新工科背景下“無線局域網技術”創新探索

李思瑤

摘要：隨著計算機技術與通信技術的不斷發展融合，無線局域網已經發展成為當今時代必不可少的網絡連接方式之一。因此通信等相關領域對無線局域網技術人才的需求也在不斷增大。文章立足于新工科背景，進行關于“無線局域網技術”的創新探索，探討理論與實踐相結合的教學模式，激發學生的創新意識，對培養學生的工程思維與動手能力具有一定的可取性。

關鍵詞：無線局域網技術；新工科；創新教學；教學改革

中圖分類號：G642.0? 文獻標志碼：A

0 引言

自黨的十八大以來，隨著國家各項重大戰略陸續提出，工程在未來科技與產業革新中的作用有了更為深刻顯著的變化。在工程方面的進步與創新成為推動社會發展的重要支撐力量，對高校工程類學科的課程以及工程類人才的培養提出了更高的要求。新工科的建設思想是我國高等教育對未來工程學科建設的積極回應［1］，是深化高等工程教育改革的必經之路，其建設目標著力于傳統工科專業的基礎，融合了人工智能、智能硬件研究等近年來大力發展的新型工科專業。傳統與新興相結合，旨在運用當今主流研究方法解決許多傳統行業的疑難雜癥，同時也能將傳統工業技術的核心原理應用于未來技術的產業設計。“無線局域網技術”是理工科通信類專業的必修基礎課程，該課程是在“通信原理”“信號與系統”“計算機網絡”等課程學習的基礎上開設的后續專業課。該門課程要求學生切實掌握無線局域網的基礎原理與應用。在這門課程中，教師需要對學生進行從理論到實踐的有效引導，培養學生主動學習的學習習慣和解決實際專業問題的全局視角。

本文從“無線局域網技術”授課角度探討當前在“新工科”建設的戰略驅動下，如何對工程類學科進行有效的創新改革，使其能夠更契合新工科的發展目標。本文結合實際教學環節中存在的問題，深度反思教學環節，提出創新改革方法以實現課堂升級，培養出能適應新形勢下動態發展的技術型人才。

1 教學目標

“無線局域網技術”是針對計算機網絡與通信工程等工程類專業開設的一門專業基礎課程，主要面向范圍包括工程院校的本科生以及廣大職業學校。無線局域網是一種融合了計算機網絡和通信原理的網絡技術。課程模塊包含理論教學內容和實踐教學環節兩部分。理論教學部分需要學生對無線通信原理和無線網絡技術有較強的知識積累，主要包含通信系統的基礎結構、信息傳輸的調制技術以及無線局域網（WLAN）技術原理等，核心內容是了解無線局域網中信息傳輸模塊的設計［2-3］。實踐教學部分主要借助相關系統仿真平臺帶領學生搭建網絡進行綜合實驗，通過對真實網絡設備的全面仿真，有效提升學生的網絡規劃、建設、運維能力。

2 創新探索

2.1 理論授課教學方式改革

如何營造熱烈的課堂氛圍，調動學生的積極性使其充分參與課堂講授是每位任課教師都必須要思考的課題。“無線局域網技術”課程存在前期理論較為冗長的問題，但這些內容是不可或缺的基礎知識。學生對一門技術的了解是一個循序漸進的過程，需要在學習了技術原理的基礎上回歸到具體應用環境加強理解，并帶著問題進入實踐進行探索，才能實現理論與實踐的融會貫通。因此教師想要對教學方法進行改革，不能生搬硬套其他課程的建設思想，需要根據具體的教學內容來制定更為合適的教學思路，提升學生的學習興趣，培養他們的主動學習能力，緩解如今廣泛存在的大學生上課刷手機的課堂困境［4］。同時，如果教師只是按照教材順序按部就班地介紹，很容易出現學生學完所有章節后仍然感覺內容空泛、抓不住知識點、學習內容脫離社會實際需求等問題。因此基于“無線局域網技術”特點，筆者提出主動參與式教學方法和項目式教學方法，充分調動學生的主觀能動性，實現以學生為主體的課堂模式，有效提升課程質量。

主動參與式教學是根據不同學生的優勢，以分組的形式按照各組的興趣與想法自選與無線局域網相關的知識點展開調查并展示介紹。最終選擇的課題從研究范圍可分為廣度和深度兩方面：若課題涉及范圍很廣，學生就需要盡可能多地收集整理科普文章等資料并進行清晰有條理的陳述；若課題是針對某項技術的介紹，學生就需要以具體技術入手，從應用層面探索技術實現的過程并深入淺出地為大家介紹。主動參與式教學打破了傳統以教師為主導的課堂，激發了學生的積極性。學生主動收集資料研究，通過自學以及同學之間的交流，擴展了汲取知識的邊界。

項目式教學可以以一個綜合組網實例作為分析對象進行逐層分塊的研究。“無線局域網”課程除了從抽象的邏輯層面去陳述，教師還應該以具體應用實例為切入點，帶著解決問題的思想展開講解，以全局視角將教材中分散的理論知識聚合起來，幫助學生串聯散落知識點，構建解決問題的知識架構。

2.2 對實踐授課教學方式的改革

在“無線局域網”實驗課程部分，學生將結合所學習的理論知識在相關平臺上進行驗證實驗。筆者在理論講解時能夠明顯感覺學生對于接收內容處于一種盲目狀態，其中的許多技術原理分析由于沒有實物依據大多只能靠學生自己想象，導致工科課程陷入理科化的困境。因此實踐部分筆者提出軟硬件相結合的創新改革。在軟件應用方面引入華為公司出品的圖形化網絡仿真平臺eNSP進行驗證實驗，仿真平臺eNSP界面如圖1所示。借助該平臺，學生可以在其軟件界面中加載很多無線設備例如交換器、路由器、無線AP、無線AC等［5-6］，按照無線局域網的基本配置流程來進行網絡模擬部署，還能通過實時參數調試提升網絡運維能力。該軟件仿真平臺能夠讓學生自行設計無線組網，從網絡需求著手進行整體規劃，有助于鍛煉學生的設計思維。

例如對于無線局域網配置模板，用戶可以直接引用系統內置的默認模板進行參數修改或者引用實例定義新的模板。其中射頻模板的主要作用包含設置通信標準、自動功率調整、設置智能天線、配置信道切換等功能。以下是一個2.4G射頻模板配置部分示例：

radio-2g-profile name default

//定義2.4G射頻模板

radio-type dot11g

//設置射頻類型為802.11g

dot11g basic-rate 54

//802.11g基速率54Mbps

dot11g supported-rate all

//設置802.11g支持所有速率

beacon-interval 200

//設置beacom間隔

power auto-adjust enable

//設置支持功率自動調整

smart-antanna enable

//設置支持智能天線技術

channel-switch announcement disable

//配置不進行信道切換通知

channel-switch mode continue-transmitting

//配置信道切換模式

rts-cts-threshold 2048

//設置RTS-CTS閾值為2048

rts-cts-mode rts-cts

//設置支持RTS-CTS模式

有了之前的理論知識積累，學生對WLAN中廣泛使用的IEEE820.11通信標準已經有了一個大概的認識，對其協議體系結構即OSI協議的物理層和數據鏈路層的設計有了一定的了解。在此基礎上再來理解此2.4G射頻模板配置數據就變得直觀簡單許多。并且配置語句十分簡潔明了，學生對其中功能的設置如有調整僅需在此基礎上做修改即可，因此并不要求學生具有深厚編程功底就可上手。之后還可在系統上進行更多組網配置，從局部到整體更全面地體會無線局域網組網流程。這是一種很好的科研實踐，學生能夠對項目分工合作、問題精準定位等積累大量經驗。

另外，教師還可將無線網絡的相關硬件設備帶到課堂上，在課程中以邊練邊講的形式帶動學生主動思考觀察。比如教師可以在課上邀請學生共同配置一臺無線路由器，在操作過程中詳細講解每個參數配置對路由器工作性能所帶來的影響。無線路由器設置完成后邀請學生現場接入網絡，測評網絡性能，并展開對該網絡特性的更多內容的講解。通過該方法能讓學生在知識接收過程中，圍繞具體的無線設備將理論運用到實處，極大地激發學生興趣，從而有效提升教學效果。

此外，無線局域網的應用體現在生活的方方面面。工科大類的學生不僅要有扎實的理論基礎，還要擁有工程實踐能力［7］。實際上學校每年會組織各類學生競賽活動，學生可以利用這些機會選擇合適的課題在真實環境中加以實踐，在準備比賽的過程中學生就可以將“無線局域網技術”里面片段式的理論知識真正應用于功能設計和實現，還可與其他領域進行有機結合，在比賽中極大地提升個人能力。

2.3 對課程考核方式的改革

相比于其他理論性較強的課程需要在期末通過試卷的方式進行考查，“無線局域網技術”的考查方式應該更為靈活。綜合前面對課程理論與實踐內容的改革思想，課程的考核方式除了學生的課堂表現外，應該以這兩部分為主：即一方面通過學生完成課題展示的情況和主題論文撰寫等來考核評價；另一方面考核學生在仿真軟件上的操作過程、驗證結果、分析反思等，綜合兩方面考核學生的掌握情況。這種考核方式可以更客觀全面地評價學生對課程的學習情況，更符合開設本門課程的最初目標，培養出與企業崗位需求相符的人才。

3 結語

在“新工科”建設背景下，未來需要的專業人員除了對自身技能有很高要求，在其他交叉領域的綜合能力也不能落后。高校培養的宗旨應該緊密結合社會的真實需求，制定培養目標與方向。“無線局域網技術”課程也應該在教學內容與手段、教學方式與過程以及考核方式等方面不斷改革創新，致力于打造更好的教學質量與課堂氛圍，培養具有扎實理論基礎，創新探索精神的優秀人才。

參考文獻

［1］盧昕，周云良，余磊.“信號與系統”課程教學改革探索［J］.電氣電子教學學報，2022（3）：51-54.

［2］李巨.“無線局域網技術”課程的改革研究［J］.無線互聯科技，2021（2）：15-16.

［3］嘎瑪扎西.淺析《局域網組建技術》教學改革探討［J］.電腦知識與技術，2018（26）：80-81.

［4］陳廣福.Matlab應用于“信號與系統”課程教學探索與實踐［J］.現代信息科技，2022（18）：195-198.

［5］任作琳，薛彩霞，劉世宇.基于eNSP的VLAN仿真教學實驗設計與實現［J］.電子元器件與信息技術，2022（8）：117-120.

［6］袁乾.華為eNSP平臺在網絡配置課程中的應用策略［J］.中國新通信，2022（7）：81-83.

［7］王春林，陳曉林，秦海菲.應用型本科《計算機網絡》課程教學改革探索［J］.楚雄師范學院學報，2018（3）：79-83.

（編輯 王雪芬）

Innovative and exploration of “Wireless LAN Technology”? under the background of new engineering

Li? Siyao

（Guizhou University Peoples Armed College， Guiyang 550025， China）

Abstract： With the continuous development and integration of computer technology and communication technology， Wireless LAN has become one of the indispensable network connection modes in todays era. Therefore， the demand for wireless LAN technical personnel in related fields such as communication is also increasing. This paper based on the background of new engineering， discussing the innovation and exploration of “Wireless LAN Technology”， thinking about how to combine theory and practice to upgrade the teaching mode and stimulate students innovation consciousness， which has certain desirability to train their engineering thinking and practical ability.

Key words： wireless LAN technology; new engineering; innovative teaching; teaching reform