新实验等一个开放的实验教学体系通过通信类先修课程的学习,使学生准备好相关的基础知识,同时也对移动通信在课程体系中的地位有明确的定位[14,15]。相应编程语言类课程的学习更为实验仿真提供了良好的基础。
移动通信理论课程的讲授为实验课程的开设提供了直接的理论平台。工业实习安排在移动通信实验课开设前一学期开展,实习内容是到各通信运营商公司和设备厂家进行跟岗实习,涉及到的内容有:移动通信系统基站的建设与维护;交换与传输系统管理和维护;光纤传输设施维护;移动终端制造与维修;3G应用等多个方面。通过工业实习使学生对当前移动通信所涉及到具体问题有了充分的感性认识,这对之后实验教学的开展,特别是移动网络方面实训的进行有很好的促进作用。移动通信实验教学的开展涵盖以下几个方面:基础理论仿真、专业实验操作、工程技术实训、创新实验、毕业设计。基础理论仿真是利用MATLAB软件实现:QPSK调制及解调;MSK、GMSK调制及相干解调;QAM调制及解调;OFDM调制解调;m序列产生及特性分析;Gold序列产生及特性分析;数字锁相环载波恢复;Rake接收机仿真实验。例如,OFDM调制解调实验,按照图2OFDM仿真结构图,利用MATLAB程序实现图2中不同测试点处的信号波形。专业实验操作则是在南京润众RZ6001实验平台基础之上,利用TMS320和GSM模块实现:直接序列扩频编解码;跳频通信;DS/CDMA码分多址;利用AT命令实现GSM/GPRS移动台短信收发、语音呼叫;CDMA数据传输实验。例如,直接序列扩频实验,利用DSP编程实现图3结构功能,并用示波器测量比较各测试点的信号波形。
工程技术实训阶段则是利用3G天线获取实际信号,利用频谱分析仪等仪器实现CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA信号的分析。同时实现基站放大器、塔顶放大器性能指标的测试。例如,图4中给出利用频谱分析仪所测得实际CDMA2000和WCDMA信号的频谱特性。创新实验阶段主要是针对有兴趣参加各类设计竞赛的学生开展,将全国及各省、校级电子设计大赛题目进行改造,从中选取与移动或无线通信有关,且具有创新性、前瞻性、实用性的方案,经过适当修改作为创新实验阶段的实验案例。学生可以通过这样的实验案例了解各级大赛的要求及特点,教师则也可以在实验教学过程中,选拔优秀学生参加各级大赛,进而提高学生的能力和水平。毕业设计阶段主要是利用实验室实验条件,从学院承担的科研项目中,将某些项目进行简化、修改、重组,转化成通信专业类论文题目,或从本专业最新的科技论文中选择其中合适的内容进行改进,作为通信专业类综合性毕业设计案例,从而将先进的科研成果打造为优质教学资源,实现基础与前沿、经典与现代的结合。为通信类专业学生提供了广阔的选择空间和开放的培养环境。
总之,移动通信实验教学体系中基础理论仿真、专业实验操作和工程技术实训是必修课程教学内容,是实验教学的基础与根本[16]。创新实验、毕业设计则是移动通信实验向之后教学、实践环节的扩展与延伸。这样由必修和扩展环节共同构建起移动通信实验教学开放体系。移动通信实验是与工程应用联系密切的一门课程,其教学改革一直为通信专业实验教学研究所关注。
通过探索、研究和实践,我们建立了移动通信实验教学开放体系。该实验教学体系涵盖工业实习、专业实验、工程实训、毕业论文等多个教学环节,包括基础理论仿真、专业实验操作、工程技术实训、创新实验、毕业设计五大开放模块。涉及到移动通信系统的实际构成、关键技术、仿真建模等多方面的实验内容。本着能力培养为核心、强化工程操作的理念,将软件仿真实验、硬件验证实验、工程技术实训、创新实践融为一体,切实有效地提高了移动通信实验课程的教学效果,培养了学生自我学习、创新学习的能力。