新工科背景下“無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)”創(chuàng)新探索

李思瑤

摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的不斷發(fā)展融合，無(wú)線局域網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展成為當(dāng)今時(shí)代必不可少的網(wǎng)絡(luò)連接方式之一。因此通信等相關(guān)領(lǐng)域?qū)o(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)人才的需求也在不斷增大。文章立足于新工科背景，進(jìn)行關(guān)于“無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)”的創(chuàng)新探索，探討理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程思維與動(dòng)手能力具有一定的可取性。

關(guān)鍵詞：無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)；新工科；創(chuàng)新教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

自黨的十八大以來(lái)，隨著國(guó)家各項(xiàng)重大戰(zhàn)略陸續(xù)提出，工程在未來(lái)科技與產(chǎn)業(yè)革新中的作用有了更為深刻顯著的變化。在工程方面的進(jìn)步與創(chuàng)新成為推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的重要支撐力量，對(duì)高校工程類學(xué)科的課程以及工程類人才的培養(yǎng)提出了更高的要求。新工科的建設(shè)思想是我國(guó)高等教育對(duì)未來(lái)工程學(xué)科建設(shè)的積極回應(yīng)［1］，是深化高等工程教育改革的必經(jīng)之路，其建設(shè)目標(biāo)著力于傳統(tǒng)工科專業(yè)的基礎(chǔ)，融合了人工智能、智能硬件研究等近年來(lái)大力發(fā)展的新型工科專業(yè)。傳統(tǒng)與新興相結(jié)合，旨在運(yùn)用當(dāng)今主流研究方法解決許多傳統(tǒng)行業(yè)的疑難雜癥，同時(shí)也能將傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)的核心原理應(yīng)用于未來(lái)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)設(shè)計(jì)。“無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)”是理工科通信類專業(yè)的必修基礎(chǔ)課程，該課程是在“通信原理”“信號(hào)與系統(tǒng)”“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)”等課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上開設(shè)的后續(xù)專業(yè)課。該門課程要求學(xué)生切實(shí)掌握無(wú)線局域網(wǎng)的基礎(chǔ)原理與應(yīng)用。在這門課程中，教師需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行從理論到實(shí)踐的有效引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣和解決實(shí)際專業(yè)問題的全局視角。

本文從“無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)”授課角度探討當(dāng)前在“新工科”建設(shè)的戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)下，如何對(duì)工程類學(xué)科進(jìn)行有效的創(chuàng)新改革，使其能夠更契合新工科的發(fā)展目標(biāo)。本文結(jié)合實(shí)際教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的問題，深度反思教學(xué)環(huán)節(jié)，提出創(chuàng)新改革方法以實(shí)現(xiàn)課堂升級(jí)，培養(yǎng)出能適應(yīng)新形勢(shì)下動(dòng)態(tài)發(fā)展的技術(shù)型人才。

1 教學(xué)目標(biāo)

“無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)”是針對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信工程等工程類專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，主要面向范圍包括工程院校的本科生以及廣大職業(yè)學(xué)校。無(wú)線局域網(wǎng)是一種融合了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信原理的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。課程模塊包含理論教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)兩部分。理論教學(xué)部分需要學(xué)生對(duì)無(wú)線通信原理和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有較強(qiáng)的知識(shí)積累，主要包含通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、信息傳輸?shù)恼{(diào)制技術(shù)以及無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）技術(shù)原理等，核心內(nèi)容是了解無(wú)線局域網(wǎng)中信息傳輸模塊的設(shè)計(jì)［2-3］。實(shí)踐教學(xué)部分主要借助相關(guān)系統(tǒng)仿真平臺(tái)帶領(lǐng)學(xué)生搭建網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)真實(shí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的全面仿真，有效提升學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)維能力。

2 創(chuàng)新探索

2.1 理論授課教學(xué)方式改革

如何營(yíng)造熱烈的課堂氛圍，調(diào)動(dòng)學(xué)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(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)”課程存在前期理論較為冗長(zhǎng)的問題，但這些內(nèi)容是不可或缺的基礎(chǔ)知識(shí)。學(xué)生對(duì)一門技術(shù)的了解是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，需要在學(xué)習(xí)了技術(shù)原理的基礎(chǔ)上回歸到具體應(yīng)用環(huán)境加強(qiáng)理解，并帶著問題進(jìn)入實(shí)踐進(jìn)行探索，才能實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的融會(huì)貫通。因此教師想要對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改革，不能生搬硬套其他課程的建設(shè)思想，需要根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容來(lái)制定更為合適的教學(xué)思路，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力，緩解如今廣泛存在的大學(xué)生上課刷手機(jī)的課堂困境［4］。同時(shí)，如果教師只是按照教材順序按部就班地介紹，很容易出現(xiàn)學(xué)生學(xué)完所有章節(jié)后仍然感覺內(nèi)容空泛、抓不住知識(shí)點(diǎn)、學(xué)習(xí)內(nèi)容脫離社會(huì)實(shí)際需求等問題。因此基于“無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)”特點(diǎn)，筆者提出主動(dòng)參與式教學(xué)方法和項(xiàng)目式教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體的課堂模式，有效提升課程質(zhì)量。

主動(dòng)參與式教學(xué)是根據(jù)不同學(xué)生的優(yōu)勢(shì)，以分組的形式按照各組的興趣與想法自選與無(wú)線局域網(wǎng)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)展開調(diào)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(xué)生就需要盡可能多地收集整理科普文章等資料并進(jìn)行清晰有條理的陳述；若課題是針對(duì)某項(xiàng)技術(shù)的介紹，學(xué)生就需要以具體技術(shù)入手，從應(yīng)用層面探索技術(shù)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程并深入淺出地為大家介紹。主動(dòng)參與式教學(xué)打破了傳統(tǒng)以教師為主導(dǎo)的課堂，激發(fā)了學(xué)生的積極性。學(xué)生主動(dòng)收集資料研究，通過(guò)自學(xué)以及同學(xué)之間的交流，擴(kuò)展了汲取知識(shí)的邊界。

項(xiàng)目式教學(xué)可以以一個(gè)綜合組網(wǎng)實(shí)例作為分析對(duì)象進(jìn)行逐層分塊的研究?！盁o(wú)線局域網(wǎng)”課程除了從抽象的邏輯層面去陳述，教師還應(yīng)該以具體應(yīng)用實(shí)例為切入點(diǎn)，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(shí)聚合起來(lái)，幫助學(xué)生串聯(lián)散落知識(shí)點(diǎn)，構(gòu)建解決問題的知識(shí)架構(gòu)。

2.2 對(duì)實(shí)踐授課教學(xué)方式的改革

在“無(wú)線局域網(wǎng)”實(shí)驗(yàn)課程部分，學(xué)生將結(jié)合所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)在相關(guān)平臺(tái)上進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。筆者在理論講解時(shí)能夠明顯感覺學(xué)生對(duì)于接收內(nèi)容處于一種盲目狀態(tài)，其中的許多技術(shù)原理分析由于沒有實(shí)物依據(jù)大多只能靠學(xué)生自己想象，導(dǎo)致工科課程陷入理科化的困境。因此實(shí)踐部分筆者提出軟硬件相結(jié)合的創(chuàng)新改革。在軟件應(yīng)用方面引入華為公司出品的圖形化網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)eNSP進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，仿真平臺(tái)eNSP界面如圖1所示。借助該平臺(tái)，學(xué)生可以在其軟件界面中加載很多無(wú)線設(shè)備例如交換器、路由器、無(wú)線AP、無(wú)線AC等［5-6］，按照無(wú)線局域網(wǎng)的基本配置流程來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)模擬部署，還能通過(guò)實(shí)時(shí)參數(shù)調(diào)試提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維能力。該軟件仿真平臺(tái)能夠讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)無(wú)線組網(wǎng)，從網(wǎng)絡(luò)需求著手進(jìn)行整體規(guī)劃，有助于鍛煉學(xué)生的設(shè)計(jì)思維。

例如對(duì)于無(wú)線局域網(wǎng)配置模板，用戶可以直接引用系統(tǒng)內(nèi)置的默認(rèn)模板進(jìn)行參數(shù)修改或者引用實(shí)例定義新的模板。其中射頻模板的主要作用包含設(shè)置通信標(biāo)準(zhǔn)、自動(dòng)功率調(diào)整、設(shè)置智能天線、配置信道切換等功能。以下是一個(gè)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(shè)置射頻類型為802.11g

dot11g basic-rate 54

//802.11g基速率54Mbps

dot11g supported-rate all

//設(shè)置802.11g支持所有速率

beacon-interval 200

//設(shè)置beacom間隔

power auto-adjust enable

//設(shè)置支持功率自動(dòng)調(diào)整

smart-antanna enable

//設(shè)置支持智能天線技術(shù)

channel-switch announcement disable

//配置不進(jìn)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(shè)置RTS-CTS閾值為2048

rts-cts-mode rts-cts

//設(shè)置支持RTS-CTS模式

有了之前的理論知識(shí)積累，學(xué)生對(duì)WLAN中廣泛使用的IEEE820.11通信標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)有了一個(gè)大概的認(rèn)識(shí)，對(duì)其協(xié)議體系結(jié)構(gòu)即OSI協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的設(shè)計(jì)有了一定的了解。在此基礎(chǔ)上再來(lái)理解此2.4G射頻模板配置數(shù)據(jù)就變得直觀簡(jiǎn)單許多。并且配置語(yǔ)句十分簡(jiǎn)潔明了，學(xué)生對(duì)其中功能的設(shè)置如有調(diào)整僅需在此基礎(chǔ)上做修改即可，因此并不要求學(xué)生具有深厚編程功底就可上手。之后還可在系統(tǒng)上進(jìn)行更多組網(wǎng)配置，從局部到整體更全面地體會(huì)無(wú)線局域網(wǎng)組網(wǎng)流程。這是一種很好的科研實(shí)踐，學(xué)生能夠?qū)?xiàng)目分工合作、問題精準(zhǔn)定位等積累大量經(jīng)驗(yàn)。

另外，教師還可將無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)硬件設(shè)備帶到課堂上，在課程中以邊練邊講的形式帶動(dòng)學(xué)生主動(dòng)思考觀察。比如教師可以在課上邀請(qǐng)學(xué)生共同配置一臺(tái)無(wú)線路由器，在操作過(guò)程中詳細(xì)講解每個(gè)參數(shù)配置對(duì)路由器工作性能所帶來(lái)的影響。無(wú)線路由器設(shè)置完成后邀請(qǐng)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)接入網(wǎng)絡(luò)，測(cè)評(píng)網(wǎng)絡(luò)性能，并展開對(duì)該網(wǎng)絡(luò)特性的更多內(nèi)容的講解。通過(guò)該方法能讓學(xué)生在知識(shí)接收過(guò)程中，圍繞具體的無(wú)線設(shè)備將理論運(yùn)用到實(shí)處，極大地激發(fā)學(xué)生興趣，從而有效提升教學(xué)效果。

此外，無(wú)線局域網(wǎng)的應(yīng)用體現(xiàn)在生活的方方面面。工科大類的學(xué)生不僅要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還要擁有工程實(shí)踐能力［7］。實(shí)際上學(xué)校每年會(huì)組織各類學(xué)生競(jìng)賽活動(dòng)，學(xué)生可以利用這些機(jī)會(huì)選擇合適的課題在真實(shí)環(huán)境中加以實(shí)踐，在準(zhǔn)備比賽的過(guò)程中學(xué)生就可以將“無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)”里面片段式的理論知識(shí)真正應(yīng)用于功能設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，還可與其他領(lǐng)域進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，在比賽中極大地提升個(gè)人能力。

2.3 對(duì)課程考核方式的改革

相比于其他理論性較強(qiáng)的課程需要在期末通過(guò)試卷的方式進(jìn)行考查，“無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)”的考查方式應(yīng)該更為靈活。綜合前面對(duì)課程理論與實(shí)踐內(nèi)容的改革思想，課程的考核方式除了學(xué)生的課堂表現(xiàn)外，應(yīng)該以這兩部分為主：即一方面通過(guò)學(xué)生完成課題展示的情況和主題論文撰寫等來(lái)考核評(píng)價(jià)；另一方面考核學(xué)生在仿真軟件上的操作過(guò)程、驗(yàn)證結(jié)果、分析反思等，綜合兩方面考核學(xué)生的掌握情況。這種考核方式可以更客觀全面地評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)情況，更符合開設(shè)本門課程的最初目標(biāo)，培養(yǎng)出與企業(yè)崗位需求相符的人才。

3 結(jié)語(yǔ)

在“新工科”建設(shè)背景下，未來(lái)需要的專業(yè)人員除了對(duì)自身技能有很高要求，在其他交叉領(lǐng)域的綜合能力也不能落后。高校培養(yǎng)的宗旨應(yīng)該緊密結(jié)合社會(huì)的真實(shí)需求，制定培養(yǎng)目標(biāo)與方向?！盁o(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)”課程也應(yīng)該在教學(xué)內(nèi)容與手段、教學(xué)方式與過(guò)程以及考核方式等方面不斷改革創(chuàng)新，致力于打造更好的教學(xué)質(zhì)量與課堂氛圍，培養(yǎng)具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)，創(chuàng)新探索精神的優(yōu)秀人才。

參考文獻(xiàn)

［1］盧昕，周云良，余磊.“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)改革探索［J］.電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2022（3）：51-54.

［2］李巨.“無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)”課程的改革研究［J］.無(wú)線互聯(lián)科技，2021（2）：15-16.

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

［4］陳廣福.Matlab應(yīng)用于“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)探索與實(shí)踐［J］.現(xiàn)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(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.電子元器件與信息技術(shù)，2022（8）：117-120.

［6］袁乾.華為eNSP平臺(tái)在網(wǎng)絡(luò)配置課程中的應(yīng)用策略［J］.中國(guó)新通信，2022（7）：81-83.

［7］王春林，陳曉林，秦海菲.應(yīng)用型本科《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程教學(xué)改革探索［J］.楚雄師范學(xué)院學(xué)報(bào)，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