人工智能背景下通信技術專業課程改革探索*

李瀅瀅，王蘇南

人工智能背景下通信技術專業課程改革探索*

李瀅瀅，王蘇南

（深圳職業技術學院，廣東 深圳 518005）

人工智能技術對高職教育有著重要而深遠的影響。人工智能背景下的通信技術專業課程在內容安排、教學方法方面都必須進行重大改革。課程設置必須以學生為中心，應用虛擬仿真軟件、虛擬現實平臺還原真實工程場景，以工程項目為引導，結合實際工程案例和實體設備操作，探索“雙虛雙實”課程體系，并與“行企校共生，課證崗融通”的人才培養模式相呼應。課程教學中應用虛擬仿真軟件和華為實訓設備相結合，突破傳統課堂教學的局限性，加深了學生對設備的理解和對整體網絡架構的把握，也打破了實操練習只能在實訓室中進行的局限性。

教育教學；人工智能；通信技術；課程改革

隨著ICT行業的高速發展，用戶對對寬帶網絡的技術水平和覆蓋率都提出了更高的要求。預計到2020年，我國將基本建成覆蓋城鄉、服務便捷、高速暢通、技術先進的寬帶網絡基礎設施，全面突破制約寬帶產業發展的高端基礎產業瓶頸。我國建成結構完善、具有國際競爭力的寬帶產業鏈，寬帶技術研發將達到國際先進水平[1]。目前，我國寬帶網絡建設業務量巨大，國內外相關行業、企業對寬帶技術人才的需求缺口大，高端技術技能型人才供不應求。因此，設置專業核心課程，培養學生城域網部署與應用能力，特別是寬帶網絡“最后一公里”——寬帶接入網的相關技術[2]，非常必要。

1 “行企校共生，課證崗融通”人才培養模式

在人工智能背景下，傳統的課堂教學已經不能適應寬帶網絡技術的發展對高端技能型人才的需求，需要借助各種信息化技術與課堂教學深度融合，進行信息化課程建設[3][7]。因此，建構“行企校共生，課證崗融通”人才培養模式，實現課程教學與工作崗位對接。基本思路如圖1所示[4]。

圖1 “行企校共生，課證崗融通”人才培養模式

確立課程核心技能培養目標后，進行課程框架構建。對接電信工程師，接入工程師等工作崗位，通過分析其典型工作任務，使教學內容對接工作內容、教學過程對接工作過程，進行知識和技能的重構。在課程內容安排中，融合華為認證及技能競賽的內容，以高端認證和技能大賽為驅動，打造“課崗對接，賽證驅動”的課程體系。課程考核對接職業標準，依據通信技術標準及職業標準，對接華為寬帶接入認證，華為無線局域網認證，設計全程全網全業務流程專業訓練。

在構建課堂教學環境時，為了對接工作環境，并使項目任務對接工作任務，我們選取了虛擬仿真軟件、虛擬現實平臺、華為實訓設備作為實訓環境，引入企業真實案例[2][5]。

2 “雙虛雙實”課程體系

借助人工智能技術，我們探索“雙虛雙實”課程體系（如圖2所示），以虛帶實，就實論虛。“雙虛”包括虛擬仿真軟件和虛擬現實平臺；“雙實”包括實際設備操作和實際工程案例。通過應用虛擬仿真軟件、虛擬現實平臺來還原真實工程場景，結合實際工程案例和實體設備操作，以工程項目為引導，工學結合，產教融通，共同支撐教學目標[6]。

圖2 “雙虛雙實”課程體系

“雙虛雙實”課程體系的建構必須利用行業企業大數據，為此我們聯合華為公司、訊方公司、艾優威公司、中興通訊等諸多通信行業知名企業共建課程資源，在建設資源時實現教學資源配套化、課程資源顆粒化、教學資源多媒體化、資源平臺開放化。

第一，教學資源配套化。針對每一章節的內容都配套有教材，微課，多媒體幻燈片，動畫，課前討論，和課后作業，以滿足學生自主學習和線上線下教學的要求。

第二，課程資源顆粒化，冗余化。線上的微課資源時間不宜過長，內容不宜過多，并且應分難度進行建設，針對不同學習能力的學生，分階段，分難度布置任務，滿足學生碎片化學習和深度學習的要求。

第三，教學資源多媒體化。資源建設時應考慮學生情況，盡可能加入動畫，視頻等資源，提升學生學習興趣。

第四，資源平臺開放化。加強師生之間，校企之間的合作，可建設國際化英文教學平臺，實現一帶一路技術推廣。

我們聯合多家企業共通開發“三網融合”虛擬仿真軟件及“接入工程”虛擬現實平臺，以真實工作場景為背景，以真實崗位任務為目標，將工作情景還原到課堂教學中。依據典型工作過程設計操作步驟，根據學生認知規律，由淺入深依次達成核心能力的培養。同時，我們聯合華為公司打造全程全網準電信實訓室，對標華為高端認證，建立華為認證培訓中心。課程教學中應用虛擬仿真軟件和華為實訓設備相結合，應用信息技術突破傳統課堂教學的局限性，加深了學生對設備的理解和對整體網絡架構的把握，也打破了實操練習只能在實訓室中進行的局限性，真正實現了線上線下混合式教學。

3 “云課堂”教學與評價系統

依托高教社智慧職教、職教云和云課堂三大平臺，我們把課程與國家教學資源庫、云課堂等國家級平臺緊密結合，加快發展“互聯網+職業教育”，堅持以應用為驅動，建立職業教育資源共享平臺，開發教學微課和教學動畫，建設優質數字化教學資源。我們選取虛擬仿真軟件、虛擬現實機房、接入實訓設備作為實訓環境。課上，老師通過云課堂移動終端，與學生進行討論、小測驗、頭腦風暴等環節；課下，教師在職教云上發布學習任務清單，引導學生線上預習，課后拓展等。總之，“云課堂”應用網絡教學平臺貫穿教學全過程，應用信息化手段記錄并分析學生學習全過程。

“云課堂”教學系統包括課前準備、課上實施、課后延展等三大環節（如圖3所示）。例如在課上實施環節，通過六個學時的單元訓練，逐步達成六大核心能力的培養。課程實施過程中，課程內容與崗位要求匹配，教學組織與工作過程匹配，實施環境與崗位環境匹配，課程標準與職業標準接軌，課程考核與技能大賽接軌。教學過程中注重專業能力和職業素質的培養，注重工匠精神及創新能力的培養。

課前準備環節包括三步：（1）線上預習。應用自主學習法，教師通過網絡平臺發布任務清單，學生登錄智慧職教，云課堂學習微課，多媒體幻燈片，動畫等線上資源；（2）課前作業。學生登錄虛擬仿真平臺，進行無線局域網拓撲結構規劃，完成課前作業，并截圖上傳到云課堂；（3）答疑討論。教師對學生作業情況實時進行點評，根據學生薄弱環節，適時調整課堂內容，并針對容易出錯的問題進行答疑討論。

圖3 “云課堂”教學系統示意圖

課上實施環節包括六步：（1）講解規劃。城域網拓撲結構是寬帶網絡技術的基礎，因此應用“虛實結合”的教學方法加深學生對拓撲結構的理解。教師首先引導學生觀察實驗室實際設備，并討論不同設備在城域網中的位置。接著引導學生認知虛擬仿真軟件，并進行拓撲規劃。教師利用三維動畫形象說明無線局域網通信的實現機制，并重點講解通信過程中幀結構VLAN標簽的變化。（2）仿真練習。對接電信工程師典型工作任務流程。采用案例教學，引入企業真實項目，提出實施目標。以步行街場景為例，進行WLAN業務開通。學生根據網絡建設要求進行容量估算、設備選型、線纜連接、業務配置，調試并開通WLAN業務，實現步行街場景的無線局域網接入。學生仿真練習成績由系統自動給出，解決教學重點。（3）分組實操。對接華為WLAN認證標準。首先由教師講解實驗拓撲結構，以華為認證培訓項目為任務目標，下發實訓項目單。然后學生兩人一組上機進行實操練習，要求實現AC和AP的對接。學生登錄設備查詢相關業務，完成設備配置，實現無線接入。實操結束后，請做的最好的小組上臺分享，并根據各小組實訓結果進行小組評價和組內互評。（4）標準施工。對接通信工程師職業標準。首先教師進行情景帶入，說明室外AP安裝的常見位置及應用場景，并根據天線及AP實物講解“無線室外AP施工規范”。接著，應用VR平臺還原真實工作環境，引導學生體驗室外工作場景，以步行街為例，實施無線室外AP標準化施工。學生成績由VR系統自動給出，解決教學重點。（5）排障競賽。對接國家技能大賽排障環節及評分標準。為了強化崗位核心能力，教師引入大賽排障案例，并下發競賽試題。引導學生觀察故障內容，思考故障原因，并示范如何規范記錄故障點。教師要求在規定的時間內恢復業務，讓每個學生都參與到緊急排障中，體驗技能大賽的緊迫感。通過競賽后臺監控，教師可以實時查看當前業務情況，并根據系統給出的撥測結果和鏈路統計給出學生競賽成績。（6）總結創新。對接企業真實案例，討論不同場景下的業務開通。教師總結本單元教學的整體表現，并提出值得注意的問題和值得表揚的地方。針對本單元內容，教師在云課堂上進行提問，討論和小測驗等環節，反思本單元的重點難點。引導學生討論身邊的無線接入，以“身邊的wifi”為題進行頭腦風暴，思考無線接入在不同場景下的應用，并討論可能面臨的問題，培養學生創新思維。教師根據學生課上實施情況進行綜合評分，并公布課上成績。

課后延展環節包括兩步：（1）課后作業，教師在線上發布課后作業，鞏固課堂學習；（2）拓展任務，讓學生在酒店場景和體育館場景下配置無線局域網，培養學生創新能力和實際應變能力。

“云課堂”的應用拉近了教師與學生的距離，教師可在教學過程中及時發現學生薄弱環節，并適時調整課堂內容，加強針對性訓練。學生線上成績，將作為總成績的一部分計入評價考核體系。

如何保證教學實施效果，評價核心能力達成度呢？我們采用“多平臺學習，多維度評價”的教學模式，利用信息化技術，收集學生數據，監控教學過程，將教師評價，學生互評和系統自動評分結合起來，建立動態、多維度評價體系。目前課程中已采用的評價平臺有：職教云，虛擬仿真系統，競賽平臺，虛擬現實。我們強化過程性考核評價，分階段、分任務對學生進行考核。依據學生課前，課中，課后表現進行評分，建立動態評價考核體系。

4 “6C教學法”的創新實踐

人工智能背景下通信技術專業課程改革改革包括教學法的創新。我們創新了傳統的問題引導法、任務驅動法、情景代入法、案例教學法等多種教學方法，引導學生“做中學，做中教”，“教學做評”四位一體，分步驟，分平臺進行實訓，培養學生的六大核心能力。同時，基于學生的認知發展規律，創新了“6C教學法”。該教學法在教學過程中能夠提供豐富多樣的學習資源，為學生設置高效生動的實踐項目，并給予學員精準適度的引導與協助。

“6C教學法”包括理解—構建—協作—規范—競賽—創新六部分（見圖3），通過這六部分的不斷循環，加深學生對技術的理解能力和應用能力，提高學生實踐能力和創新能力，為相關行業、企業培養對口的高端寬帶技術技能人才。“6C教學法”充分運用信息技術營造真實職業環境。將虛擬仿真軟件、虛擬現實平臺、實際設備操作、實際工程案例有機結合，開發虛擬實訓教學資源。通過“以虛帶實，就實論虛”的教學方法，將復雜的問題簡單化，抽象的問題實例化，靜態的問題動態化，彌補學生抽象理解能力不足，上機實訓操作較少，難以在實際工作崗位中靈活應用知識技能等缺憾，實現人才的精準培養和精準就業。

在“6C教學法”的創新實踐中，我們以華為接入網認證、華為無線局域網認證為標準，開發認證培訓工程項目，并將其作為課程內容的一部分，設計為課堂教學中的上機實訓環節；同時引入技能大賽評分體系，以競賽項目為藍本，設計課堂教學中的模擬競賽環節，階段性檢驗教學成果，建立課堂教學與技能大賽的良性循環，兩者相輔相成，相互支撐。

在教學實施環節，學生通過掃描書上二維碼，即可在線學習線上資源。學生可在線學習各種各樣的教學資源，并可分章節進行課前練習和課后測驗。目前在智慧職教平臺上已完成全英文學習資源的建設。

“6C教學法”建立在信息化技術與課堂教學深度融合的基礎之上，應用虛擬仿真軟件、虛擬現實平臺等多項技術還原真實工作環境，從理論教學，到實際設備操作，從信息化技術的引入，到資源庫課程建設，對接企業崗位職責，融合行業競賽標準，接軌華為高端認證，取得了良好的效果。

5 下步研究

人工智能技術的快速發展給各行各業帶來了機遇和挑戰，高職教育課程建設必須進行改革[8]。應用人工智能技術探索高職教育的高效教學模式，培養高素質技能型人才，以適應時代發展的需要，這是當今時代高等職業教育對教師提出的要求，也是每個教師的任務和責任。2019年7月，我國職業教育高質量發展暨數字化說課研討會在深圳職業技術學院成功舉辦，充分表明高職院校教師已經行動起來。

在人工智能時代背景下，高職教育的課程改革不僅是技術層面的對新技術的應用，而且更是思想層面的對職業教育更高價值的挖掘；不僅是教學方式方法的改革，而且更重要的課程內容與評價體系的改革[9]。人工智能背景下通信技術專業課程改革應當深入思考以下問題，比如，如何開發豐富的課程資源？如何科學安排教學活動和優化教學全過程？如何發揮學生主動性、積極性和創造性？本文從課程建設思路，課程實施過程等方面介紹了我們的改革思考和探索實踐，期冀為人工智能時代高職教育課程與教學改革提供實例與參考。

[1] 李瀅瀅，王蘇南．寬帶接入技術[M]．高等教育出版社，2019．

[2] 黃曉韓，許彩欣，趙俊卓．Java二維數組應用信息化教學設計與實踐[J]．教育技術，2019，18（5）：39-406．

[3] 林嵐，劉華，李寧，等．高職計算機信息化教學設計的研究與探索[J]．教育天地，2019：222．

[4] 王丹丹，趙文勇，趙學華．互聯網+背景下高職課程信息化教學設計研究與實踐[J]．教學園地，2019：60-64．

[5] 楊瑩，夏秋英，徐立．新工科背景下混合教學模式的應用探索[J]．大學教育，2019：56-58．

[6] 溫小非，朱炯，仇培濤，等．高等教育在線開放課程建設與共享研究及實踐[J]．大學教育，2019，８：42-44．

[7] 黃海琳．高職院校智慧“云課堂”及信息化教學設計研究[J]．高等職業教育，2019，3：41．

[8] 郭勇．信息化背景下的工程力學教學改革措施[J]．高教學刊，2019：124-126．

[9] 郭勇．信息化教學設計的理論基礎及實踐路徑探究[J]．寧波職業技術學院學報，2019，23（3）：23-29．

Curriculum Reform ofunder the Background of Artificial Intelligence

LI Yingying, WANG Sunan

（）

Artificial intelligence technology has an important and far-reaching impact on higher vocational education. Under the background of artificial intelligence, curriculum of Communication Technology must be reformed in terms of content arrangement and teaching methods. Being student-centered, the curriculum must restore the real engineering scene by using virtual simulation software and virtual reality platform. Guided by engineering projects, we explore the “double virtual and double real” curriculum system combined with actual engineering cases and physical equipment operation, and correspond to the talent training mode of “coexistence of enterprises and schools, and integration of certificate and jobs”. The combination of virtual simulation software and Huawei training equipment in curriculum design breaks through the limitations of traditional classroom teaching and helps students better understand the equipment and the overall network architecture. It also breaks the boundary that practical exercises can only be carried out in the training room.

education and teaching; artificial intelligence; telecommunication technology;curriculum reform

2020-01-05

校級教研項目基于“信息化技術+”的《智慧城域網》“雙虛雙實”課程體系研究與實踐（編號：7019310036J0）

李瀅瀅，女，湖南衡陽人，副教授，主要研究方向：信息通信技術、通信網絡體系架構，職業教育教學設計與管理。

王蘇南，男，河南洛陽人，主要研究方向：計算機網絡體系結構，網絡流量特性分析及檢測。

G423.07

A

1672-0318（2020）02-0078-05

10.13899/j.cnki.szptxb.2020.02.016