纪实

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【纪实】创新引领 打造通信育才标杆
——“通信与信息系统”本科教学实验中心建设纪实
文:杨丽可 图:杨丽可 来源:党委宣传部 时间:2014-04-01 8050

  科普作家阿西莫夫说:“创新是科学房屋的生命力。”对于我校“通信与信息系统”本科教学实验中心来说,正是不断创新,勇于改革,建设大型全真“端到端”综合通信网络平台,优化整体化和层次化教学体系,才培养出数万有实干精神的通信英才。

  如今,实验中心面积达3070平方米,开设实验课33门,实验项目262项。莘莘学子在这里推开了通信领域的大门。更可喜的是,实验基地自制的实验设备在50多所高校推广应用,甚至惠及海外学子。

建设一流的专业实验教学平台

  时间回到本世纪初,实验中心面临着难题待解。学校的通信实验教学曾有过辉煌的历史。早在建校之初,学校设有有线电、电报电话和通讯三个专业,是新中国培养电讯设备生产和制造技术人员的基地。上世纪80年代,李乐民院士、刘厚铭教授领衔建设了计算机通信网实验室,并从Ominet、以太网、Nowell网络逐步发展起来,开出了计算机通信技术、分组交换技术、通信协议技术、通信网络技术等多方面的课程实验和综合实验,我校也因此成为全国最早建设计算机通信网实验室的高校之一。

  2000年左右,实验中心整合了通信、信息和网络等方向的专业实验室,但各个实验室在大部分情况下仍单兵作战,实验中心的系统性、多样性和实战性不够。实验中心的老师们提出了新的构想:建立先进的骨干传输系统,将通信与信息系统各专业的原理、部件等多层次的实验纳入到系统平台上来。

  问题接踵而来:建设经费如何筹集?如何对中心整体架构进行统一规划和建设?2002年,实验中心在学校、企业的支持下,在国内高校中率先采用商用系统设备建立了一个由光传输系统(3台Optix2500)、程控交换系统(2台C&C08和2台FA16)、ADSL接入系统(32线MA5103)、广域计算机网(数十台广域网路由器)构成的大型、综合基础实验平台——骨干传输系统。系统规格相当于两个程控交换局、两个远端模块局和一个数据局。学校和华为公司共同为该设备投入了800万元的经费。

  骨干传输系统建成后,实验中心各专业实验室都纳入其中,共享通信、网络、信息系统资源。专业实验室也进行了科学的分类,包括专业基础实验室、三个专业的核心课程实验室和工程与创新实验室。随着通信与网络技术的发展,实验中心对专业实验室进行了持续的扩建和整合。以通信工程专业的核心实验室为例,新建“无线通信实验室”、“移动通信实验室”、“定位技术与导航实验室”,与2010年建成的“通信信号处理及传输实验室”和“通信系统实验室”形成一个完整的通信实验平台。

  骨干传输系统作为各个实验室支撑平台,本身也是一个实验室,具备与商用运营系统一致的实际运行环境,为本科学生提供一个可实际操作、实现运行管理和控制,能完成实战演练的实验环境。

  实验中心的老师们以创新的勇气和不懈的努力,开国内通信专业实验之先河。以骨干传输系统为基础的大平台不仅有利于通信学子的实验学习,也成为许多大学学习模仿的典范。2009年1月经教育部批准,中心以无可争议的实力成为国家级实验教学示范中心。

加强科研成果向实验项目转化

  实验中心主任毛玉明教授认为,科研促进实验教学是实验中心的特色之一。依托学校的国家重点学科、通信抗干扰技术国家级重点实验室和光纤传感与通信教育部重点实验室,实验中心各个专业实验室的背后都有一个科研团队作为支撑。科研团队取得的科研成果及技术积累,成为提升实验中心水平的技术基础,为各专业实验室建设和改革增添活力。

  中心开发的ARM平台实验、物联网实验、基于IP核的SOC/EDA实验、EPON系统实验、综合接入系统实验、通信与网络的系统综合实验等,都利用了实验老师的科研成果进行转化。同时,中心开出了大学生创新性实验项目208项,其中17项遴选为国家级创新性实验项目。

  目前,中心师资队伍由国家教学名师、长江学者、杰青、教授、中青年骨干等组成,总人数66人,教授21人,副教授级22人,博士33人,40岁以下青年教师34人,具有1年以上出国经历的18人。高级职称比例65%,博士比例50%,青年教师比例51.5%,1年以上出国比例27.3%。中心已初步建成了一支在知识、职称、年龄、学历等方面结构合理、实验经验丰富,学术素质高的实验队伍。这些老师积极投身教学,把科研工作的经验用于实验教学。

构建与国内外一流企业合作的联合培养模式

  与华为公司共建骨干传输系统实验室是实验中心与企业合作的成功案例之一。事实上,实验中心依靠自身强大的科技力量、高质量的人才培养成果,吸引了国内外众多的著名企业,如CISCO、MOTOROLA、TI、ALTERA、中兴、长虹、TCL等参与联合建设,极大地丰富了实验平台的多样性、先进性和实用性,向学生展现了业界最新的、同步运用的技术与系统,提供实战环境,有效地提升了学生的培养质量。

  多年来,中心与知名企业共建实验室包括电子科技大学-德州仪器DSP技术实验室、FREESCALE嵌入式系统教育部教学示范性实验室、电子科技大学-MENTOR GRAPHICS EDA/SOC设计实验室、电子科大-ALTERA EDA/SOPC联合实验室、互连与路由实验室、长虹-电子科技大学IC设计联合实验室、电子科技大学-美国微光学公司光学研究联合实验室等。

  其中DSP技术实验室不仅培养了企业急需人才,为DSP技术的应用及科研工作提供技术支持,而且实验室自制的DSP实验设备还输出装备了国内数十个大学的DSP实验室,并吸引了美国、加拿大、印度等国的大学来接洽购买。中心每年都举办DSP工程师培训班和大学的DSP教师培训班。数十个单位的上百位工程师和数十个大学的教师,都在这里接受过培训。中心编著和出版的教材、实验教材、以及技术参考书,已经成为众多大学的教材和很多公司的培训教材。这一成功合作不仅让校企双方获益,更重要的是让校内外的大批学子成长为DSP应用技术的高级人才。该项合作2006年被教育部评为“中国高校-大型企业联合人才培养十大案例”。

  中心还积极邀请TI公司首席科学家Gern、FREESCALE公司前全球技术总监Lisa.Su等业界专家为学生开设短期课程和专题培训,将业界最新的技术和设计方法介绍给学生,拓宽学生的专业视野,充分调动学生对工程实践的兴趣。

完善多层次人才培养的实验体系

  实验中心对实验教学进行总体设计,把四年的实验教学作为一个整体来统一考虑,构造多平台、多形式和多层次的实验教学体系,即“3+4+5”实验体系。毛玉明教授解释说:“这一体系就是在三种实验平台的基础上,采用四类教学形式(课程实验、实验课程、专项实验、科技制作),开展五层次的实验内容(基础型、应用型、综合型、设计型、创新型)。”

  老师们坚持基础与前沿并重,加大了实验开发的力度。他们重点充实电路、信号、计算机等专业基础实验内容,新建或扩展通信、网络和业务等专业新技术实验内容。在国内率先将微机实验改造成基于ARM的先进计算机架构实验,对本科开设了软件无线电技术实验、通信系统与射频电路调试与制作实验,设计了EPON接入实验,开发了无线传感网与定位、导航实验等。通过不断努力,设计性、综合性和创新性实验项目比例由原来的70%提高到80%,夯实了“五层次实验内容”的全真式实验体系。

  在实验教学中,老师们以学生为中心,不断改进教学方法。比如通信收发电路实验、分组网实验等先由实验老师集中指导,再由学生独立完成。而一些设计型和创新型实验由学生发挥创造力,自主命题,自主设计完成。老师们探索的教学方法还包括合作式教学模式、研究式教学模式、仿真实验教学模式、现场演示教学模式、网络化远程互动实验教学模式。

  杨宁副教授说:“实验室建设、实验项目开发设计和指导学生实验,确实要花很多时间和心力。比如网络协议这门课,我虽然已经上了十几年,但每次上课前还是要根据学科前沿充实修改教学内容,改进教学方法。”她认为,这些工作也促进了自身学术能力的提升。近年来,老师们将教学探索进行整理和深化,发表实验技术研究论文82篇。

激发本科生的科技创新能力和创业能力

  “能力培养与激发兴趣相结合”这是实验中心在学生培养中坚持的理念。老师们利用联合实验室以及科研团队的资源,建设了创新实验平台,包括科研创新平台、大学生创新中心和学生实训基地。

  他们实施了SEAT计划(Student Engineering Attainments Training,即“大学生工程素养训练计划”),为学生提供科研训练机会及科技竞赛信息、论文发表途径、专利申请方法等系列指导;发起成立通信科协,鼓励支持同学们开展科技活动;成立科技创新与工程素质培养实验室,作为学生科技课外活动和电子设计竞赛的培训基地。实验中心多次主办和协办了全国大学生DSP设计大赛、全国大学生EDA大赛、全国大学生“飞思卡尔杯”智能汽车竞赛、四川省TI杯大学生电子设计竞赛等各类创新大赛,为成电学子提升创新能力提供了“练兵场”。

  研一学生龙亚洲说:“在这里我学到了很多,把书本的知识转化为能力。”他也在实践中找到了自己的兴趣方向,本科毕业后报考了网络工程团队的研究生。

  面向未来,实验中心将加强师资队伍建设,改善软硬件环境,为国家高速发展的通信与信息产业以及国防建设的关键领域,培养更具创新精神与工程素质的优秀人才。


编辑:旷野  / 审核:旷野  / 发布:旷野