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隨著高科技的飛速發展,教育的手段也越來越多樣化,現代化,其目的性更為明確,現代教育更加注重培養學生的實際操作能力,尤其是通信專業的學生,既要重視理論知識的學習,又特別要掌握操作技能。只有這樣,才能達到實際技能的應用。如何使學生把理論和實踐結合起來是教育工作者的首先要解決的問題。目前部分學校,實踐性的操作科目占有很大的比重。然而,部分學校在進行實踐性操作科目時存在明顯弊端:首先,設備老化,甚至已經淘汰,無法跟上時代的需求。通信行業是一門發展迅速的行業,設備更換日新月異,學校由于資金問題,往往使設備得不到及時的更換,導致學生盡管對所學理論知識和設備結構了如指掌,真正步入社會也難發揮作用。其次,對通信工程專業教學,教師采用傳統的“傳道、授業、解惑”方式講解,學生一味的觀察和重復老師的動作而進行的。導致學生只是復制老師的操作流程,從而限制了學生的自主性和自我意識,不能通過現象了解本質;花費時間較大,隨著學生數量的增加,顯得力不從心;部分專業仿真性不夠,直觀性不強,無法找到“身臨其境”的感覺。若不進行反復的事先摸擬教育,使學生掌握通信工程專業的操作技能,學生的失誤往往會對新設備造成損壞,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,創造出模擬的設備和模擬的真實場景,利用更加科學的手段培養學生敏捷迅速的臨場思維,充分發揮學生在學習過程中的主動性、創造性、積極性和實戰性.全面提高學生的臨場綜合判斷能力及各項操作技能,達到學生熟練掌握通信專業操作技能的目的。[2]229-230

二、如何進行模擬教育

模擬教育系統根據學生的學習過程,可分為原理結構模擬、操作流程模擬、實用階段模擬三部分。1

.原理結構模擬

通信設備的原理結構是非常重要的,簡單的圖示加書本的理論學習是難以將抽象的問題形象化的向學生講透徹,也難以使學生“知其所以然”。為了使學生對通訊設備有深刻的了解,必須要對設備的結構原理進行模擬。計算機虛擬系統可以完成以上工作,它通過計算機軟件創造了真實的設備內部環境,電腦屏幕可以顯示操作設備內部的原理結構圖,內部線路與外部操作按鈕之間的關系,并以動畫的方式呈現出設備內部的電流方向、信號轉換、調制解調、數模變換等通信領域的基本變化,學生可以通過生動的畫面了解到相關設備的內部結構,“由里及表”地對所學習的設備進行更深刻的了解與掌握。如對程控交換機的學習,就可以使用此方法。程控交換機結構與原理比較復雜,依靠簡單的圖示講授難以使學生深刻理解,我們可以把這些復雜內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,便于學生的理解記憶。

2.操作流程模擬

當學生掌握了原理結構,下一步,就要掌握該設備在實驗室環境下的具體操作,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域的多種基本操作和計算機軟件結合起來的模型,通過計算機軟件實現某一個流程的基本操作過程的監控,在一定程度上綜合了一整套單項功能訓練,也可以編寫一些簡單的程序,對學生的薄弱環節進行有針對性的訓練和指導。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節,這一步看似簡單卻很重要,很多學生在進行測量時往往將其忽略而導致萬用電表的損壞。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合,學生只要操控相應的硬件設備即可,該過程由計算機軟件監控,如果出錯,計算機就會發出警告信號,學生可以在其指導下進行改正,最終達到操作的規范化,標準化,熟練化。整個過程可以反復進行,不會對測量儀表造成損壞,有效地保護了試驗設備。

3.實用階段模擬

實用階段的模擬最為復雜,在學生掌握了原理與操作流程的基礎上,學生需要在實踐中對設備進行操作和使用,而學校也應該提供實用階段的模擬訓練。全方位模擬系統可以完成以上工作,它可以對現場環境,設備型號、參數進行全面的模擬,該系統具有和真實設備一樣的外形,操作按鈕和界面,學生可以通過對該設備的學習,掌握真實設備的操作技能和操作要點。如便攜式地球站[3]431-432的架設與參數的設置就可以采用此系統進行學習。若用真實地球站進行操作,造價較高,還必須要有衛星對地球站分配一定的頻帶,才能在架設結束后,進行對星操作,讓學生觀察到衛星與地球站之間通信,了解整個通信過程。然而眾所周知,衛星的通信頻帶十分有限,不僅保障地面通信,還要完成一些數據的測量與發送,給每個學校分配固定的頻帶既不現實,也不經濟。全方位模擬系統就可以較好地解決這一問題,該系統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,架設的程序也都相同。首先,它可以模擬出衛星與地球站之間的通信過程,使學生對衛星通信的整個過程做到全面的觀察,了解,掌握,而不需要衛星頻帶的分配。其次,軟件也可以模擬出不同的外界環境,老師可以考察學生在不同的條件下地球站的架設,如在雨天的架設,在林地的架設等。經濟性、實用性、真實性都得到了充分的體現。

三、模擬教育的優勢

1.經濟性

模擬系統可以根據通信技術的發展進行適當的軟件升級,從而能夠模擬最新的設備功能和操作環境,學生可以面對最新的技術,對其進行學習、了解、掌握,以便使所學的知識、操作的技能可以“緊跟時代潮流”。學校也不用經常更換新設備,就能達到教學目的,這樣做較大地降低了教學的成本。

2.便利性

時間方便性.老師可以通過模擬系統隨時對學生進行訓練、提問、考核,從而掌握其學習狀況。難易程度可調節性.各種難度的訓練都可以在模擬系統上進行,適合基礎知識、技能不同的學生學習、使用。風險較低、允許出錯.學生在使用模擬系統時不怕出錯,錯誤不會造成不良后果,也不會造成設備損壞,出現錯誤時及時糾正,便于學生深刻記憶.

3.實效性

可重復性.不同層次的學生可以針對自己的基礎在模擬系統上反復進行練習,直到熟練為止,不會受到其他條件的影響。記錄和回放.訓練過程可以通過各種方式記錄下來,包括文字記載和攝像,訓練結束后,學生和老師可以一起觀看或檢查記錄,進行討論和評價,發現優點和不足。過程可控性.模擬系統可以根據需要停止、減緩和重新操作,完全在老師的掌握之中。

四、綜合評價

1.學生歡迎

模擬教育解決了理論與實踐的緊密結合問題,培養了學生走向社會的實際工作能力,達到學以致用的效果,受到學生的歡迎。真實的實踐環境對學生的學習效果有很大的影響[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境,這樣每一個學生就可以根據不同的場景解決問題,激發了其自主性,也滿足了學生用理論指導實踐的渴望。

2.教學效果

模擬教育是通信專業比較理想的教學方法,可以利用學校的硬件設施和計算機軟件進行模擬實際操作,校方和學生均感覺效果可佳。個人的能力要得到充分的發揮,理論必須與實踐結合,然而直接讓掌握了理論知識的學生進行實際操作,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備的操作,即理論—模擬—實踐,使兩者更為緊密地結合在一起,實現無縫連接,達到理想的教學效果,受到一致好評。

3.學校贊同

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

4.社會認可

接受過系統的模擬教育的人走向社會適應性更強。作者也調查過很多理工科的學生,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,尤其是對實踐操作要求較高的行業,原因有以下兩點:(1)理論知識扎實,對設備的結構了如指掌,對原理的理解較為深刻。(2)學生在學校通過學習,對理論、設備的結構和功能都有一定的理解,并且對部分設備進行了反復的練習操作,達到熟練的程度。不需要花太多的時間重新學習就可以直接操作上崗。

五、結語

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,它是理論結合實踐的重要樞紐,使學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備,供學生學習、操作、掌握。在發展迅速的通信行業顯得尤為重要。模擬教育的經濟性、便利性、實效性的優勢越來越突顯出來,在不久的將來,一定會蓬勃發展,成為教學過程的重要組成部分。