無線通信畢業論文范文

時間:2023-03-23 12:39:23

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篇1

【論文關鍵詞】無線通信系統;MIMO;信號檢測;球形譯碼

0 引言

MIMO技術對于傳統的單天線系統來說,能夠大大提高頻譜利用率,使得系統能在有限的無線頻帶下傳輸更高速率的數據業務。目前,各國已開始或者計劃進行新一代移動通信技術(4G或者5G)的研究,爭取在未來移動通信領域內占有一席之地。隨著技術的發展,未來移動通信寬帶和無線接入融合系統成為當前熱門的研究課題,而MIMO系統是人們研究較多的方向之一,而且隨著MIMO系統均衡技術的出現使得這一領域出現了極大的突破。

盡管如此,在MIMO系統中,對于接收信號的處理仍然存在很大的問題。主要表現為:信號檢測算法難度大、參數繁雜。同時由于碼間干擾和多徑衰落的影響,使得均衡器在功能與性能上的要求提高了一個臺階。因此,隨著均衡技術的不斷進步,對于高復雜度信號檢測也成了必需攻克的問題。因此,本文的主要研究內容便是如何在MIMO系統中進行信號檢測,從而實現均衡技術。

1 MIMO 系統研究現狀

1.1 MIMO系統概述

自20世紀70年代以來,在一代代科學家們的不懈努力下,奠定了MIMO無線通信系統的理論基礎和可行性。從20世紀的90年代后頁起,在Foschini、Rayleigh等人的研究基礎上,世界上許許多多的科研機構與高等院校都開始投入巨大的人力物力對MIMO系統進行了深入研究。畢業論文

在MIMO技術日益成熟與先進的今天,MIMO技術的研究領域[1]主要涵蓋了下列幾點:MIMO信道容量和建模的分析;MIMO系統的空時編碼和空時解碼;MIMO系統收發數據方案設計;MIMO系統在網絡方面的研究與探究。這四個方面的研究內容雖然各有側重,但都面對著一個相同的核心問題,即針對各種復雜的無線衰落信道環境,如何更有效地利用 MIMO系統的通信結構抑制多徑衰落、增加數據速率和提高系統容量。

1.2 MIMO系統檢測算法研究現狀

篇2

“Bluetooth”藍牙一詞原來是一位丹麥國王的名字,他在10世紀時,統一了當時的瑞典、芬蘭和丹麥。后來用他的名字來給一種新的技術標準命名,意思將各種不同的技術標準統一起來。這種新的技術主要使用高速跳頻與時分多址等通信技術,在一定的距離低成的把若干臺數字化設備,包括各種便攜移動設備、固定通信設備、PC機及其終端設備、數字系統,如數碼照相機、數碼攝像機等,還包括智能家器、自動化設備呈網狀鏈接起來。Bluetooth成為網絡中各種外設接口的一種橋梁,取消了設備之間實在的連線,以無線連接來取代

這種技術的替代對象主要有紅外線傳輸和RS232串口線傳輸,紅外線接口的傳輸需電子裝置在視線之內的距離,而以RS232串口線連接的設備的缺點是需要線纜和和傳輸速度低,藍牙技術的發展,方便了各種移動設備的互聯。

Bluetooth現成為整個無線通信領域的重要分支,它不僅僅是一個芯片,而是一個近距無線網絡,在包括智能手機、掌上電腦、無線耳機、便攜PC、各種外設之間進行無線信息傳輸,現今由Bluetooth構成的無線網絡已在移動通信領域到處存在。

Bluetooth應用高速跳頻和時分多址等通信技術,能在近距離內較方便地將幾臺數字化設備呈網狀鏈接起來,可應用于智能手機、PC機、掌上電腦、打印機、游戲機數碼相機、MP3等,還可視頻、語音、圖像、文字、文件同步傳輸,還可簡化白板記錄儀、投影機等操作。藍牙模塊連接圖如圖1所示。

圖1 連接圖

Fig.1 Connection diagram

2 藍牙技術的規范及特點(Specifications and

characteristics of bluetooth technology)

Bluetooth的技術標準是IEEE802.15,工作頻帶為2.4GHz,1MB/s的帶寬。采用時分多址實現全雙工方式通信,基帶協議組合了電路交換和分組交換。每個跳頻頻率發送一組同步數據,每個時隙分配給某個分組,利用擴頻技術可擴展為五個時隙。Bluetooth支持三個并發的同步話音通道或一個異步數據通道,還可一個同時傳送異步數據和同步話音的通道。64kB/s的同步話音提供給每個話音通道,異步通道的傳輸速率可達為721kB/s,非對稱的反向應答連接速率為57.6kB/s,對稱連接速率為432.6kB/s。

根據發射功率大小,Bluetooth有三種傳輸距離等級:第一種約為100m;第二等級為10m左右;第三等級為2—3m。其正常的工作范圍是10m半徑內。有效范圍內能進行多臺設備間的互聯。Bluetooth的特點有:利用跳頻技術,數據包短,減緩信號衰減。鏈路穩定,使用快速跳頻和前向糾錯方案,有效減少同頻干擾和遠距離傳輸時的隨機噪聲影響。使用2.4GHz頻段,無須許可。同時進行數據、音頻、視頻信號的傳輸。采用FM調制方式,可減低復雜性[2]。藍牙模塊部分電路原理圖如圖2所示。

圖2 電路原理圖

Fig.2 Circuit diagram

3 藍牙匹配規則及使用注意(Using bluetooth

matching rules and notice)

Bluetooth標準開放性無線接入方式的一種,在使用前需要了解和遵循標準技術規則。不同藍牙設備在進行通訊前,需要將其匹配在一起,從而確保一個設備發出的數據僅會被許可的其它設備接受。

Bluetooth將設備分為主從兩種。其主設備的特點主要有,主設備有輸入端口。進行匹配時,可通過輸入端口輸入隨機的匹配密碼將不同設備匹配。如藍牙智能手機、有藍牙模塊的個人電腦等都為主設備。

從設備的特點主要有,從設備多半沒有輸入端口。所以從設備往往在出廠時,在芯片中,燒寫了一個6位或4位數字的匹配密碼。例如藍牙耳機等都是從設備。各種主設備之間,以及主設備與從設備之間,都是可互相匹配的,但是從設備與從設備是不能匹配的。如藍牙PC與藍牙智能手機可匹配,藍牙PC也可以與藍牙耳機匹配,而藍牙耳機與藍壓耳機不能匹配[3]。

藍牙主設備,依據其類型不同,可匹配一個或多個其他設備。如一部藍牙移動電話,一般最多匹配七個藍牙設備。但是一臺藍牙個人電腦,卻可以匹配十多個或數十個藍牙設備。在同一時間,Bluetooth設備之間只支持點對點傳輸。

4 具體實現步驟(The specific implementation steps)

(1)首先修改模塊的參數,運行chmod命令進行修改,模塊波特率默認值為38400,主模塊和從模塊分別與核心控制模塊ARM處理器連接好。

(2)實現接收功能,主函數為BlueToothreceive

int main(int argc, char *argv[])

{ int i=0; bsp_init(); unsigned char buf[100]; int recv_count; rs485_open();

printf("test BlueTooth (38400)...\r\n");

while(1) { recv_count = read(fd_rs485,buf,60); buf[recv_count] = '\0'; printf("data num=%d\n",recv_count);

for(i=0;i

int bsp_init(void) { open_port_device(); return 0; }

(3)實現發送功能,主函數為BlueToothsend

int main(int argc, char *argv[])

{ int i; bsp_init();char buf[14]="0123456789abcd"; int recv_count;

rs485_open(); printf("test BlueTooth (38400)...\r\n");

while(1) { write(fd_rs485,buf,14);for(i=0;i<14;i++) { printf("%c",*(buf+i)); }

printf("\n"); mmdelay(3000);} return 0;} int bsp_init(void) { open_port_device();

return 0; }

(4)分別調試藍牙的主從模塊,其中一片ARM處理模塊燒寫發送程序,另一片ARM處理模塊燒寫接收程序。

(5)運行相應程序,在超級終端下可以看到一個ARM處理模塊一直在發送數據,另一個ARM處理模塊一直在接收從藍牙模塊發過來的數據。

(6)模塊參數的修改參照藍牙模塊命令集。

5 結論(Conclusion)

以上為筆者在進行嵌入式ARM開發實踐過程中總結出來的,由于能力有限,諸多細節不夠完善,如未能實現多藍牙模塊的多點通訊,未能將藍牙模塊驅動程序加載到Linux內核中運行,不足之處難免,希望得到讀者朋友的批評指正。   [提供,第一論文 網專業代 寫各種職稱論文和畢業論文,歡迎光臨DYlW.neT]

參考文獻(References)

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網形成協議的研究[D].江南大學,2008(07).

[3] 蔣喜焰.基于無線藍牙通信的智能家居系統的研究與實現

[D].華東師范大學,2009(04).

作者簡介:

篇3

關鍵詞:無線Mesh網絡 安全隱患 防御

中圖分類號:TP309 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)12-0189-02

無線Mesh網絡也就是無線網狀網,因為速率較高、容易組網和成本低廉的優勢被大家熟悉和接受,被普遍應用于無線設備和互聯網的接入中。無線Mesh網絡最主要的意義,是能夠使任何網絡節點都具備接收和轉發數據的功能,并且能夠使每個節點都可以實現與一個或多個對等的節點直接進行通信。和無線局域網相比,無線Mesh網絡使用的是多跳機制,這就意味著用戶要實現通信就必須通過較多數量的節點,這在一定程度上大大增加了無線Mesh網絡的安全隱患。隨著無線Mesh網絡越來越廣泛地被應用,其安全問題已經成為了急需研究的話題。

1 無線Mesh網絡的結構特點

無線Mesh網絡有別于傳統無線網絡技術,其無線電通信網絡是由網狀的拓撲射頻節點組成的。無線Mesh網絡所包含的節點可以分為三類,分別是客戶端、路由以及網關。其客戶端節點可以是傳統筆記本電腦,也可以是手機、ipad等無線設備,路由節點則利用自身組織或者預先配置的方式形成骨干網絡,為客戶端提供無線接口,網關節點則提供到網絡的訪問。由于無線Mesh網絡的通信網絡結構特點,能夠滿足當一個節點發生故障,其他剩余節點仍能夠直接或間接實現相互通信的要求,因此是一種比較可靠的數據通信方式。

2 無線Mesh網絡潛在的安全問題

無線Mesh網絡的結構特點使得其除了面臨傳統有線網絡安全的風險外,還面臨著其他特殊的安全隱患:

2.1 無線傳輸的開放性使其安全面臨更大挑戰

通常情況下,要對有線網絡發起供給需要依賴于對物理通道的監聽或以流量注入的方式發起攻擊。而無線網絡由于其開放性特點,使得黑客可以通過竊聽無線鏈路的信號、接收覆蓋范圍的節點發送的報文篡改數據等方式實現對網絡的供給,甚至可以直接發送無線干擾信號來對無線Mesh網絡造成破壞。

2.2 無線Mesh網絡認證的分散性使其更加容易受到攻擊

與傳統有線網絡不同,無線Mesh網絡缺少控制中心這樣的節點,導致對其進行安全管理變得困難。又由于其特殊的拓撲結構,使得網絡中節點之間的數據傳送變得不穩定,已有的安全措施難以直接應用,安全認證變得困難重重。

2.3 無線Mesh網絡終端節點的兩重身份加大其安全威脅

在無線Mesh網絡中,非常特殊的一點在于其終端節點同時承擔著主機和路由器的角色因而既需要運行相關聯的應用程序,又需要遵守路由協議運轉。如果網絡內部的節點要實現與網絡外部節點的通信,就必須依靠終端網絡節點的多跳機制參與,這意味著如果任何一個有多條通信鏈經過的節點受到攻擊,都有可能給整個網絡的安全造成影響。

2.4 無線Mesh網絡獨特的路由機制給網絡攻擊提供更多機會

無線Mesh網絡的路由節點運行原理是多跳動態機制。攻擊者可以利用路由器的這一特點進行錯誤路由信息的傳播,整個網絡系統有可能因此陷入停運狀態。路由節點的這一特質也使得DOS攻擊手段變得多樣化,通過虛假路由信息進行欺騙,實現蟲洞等形式的攻擊,更加隱蔽和防不慎防。

3 無線Mesh網絡常見的安全攻擊手段

有線網絡的攻擊手段仍可能對無線Mesh網絡造成威脅。同時,由于無線Mesh網絡的特殊性,使其還將面臨更多的威脅。總的來說,針對無線Mesh網絡的攻擊可能由網絡外部的惡意節點發起,也可能由內部的被侵入的節點進行,手段比較多樣,且一些手法具有很強的隱蔽性,應該引起高度的重視。

3.1 竊聽

竊聽是一種比較傳統的攻擊方式,通常是其他網絡攻擊的基礎,在有線網絡時代已經存在,通過竊取流經網絡的計算機信號實現對網絡傳輸流的截取,對用戶的信息隱私造成威脅。由于無線網絡是以無線電為載體進行的,介質具有公開向,理論上說流經無線通信的每一個信息對于竊聽者都是可見的。如果用戶的數據沒有進行加密,竊聽者將非常容易地獲取到想要獲得的明文,再通過報文解析獲取信息。

3.2 DDoS進攻

DDoS是中文“分布式拒絕服務”的英文縮寫,其攻擊主要以干擾正常網絡通信,占用正常網絡帶寬為手段,以實現影響用戶網絡正常使用或導致一些節點對某種服務無法正常訪問。與傳統DoS不同,DDoS的攻擊更多是通過向目標主機傳輸大量的垃圾數據,造成其通信堵塞或服務器不堪重負,從而實現拒絕服務的目的,用戶對網內資源的正常訪問受到嚴重影響。

3.3 中間人進攻

數據要實現通信必須在至少兩個節點之間傳輸,中間人進攻就是在兩個合法節點之間,利用一定手段對節點雙方以欺騙的方式獲取通信內容。對于底層的無線Mesh網絡,這種以中間人的身份進行的進攻是非常突出和致命的。中間人進攻對于無線Mesh網絡的各個傳輸線路都可能造成嚴重的危害。攻擊者可以通過這種欺騙手段獲得累積的明文甚至加密文件,在此基礎上進行分析,就可能對網絡密匙實現破解。

3.4 路由節點進攻

路由機制的實現需要內部節點的相互合作。如果內部節點被利用改造成惡意節點,就可能向其他節點發送虛假信息,或者偽造其他節點的路由信息,對整個網絡系統造成嚴重破壞。由路由節點發起的進攻具有很大的隱蔽性,在爆發前通常難以被發現,引起破壞性非常大。目前針對無線Mesh網絡路由機制的進攻主要通過以下幾種方法:

(1)黑洞。黑洞攻擊是通過惡意節點對外偽裝具有最短路勁,欺騙其他節點與其建立路由連接。在連接建立之后,惡意節點將利用竊聽或者吞噬需要轉發的數據,造成數據分組丟失的拒絕服務。

(2)蟲洞。蟲洞攻擊的原理是通過兩個處于同一網絡但位置不同的惡意節點之間繞路信息的交換,導致通過惡意節點的跳躍數的減少,以此換取獲得路權機會的增加。這種攻擊可能導致路由擾,正常的通信無法進行。

(3)篡改數據。對數據的篡改通常很難被檢測。這種攻擊是由惡意節點在報文上動手腳,修改報文的內容,從而造成該報文在目標節點上的認證失敗,或者使攻擊者獲得需要信息。

(4)自私節點。自私節點是指在整個網絡系統中為了盡可能地滿足本節點的需求,而拒絕為其他節點提供中繼服務的節點。如果攻擊者制造出大量的自私節點,就可能造成網絡系統較大面積的停止運行。

(5)女巫攻擊。這種策略是指一個惡意節點使用一個物理設備但是卻偽造了多個身份,造成一定的迷惑性,使得路由協議的運行受到干擾,網絡資源的分配也可能出現問他,從而影響系統的正常運行。

4 無線Mesh網絡的安全防御

針對上述無線Mesh網絡面臨的安全問他,可以采取適當的措施進行防護,最大程度降低破壞的發生,保障系統的相對安全。

4.1 針對竊聽的防范措施

從竊聽攻擊的發動原理可以看出,無線Mesh網絡的竊聽風險主要是由于無線介質的開放性造成的,其防御也是利用這一原理,盡量減少其開放性帶來的威脅。一方面,可以利用定向天線技術和擴頻技術等手段,減少惡意破壞者接收到完整信號的幾率。另一方面,采取數據加密,保證節點的認證和路由信息都受到網絡密鑰的支撐。

4.2 DDoS攻擊的防范措施

如果網絡節點已經受到了DDoS攻擊,再進行防御產生的效果是不盡如人意的。因為當意識到有大量垃圾數據向其傳輸的時候,網絡很可能已經因為通信量超過負荷而陷入癱瘓。此時只有及時進行相關檢查進行抵抗。第一,是盡力找出進攻的發源,及時關閉相關設備。第二,是查處攻擊經過的路由,再有針對性的進行屏蔽。由于DDoS攻擊通常是惡意的網絡擁堵,并非傳統意義上端口到端口的擁堵,因此單獨節點上的有效防范難以實現,需要通過路由來解決。一個比較可行的方法是在每個節點上加入檢測攻擊,或者選擇分組丟失功能。另外使用資源調節器也可以對資源耗盡類型的DDoS攻擊達到比較好的防范目的。

4.3 中間人攻擊的防范措施

中間人攻擊之所以能夠成功,關鍵原因是任何一個無線Mesh網的節點都被允許既是申請者同時又是認證者。利用這一原理,運用身份簽名技術,采取挑戰簽名及以及驗證的方法實現雙向認證,能夠較好地防御中間人攻擊這一手段。具體來說,當每一個節點新加入到整個網絡系統中時,必須向其相鄰的節點發出認證,通過認證的節點蔡有資格進入。這就使得節點只具備一種身份,新加入的節點為申請者,而其相鄰的節點則成為認證者。

4.4 路由攻擊的防范措施

(1)黑洞攻擊的防范。要預防黑洞攻擊的發生,最可靠的辦法是找出黑洞節點。使用者可以利用對無線網絡進行監聽的方法來實現對黑洞節點的檢測和排查。監聽的原理如下:由于無線信號的傳播是全向的,當源節點向非目的節點發送數據分組的時候,非目的節點會根據路由信息轉發這一數據分組,其他節點包括源節點在內,都肯定能夠收到來自非目的節點轉發的這一數據分組,從而可以由源節點對非目的節點轉發的數據分組的數量進行檢測,以此作為依據判斷非目的節點為黑洞節點的可能性大小。

(2)蟲洞攻擊的防范。針對蟲洞攻擊當前已經有了一些比較成熟的防范。比較常使用的是地理束縛和時間束縛、計算鄰居數目分布以及基于鄰居信任的評估。

(3)數據篡改的防范。目前對于數據篡改類的網絡攻擊,比較常用的方法是對路由信息進行加密以及采用數字簽名的方法。為了避免被惡意俘獲的節點利用路由進行網絡攻擊,用戶應該定期和非定期地對路由表以及選擇方式進行更新,確保正確的路由選擇。

(4)自私節點攻擊的防范。自私節點攻擊的防范可以通過對自私節點的排查和檢測進行方法。目前比較流行的檢測方法有基于上下文感知的排查法、中心極限定理(CLT)檢測算法以及基于滑動窗口的殘差閡值測算法等。

(5)女巫攻擊的防范。如果能夠對節點的身份進行有效的識別和檢測,女巫攻擊就能夠得到有效的防范。其檢測的標準時能夠確保每個節點有效并且只具備一個物理身份。當前比較流行的方法有網絡密鑰預分配和節點定位等。

隨著無線Mesh網絡的應用和推廣,其面臨的安全隱患引起人們越來越多的關注,針對無線Mesh網絡進行的攻擊也更加多樣,其中一些具有很強的隱蔽性,能夠對整個網絡系統造成較大的破壞。本文在簡單介紹無線Mesh網絡特性的基礎上,主要針對其存在的安全隱患進行分析。介紹了幾種主要的攻擊手段,并提供了相應的防御方法。這些方法能夠比較有針對性地防范一種或幾種攻擊,但從長遠來看,要真正打破無線Mesh網絡的安全瓶頸,還是應該從無線Mesh網絡的網絡協議入手,構建安全穩定的網絡框架結構,從根源上堵塞安全漏洞。

參考文獻

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篇4

關鍵詞:電磁場應用技術 人才培養 課程體系 實踐教學 就業能力

中圖分類號:G64 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2017)02-0189-02

我國的高等教育已經從精英教育走向以培養應用型人才為主的多元化教育,應用型人才培養是將理論付諸于實踐,它區別于前者教育培養模式,旨在提升學生的動手實踐能力,善于解決實際問題[1-2]。在當今電子信息技術不斷發展的時代,地方性新建本科院校的教育需更加貼近社會需求,更注重對學生實踐能力和職業能力的訓練,使得他們畢業時具有該行業應有的靈敏度和完善的知識體系及應用能力,為用人單位所青睞。本文通過對微波應用技術人才的培養模式為對象進行探討,通過對該專業人才的就業方向的解讀,以及對地方高校應用型人才培養對策的研究,提出相應的實踐教學方法改革措施。

當前,微波應用技術人才的就業領域包括:微波通信行業、國防軍工、信息安全等部門從事微波通信、雷達、電子對抗、電磁場工程等科學研究、系統設計、產品開發與生產、設備運行維護、科技管理和教學工作等。例如,通訊企業對高級微波工程師的要求包括:熟悉無線系統天線技術和前端濾波器結構;熟悉天線饋電網絡技術等。只有充分了解了社會對微波技術應用型人才各方面的需求,我們才能對應用型人才培養模式進行更好地探索,不斷強化創新意識,深化實踐教學方法,努力培養學生的專業素養,增強實際應用能力和就業能力,使之更加切合地方性應用型人才的需要。

一、從大一開始就對學生進行正確的專業思想教育

高等教育是以培養具有一定理論基礎的高級專門人才為目的的。我們從大一開始即要求學生樹立本專業的專業思想或專業觀,要求學生對自己所學專業有正確的觀點和態度[3]。在大一對學生進行專業介紹時,需要著重使學生了解微波是當今社會作為能量傳輸手段和信息傳遞手段的重要手段,再結合大量的工程應用實例,使學生首先對本專業的發展前景產生濃厚的學習興趣。在今后的專業學習中,由于電磁場與波等課程對數學基礎知識要求極高,因而學生對微波工程、微波電子元器件設計等課程內容的學習開始有畏難情緒,并且,隨著學習的深入又產生了退縮情緒。因此,一開始幫助學生樹立濃厚的學習興趣是至關重要的,它有利于克服學生后續產生的這些畏難情緒。此外,在電磁場與波等課程的學習中,明確告訴學生雖然在學習過程中有很多公式需要推導,但對其物理意義的理解和應用比公式推導本身更重要,至于微波場的計算今后并不需要太多的數學推導,取而代之的將是有很多電磁場計算軟件,只要在物理思想的指導下,充分利用這些軟件的建模和強大的計算功能,就可解決實際微波工程問題。但是,在大學課堂學習中必須掌握基本的物理思想和基本的麥克斯韋電磁場理論公式。這樣的教學方法加之開始幫助學生樹立的專業興趣,就比較容易使學生樹立自信,堅定其專業信念和刻苦努力學習的動力。

二、不局限于傳統專業課程,大膽建立適應應用型人才培養的課程體系

應用型人才并非一蹴而就。通過高校四年的通識教育和專業教育,我們到底想要給學生帶來什么能力和知識體系值得地方性應用型本科高校教師的深思。電磁場技術相關專業的學生不應該只局限于與電磁場有關的課程,更重要的是要及時吸收當前電磁工程應用相關的知識體系,否則,容易造成專業知識面過于狹窄和觀念落后的結果。因而,地方高校應該重新為電磁場、微波技術相關專業學生設置新的課程體系,從傳統的電磁場與波等課程擴展到電磁工程應用、電磁醫學等交叉學科的學科知識,重點加上微波實踐課程的特色培養模式。鼓勵學生走出課堂,在課題組或網絡上多多關注和學習與微波應用技術相關的工程知識,在第二課堂的實踐中豐富自己的電磁場相關理論知識,不斷拓寬自己的知識領域。

地方院校課程體系的構建應以加強本專業學生實踐能力和提高綜合素質為目標,在進一步提高綜合素質的基礎上強調人才培養的應用性、創新性以及就業的通用性[4]。在培養過程中應以學科的特點來設計專業課程尤其是實踐課程。當前,隨著高等教育大規模擴招及高等教育大眾化、普及化過程,大學畢業生,尤其是地方高校的大學畢業生就業形式日趨嚴峻,在地方性高校人才培養過程中,正確認識教育與社會需求的關系顯得尤為重要。從主動適應社會、經濟發展需求看,地方性本科院校的人才培養就是實踐能力的培養,就是就業能力的培養。以就業為導向,不斷提高就業率,是地方性新建本科院校的核心目標。這就要求我們在課程體系的構建、人才培養方案的制定上,必須充分體現以實踐能力培養為目標,以就業為導向。

課程的設置還必須反映工程實踐對畢業生知識、能力、素質的要求,也要有利于學生個性的充分發展、身心的全面發展和能力的可持續發展,還要有利于W生創新精神和創業能力的培養[5]。我校電磁場相關的課程類型分為兩類,學科基礎課程和實踐教學課程。本校的學科基礎課程有很強的定向性、突出體現電磁場的應用特征。它以必要的理論為基礎,但不苛求理論的完整性,而是突出物理知識的基本思想及其應用領域,以實現應用型人才培養的目標。在電磁場與波這一學科基礎課程學習中,學生受到電磁場基本原理的學習,而在微波器件設計實踐課程中,通過對HFSS、CST等微波軟件的學習及應用,使學生對微波工程實踐也有了基本認知。在教學過程中,按課堂學習打基礎,按實踐教學強化應用能力的培養,使學生就業后具有從事微波天線、微波電路和微波濾波器等電子元器件設計、開發和工程應用的基本能力。

三、加強實踐教學環節,強化學生的工程實踐能力和就業能力

新建本科院校電磁場與微波專業包括畢業論文和畢業實習在內的實踐性環節教學時數不少于25%。并且,在大四時的教學安排應盡量與實際應用接軌,畢業設計場地時間彈性處理,可利用大二、大三的暑假時間,把畢業設計場地延伸到產學研合作單位。實踐教學安排包括:生產見習、金工實習、生產實習和就業指導等,利用校內、校外的實踐基地進行與市場發展平行甚至超前的實踐教學,讓實踐教學真正成為學生走上工作崗位前的演練。在實踐人才培養計劃上,學校可根據企業需要調整專業培養目標,雙方共同制定人才培養計劃,共同編制和修訂教學大綱和實訓教學大綱、編制和修訂實踐教學教案、編寫和完善實踐教學項目任務書、編寫符合學生特點的指導教材,使培養的人才能主動適應社會需求[6],培養適應通訊行業需求的射頻工程師人才。在實踐教學方法選擇上,實踐指導教師需要重點講授研究和解決電磁場工程問題的思路和方法,并通過各種方法和渠道為學生提供實驗資料,鼓勵學生通過實踐和相關閱讀積極提出科學理論問題,然后再參與解決問題的集體討論。通過實踐和具體工程問題促進學生的課堂理論學習和理論知識的消化,激發學生努力探求電磁學理論知識的興趣。最終,通過實踐教學能始終保持學生在對理論知識點研究、分析和實際工程解決問題的興奮點上,形成理論學習與工程實踐相互促進的良性循環。

四、讓學生參與科研實踐,真正做到教學相長

教學和科研就如飛機的兩個翅膀,缺一不可。教育部在《關于進一步深化本科教學改革全面提高教學質量的若干意見》中明確指出, 要“推進人才培養模式和機制改革,著力培養學生創新精神和創新能力”。可以說,對學生科學研究精神的教育和科學研究能力的培養本身就是一種創新精神和創新能力的教育。高校教師作為教學和科研活動的主體,在進行科研工作中,通過安排學生參與其中,指導啟發其創新方法,再通過言傳身教, 使學生深刻了解一項科學研究從立項設計實施成果提交成果應用的全過程,并協助教師或獨立完成一定量的工作,這不僅可以培養學生執著追求、勇于探索和嚴謹認真的科學精神,同時也使學生得到一定的創新方法和創新技能的訓練,提高學生的工程實踐能力和就業能力。此外,教師通過全面把握學科的國內外電磁學和微波技術的學術動態和發展前景,并積極將科研中獲得的新知識新技能及時反映到教學中去,毫無疑問會大大提高電磁場場和微波技術專業本科生學習電磁理論知識的興趣,對于培養他們旺盛的求知欲和工程實踐能力也將事半功倍。例如,在當今無線通信領域,手機天線、濾波器和WIFI通訊器件等都有大量工程應用,如在電磁場與波等課程的教學過程中,我們讓學生參與到這些濾波器和小型化天線的設計和測試中來,必將極大地激發學生的學習電磁場理論的興趣和熱情。可以說,只要善加引В必將使學生從枯燥的電磁理論學習中解脫出來,不斷提高他們對學科專業的整體認知和掌控能力,從而為地方經濟發展不斷造就創新型和實踐型工程應用技術人才。

參考文獻

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[2]莫秋樹,探索、創新、發展--構建商務應用型人才培養模式,教育界,2014, (9):88~88

[3]陳巖,田利民,通過實習幫助學生樹立專業思想,吉林糧食高等專科學校學報,?2000(4):29-31

[4]肖衛初,鄧曙光,陳偉宏,地方本科院校電子信息工程專業學生實踐能力培養新體系研究,中國電力教育,2010, (6):126~129

篇5

[關鍵詞]高校 導師制 指導 教學 管理

[作者簡介]夏艷(1981- ),女,吉林四平人,吉林師范大學外國語學院,講師,在讀博士,研究方向為比較文學與世界文學。(吉林 四平 136000)

[中圖分類號]G647 [文獻標識碼]A [文章編號]1004-3985(2014)33-0170-03

一、導師制的概念和起源

“導師制”是一種在本科階段運行的由專業教師對所分管的學生進行學習輔導、思想跟蹤和就業指導的制度。本科導師制將教師的課堂教學與課外輔導相結合,克服了高校教師與學生相脫離的弊端,對學生管理起到了有效的輔助作用。可以說,這一制度的實施不但加強了“教書”的針對性,也提高了“育人”的實效性。

導師制(tutorial system)最早起源于英國的牛津大學,由溫切斯特主教威廉?威克姆首創,19世紀末20世紀初導師制開始應用于本科生的培養。學生被錄取之后,到學院報到時學院會給他指定一位導師,負責指導學生的學業和品行、協助安排學生的學習計劃,指導他如何取得進步。“導師每周輔導學生一次,地點一般在導師辦公室、宿舍或在校園大小酒館里,邊討論邊喝咖啡,既輕松又和諧。”①在導師的密切關注下,大部分學生能夠按照學校要求完成學業,并在行為習慣上受到導師言傳身教的影響而形成嚴謹踏實的作風。當時導師制的實施對于英國高等教育的發展起到了重要的推動作用,也為大學生良好學風和品德的形成打下了堅實的基礎。

在我國,導師制的引入時間較晚。“2002年9月北京大學開始在新生本科生中實行導師制,在社會上引起反響。北京大學每個本科生導師平均指導4~5名本科生,這些指導老師的職責大概有三項:一是負責對學生進行政治思想方面的指導;二是對低年級學生給予從中學階段到大學階段學習方法的幫助;三也是最重要的一點就是為學生選擇專業提出一些建議。”②

二、高校實施導師制的必要性

源自英國的導師制在我國的高校教育中逐漸受到重視并得到廣泛推崇,導師制對培養學生良好的學術態度和樹立優良的學風至關重要,對高校輔導員制度的補充作用更是不言而喻。導師制的工作集教育管理、輔導答疑、思想指引和就業指導于一體,全面貫穿于大學階段的整個過程,這對于改進高校學生管理方式具有重要而深遠的影響。

1.實行導師制有助于增強師生溝通并促進教學方式的改進。在大學階段,學生要為將來的就業打下專業基礎并進行思想擴充和行為習慣的儲備。高校教師具有豐富的教學經驗和人生閱歷,他們和學生之間的溝通可以很好地幫助學生解決學習、生活、思想和就業等方面的問題。學生苦思冥想幾天不得其解的難題有時可能因老師的一句點撥就會茅塞頓開。可見,這種溝通對于學生的成長和發展十分必要,其效果立竿見影。

“導師制的實行,要求導師們不僅要有嚴謹的學術態度和高超的授課藝術,更要有不斷積累和創新的學術精神,積極開展正常的學術批評,逐步使各階學術名號名至實歸、名副其實。”③在導師指導過程中,教師可以根據學生的反饋信息來調整自己的教學內容、改進教學方法,從而有效促進教學效果的提升。由于這些信息來自于實踐,因此在教學中更具有可操作性和實效性,對于教師來說是一筆珍貴的實踐教學資本。

2.實行導師制有助于改進高校的學生管理模式。“近年來,隨著招生規模的持續擴大,本科生、研究生質量普遍有所下滑,學分制、選課制在重點高校中普及,實施本科生導師制似乎迫在眉睫。”④長期以來,高校的“教書”和“育人”工作被作為兩項獨立的任務來完成,教書的主要目的是進行知識的傳授,而育人則被看作學生輔導員的專職。高校教師只在課堂完成自己的教學任務便一走了之,把對學生的教育完全推給了輔導員。輔導員要面對上百名學生的管理,針對學生特點進行一對一教育的機會很少。這樣的管理模式不但造成了知識傳授和思想管理的脫節,難以實現學生的全面監管,而且不能充分發揮教師的作用,造成了教育資源的浪費。

從教育學原理來看,德育和智育是緊密相連的。教師作為知識的傳授者,在學生心目中有著特殊的重要位置。正所謂“身教重于言教”,教師的榜樣力量自然會助推于教育過程,因此教師的德育教育效果要遠高于學生輔導員。導師制實行 “一對幾”的形式讓學生得到來自老師們更多的關心和指導,在融洽師生關系的同時強化了對學生的監控和管理。教師隨時掌握學生的學習生活情況和心理動態,讓學生感受到家的溫暖,從而大大降低學生心理問題的發生率,進一步實現高校學生管理的人性化和個性化。

3.實行導師制有助于培養學生形成良好的學習習慣。學生初入大學校園,面對與高中截然不同的學習和生活環境,往往會出現很多方面的問題:對專業不夠了解和學習目標模糊造成學習動力不足、對未來前景迷茫;很多學生對于大學的集中教學、課后無練習和督促的教學方法無法在短時間內適應;還有的學生大量的課余時間沒能充分有效利用,導致行為的無目的性和時間支配的低效率;網絡影視和游戲的誘惑使得部分學生沉迷于其中難以自拔。以上種種問題的出現都與學校沒有對學生進行有效的引導直接相關,導師制的實施從制度層面上加強了校方與學生的聯系,同時為學生良好學習習慣的養成奠定了基礎。

以導師組為單位成立學習小組是一種很好的方法,每組中選出一名有號召力和威信的學生作為組長,利用課余的固定時間進行小組集體學習并討論課程中遇到的問題,還可以在導師的指導下開展一些豐富多彩的競賽活動,如英語競賽、口語辯論、演劇大賽、模擬招聘等,以此增強小組凝聚力并提升組員之間的協作能力。此外,學習小組還會對沉迷于網絡游戲的同學給予引導,通過互助和影響使其遠離游戲,回歸到正常的學習軌道上來。由此可見,導師制對于引導學生盡早適應大學生活、高效利用課余時間和培養良好的學習習慣十分重要。

4.實行導師制有助于形成良好的學風、拓寬就業渠道。學風,從廣義上說是一所學校師生在教學活動中表現出的精神狀態和文化風氣,是學校獨有的精神和氣質的外在表現,是校園文化的重要體現,它包括學習風氣、治學風氣和學術風氣。“從狹義上講,學風主要指學生學習目的、學習態度、學習行為的綜合表現。”⑤它是學生在校學習生活過程中所體現出來的精神風貌和在校園中經過長期教育和影響逐步形成的行為風尚。良好的學風沿傳于良好的師風,嚴謹踏實的學風對于學生的影響遠大于課堂知識的講授和說教。導師制在加強師生溝通的同時也讓學生受到教師言傳身教的影響,這種影響效果要更直觀、更真實,也更易于激發學生發自內心的學習動力。

此外,在高校就業問題的解決方面導師制也同樣功不可沒。導師制要求教師針對學生的個體因材施教,在了解了學生的個性、愛好、興趣和能力特長的基礎上指導學生制訂學習計劃、選擇課程并監督其實施,定期對學生的完成情況做出評價,這種長效機制的最終目的是為學生的就業打下基礎。教師相對來說有著更廣泛的專業人脈資源,企事業所需的人才類型也可與專業實現對接。應該說,作為學生導師的教師擁有著擴大就業市場最為得天獨厚的優勢,即對人才的充分了解和對市場需求信息的廣泛掌握,通過導師制進行就業渠道的擴展要比學校就業部門的引薦和推介更具實效性。

三、導師制運行中出現的問題及改進措施

在以學分制為基本人才培養模式的高校,導師制的運行給人才培養和管理模式的改進帶來了福音,但在實施成效上卻難盡人意。很多高校的導師制仍流于形式,并未真正發揮其應有之義。各高校導師制運行過程中存在一些普遍的問題亟待解決,下面就問題及其改進方法分類論述:

1.導師的職責范圍模糊。本科生的導師制是對高校學生管理的一個有益補充,導師把思想、生活和學習作為一個整體來引導學生合理高效地安排大學生活,以全面提高學生的學習能力、思維水準和綜合素質。但由于導師制在我國仍處于起步階段,導師制的職責范圍不清晰、不具體使得導師難以把握指導尺度。導師需要既幫助學生制訂學習計劃、指導選課,又要關注他們的思想動態、疏導心理問題,因此投入了大量的時間和精力,這對于科研和教學任務本已十分繁重的教師來說確實難以承擔。此外,在指導過程中導師的管理又可能與輔導員的管理出現重復或者發生沖突,沒有明確的管理范圍和職責在實踐中阻礙了導師作用的充分發揮。

針對這一問題,學校應首先以制度的形式明確導師的職責范圍,將任課教師、輔導員、班主任和導師多種角色的教學和管理人員的工作任務作以細致劃分。在劃分職責的原則上應保證各司其職的同時互相之間有交叉、有補充。其次,互動和溝通在學生管理方面至關重要,這不但使學生能充分感受到學校的重視,也可切實提高學生的培養質量。在溝通方式上可以采取定期碰頭會、學生指導記錄共享等方式。通過以上幾種方法,可以使導師更加明確自己的工作任務、職責和目標,給學生更有效的幫助和指導。

2.導師制的運行管理和評價機制尚不完善。目前,導師制在高校仍未受到應有的重視。一般高校并未把這一機制作為學校管理模式納入日常規范,實際指導過程中也沒有檢查、評價和報酬,所以大部分導師對此并不重視,對學生的指導和幫教也只是草草了事。可見,學校制度上的疏忽是導致導師制流于形式的最重要因素。那么,從學校層面上應進行哪些方面的改進呢?

第一,完善約束和評價機制。導師方面,學校應規定其指導學生的數量和質量作為教師晉級、評職和升晉的主要考核指標。在數量上規定一般教師每學期指導的最低學生人數,質量上通過學生學期末的打分來評價其指導效果。學生方面,要求在享受被指導權利的同時按時完成導師布置的任務,聽從導師指導并積極參加導師組織的各項活動。學校方面,要按文件規定要求履行檢查、評價和督導的職責,在具體實施過程中監督各個環節的完成情況,以保證導師制切實落到實處。第二,加大對導師制運行資金的投入。導師的勞酬是影響導師制實施效果的重要一環,堅實的物質保障能夠有效提高導師的指導熱情,進而提升指導效果。給予導師指導酬勞是對其工作付出的一種認可和鼓勵,也是學校對此項工作重視的直接表現。在分配方式上,可依據本校教務管理制度實施,如依照見習、實習的模式將導師制的指導折合成一定的工作量,指導學生參加比賽獲獎作為評職加分的要件等方式。第三,探索適合本校特點的導師制運行模式。在我國,由于導師制的實施細節仍不完善,各校需要在實際操作中摸索符合本校特點的運行方式。拿導師的介入時間為例,各校就不盡相同。有的學校在新生入學之初,有的在一年級的第二學期,還有的學校在三四年級階段。對于一般的教學型和學術型高校,在低年級階段配置導師較為合理,因為新生入學后在適應新環境和新生活的過程中會出現一個由興奮到冷靜思考和陷入迷茫的過程,這時的導師介入就十分必要。到三四年級以后,學生逐步成熟并形成了固有的思維方式和行為習慣,而且在畢業前要面臨英語過級、畢業論文、考研、就業等多重壓力,這時再進行導師制輔導的意義已不大。而對于以技能型為主的高校,由于學生在校就讀時間短、入校之初理論課壓力大、畢業前需要實踐指導等方面的原因,在高年級階段導師的介入對其實踐能力的培養和擴寬就業渠道能起到更實際的推進作用。

3.導師的指導水平有待提高、指導方法有待改進。在實踐中我們發現導師的指導能力和精力投入程度對學生的影響非常大,因此提高導師的指導水平、改進指導方法十分必要。

首先,從學院層面可選拔出指導效果好的導師對本學院的教師進行培訓,這樣不僅可以互通指導經驗,而且能督促年輕教師進行專業學習和研究,做到教學相長。其次,導師制的實施可以突破專業和學院的限制,在尊重學生意愿的前提下在全校范圍內公開雙向選擇,這樣更有利于專業之間的交流互補,也能在更大的范圍內探索高效的指導方法。此外,校際之間的交流也必不可少。省內的同級別院校可互通有無,通過專題研討、導師互訪和提案互議等形式進行交流,在實踐中碰撞的火花更有利于理論體系的建立,這對于兩校導師制的推進都具有重要意義。

在指導方式上,我們也可以探索多元化。隨著科學信息技術的普及和發展,互聯網和無線通信為我們提供了更加便捷的互通方式。導師制的實施可以通過QQ群、電子郵件、微信和飛信等多種方式和學生交流,這些方式不受時間和地點的限制,能夠充分利用導師和學生的閑暇時間來提高指導效率。“另外,還有一些高校引入了現代化的教學輔助工具,也可為師生交流提供便利。例如,可以使用BB網絡教學平臺,導師通過平臺給學生布置作業,也可以與一個或多個學生進行互動,學生也可以通過平臺向老師提問,這些都可以幫助師生擺脫不好找出共同的時間地點的困擾。”⑥

四、結語

實施導師制尊重學生個性,在注重學生綜合素質和能力培養的同時實現了學生管理的人性化和微觀化,真正實現了以人為本、教學相長的教學理念,是目前高校實現教書和育人緊密結合的有效形式。它在增強師生溝通并促進教學方式改進、優化高校學生管理模式、培養學生良好學習習慣、拓寬就業渠道等方面的作用功不可沒。但同時我們也應看到,當前高校導師制的運行仍存在導師的職責范圍模糊、運行管理和評價機制不完善、指導水平有待提高等問題,對于這些問題需要進一步探索研究切實可行的解決方案,使高校的導師制真正落到實處。

[注釋]

①劉麗芳.牛津大學和劍橋大學導師制略述[J].交通高教研究,2004(1):26.

②宋偉.本科生實行導師制的運行機制研究[J].科學學與科學技術管理,2003(9):81.

③錢海峰.略談導師制與高校學風建設的關系[J].無錫教育學院學報,2002(4):84.

④劉平安,羅躍龍,郭建生.論實施本科生導師制的必要性[J].湖南經濟管理干部學院學報,2006(5):200.