論樓宇專業通信基礎與計算機網絡課程的開設和教學

文/熊飛 李生好

論樓宇專業通信基礎與計算機網絡課程的開設和教學

文/熊飛 李生好

本文論證了在樓宇智能化專業開設通信基礎與計算機網絡課程的必要性；針對學生基礎，討論了該課程的課程標準和教學實施等內容。

樓宇智能化;通信基礎;計算機網絡;課程標準;教學實施

1、 引言

樓宇智能化專業是隨著智能建筑的發展而形成發展起來的，自從第一座公認的智能建筑建成后，智能建筑逐漸的發展成為了建筑的主要形式。這個發展開創了從事智能建筑設計和設施、管理和維護的人才巨大需求的局面，因而各地的學校，特別是職業院校紛紛開設樓宇智能化專業。我校在08年開設了該專業后，在專業課程設置、培養方案設計等專業建設工作上進行了多次的調研、論證。對通信基礎與計算機網絡課程進行了如下論證：樓宇智能化是以通信技術、計算機技術、控制技術為基礎發展的；從電的應用屬性劃分來看屬于弱電，即信息系統范疇；而各種信息系統都依靠通信技術實現信息傳遞，所以通信的相關知識構成了該專業的基礎；另外隨著計算機網絡的發展，TCP/IP和局域網技術在智能化系統的構建中運用日漸增多，計算機網絡相關知識成為該專業必備的專業知識；該課程定為了專業的一門核心課程。課程設置好后，如何完成好課程的教學成了亟待解決的問題。

2、 課程教學存在的問題及應對

該課程在教學上存在的問題主要是存在兩個方面的因素限制：一是學生的生源和基礎，學生生源不一，有普高和中職，單招和統招，學生普遍數學基礎較差；二是該專業的課程體系受總的教學時間限制，未設置《信號與系統》這類基礎課程。

在這種情況下，要想完成好這門課程的教學，關鍵是課程標準的確立。根據專業課程體系和人才培養定位，結合上述因素，經過論證，重點確定如下幾個方面的內容。首先是教學目標，作為樓宇專業的學生學完該課程后應該具備哪些方面的知識、素質、能力；然后是具體的教學內容，具體學習和掌握的內容以及掌握的程度；最后是如何進行教學。

3、 課程標準確立

1) 課程定位。該課程涉及的知識不僅是為后續課程定下基礎，同時網絡技術也是樓宇智能化工程技術之一，所以定位為專業基礎課和專業課程；課程開設時間為大二的上期；先修課程為電工基礎、電子技術(模擬電和數字電路)；后續課程為綜合布線技術、樓宇設備自動化系統、消防系統、安防系統等。

2) 教學目標。本課程的教學主要的知識和能力目標包括兩個方面。通信基礎部分，讓學生掌握通信系統結構和主要的通信技術的概念和基本理論；使之建立起通信系統結構模型，理解主要通信技術的應用原理；從而能從通信系統結構和通信技術的角度去分析后續學習的計算機網絡和其他弱電系統，達到更好的學習和理解樓宇智能化系統的目的。計算機網絡部分，使學生對計算機網絡及結構、網絡體系結構模型、整體上有一個較清晰的了解，掌握網絡中各層概念和工作原理，以及主要的技術和組網設備；使學生具備基本的組網設計和網絡設備操作的能力；為后續學習弱電系統組網打下基礎。

3) 教學內容。課程內容重點，通信技術部分主要包括通信系統概念、分類、性能指標；信號及信號的時域和頻域分析；模數轉換和PCM；信號的基帶和頻帶傳輸；多路復用技術；信息交換技術；程控交換機和電話網及其它通信網絡。計算機網絡部分主要有計算機網絡的概念、分類和結構；七層協議模型和TCP/IP協議結構；各層協議概念、基本的理論和主要技術；主要的組網設備；Internet的接入；網絡操作系統和網絡安全；網絡設備基本組網和操作。

4、 教學實施

考慮到學生的基礎有限，為了能讓學生更好的理解及掌握通信基礎和計算機網絡，相關內容的教學實施如下。

通信基本概念和通信系統分類；這部分內容學生重點掌握通信的概念和現代通信的概念，結合生活中信息傳遞的例子分析通信基本模型中信息、消息、信號、信道概念；理解信號的分類，緊緊抓住信道中傳輸的信號不同，區分通信系統的分類，即模擬通信系統、數字通信系統、數據通信系統。

信號的時域和頻域的概念，時域對于學生來說是好理解的，但頻率、頻域及頻域分析卻有一定難度，通過抓住信號包含有頻率成分，同樣可以用坐標，函數關系式表達出頻率的分布和幅度等特性，再結合常見信號頻譜段劃分，讓學生理解頻域的相關概念。

學生在掌握了信號的頻率，頻域分析概念后，學習模數轉換；主要學習PCM實現，但不講時域和頻域數學推導，更多的通過課堂教學組織讓學生理解采樣概念和頻率，量化的概念和為什么采樣非均勻量化等，從而理解和掌握A/D轉換的三個步驟。

通信系統性能指標重點讓學生理解可靠性和有效性的概念，掌握波特率和比特率的計算和關系。信道部分的重點讓學生掌握信道的概念，狹義信道的分類；信道容量的基本計算。在頻域的基礎上，理解濾波器、基帶和頻帶的傳輸、調制解調等概念就變得容易，通過結合頻域分析圖幫助學生理解這些概念。

多路復用中頻分復用、波分復用通過頻域分析和頻譜搬移圖來進行講解，時分復用的理解通過PCM基礎，抓住在一個時間周期內每一路信號只占用一定的時間來傳送信息，從而在不同時間內傳送多路信息；電路交換的相關概念和結構在PCM和時分復用的基礎上進行講解。

計算機網絡部分的教學，重點是概念的理解和組網技術的應用；對于各層協議的理論知識只需要掌握概念即可。在教學中充分結合思科模擬軟件進行，學生帶筆記本到課堂，理論講解的同時結合實際的組網操作，從而得到更好的理解，也培養了學生的操作能力和組網能力。學生主要掌握局域網的組建，TCP/IP協議和實現，常用的網絡命令，交換機和路由器組網基本操作，Internet的接入實現等。

5、 總結和發展

目前該教學安排和教學實施已經在12和13級開展，從學生的學習情況來來，該課程的教學實施是成功的。學生能夠建立起通信系統的概念和理解掌握通信中的相關技術，能應用到后續的網絡和其他系統的學習中。而對于計算機網絡來說，學生掌握了基本的概念，充分的認識了組網設備，能實現局域網的組網設計，具備了一定網絡的操作維護能力。

隨著IP技術在樓宇智能化系統中的進一步運用，樓宇智能全系統IP化的時代已經來臨。通信和計算機網絡技術更為重要，對學生的組網設計和網絡操作能力要求也會更高，所以在教學中要加大學生上述能力的培養。

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2095-9214(2015)02-0095-01

重慶工程職業技術學院)