5G创新科研教学实验室
innovative scientific research teaching laboratory
5G创新实验室整体方案介绍
Introduction to the overall scheme of 5g Innovation Laboratory
当前,全球新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起,互联网的发展环境正在发生深刻变化,从人人互联向万物互联演进,从消费领域向工业领域渗透。工业互联网应运而生,现已成为全球顺应第四次工业革命发展趋势,把握数字化、网络化、智能化发展机遇的共同选择。5G作为新一代移动通信技术,代表了新一代信息通信技术的发展方向和战略制高点,将引发生产方式、生活方式的深刻变革,正在成为全球新一轮科技和产业革命的竞争高地。5G创新实验室整体解决方案基于专用的5G实训设备,培养学生5G创新能力,实现人才培养和教学创新的目标。实验室整体组成方案如图所示。
整个实验室由三部分构成,分别是:5G创新实验课程解决方案、5G创新实验室设备和实验管理平台软件。 其中,5G创新实验课程解决方案包括但不限于5G移动通信系统认知与体验,5G核心网架构,5G基站配置实践,5G终端接入实践以及5G综合创新实验系统等方面的内容,还提供了实验相关的讲义、代码和应用案例; 5G创新实验室设备提供了搭建完整的5G网络所需要的硬件模块;实验管理平台软件提供教学辅助软件和实验软件,配合课程顺利实施。
5G创新实验课程解决方案
5g innovative experimental course solutions
5G创新实验课程是一门通过让学生亲自体验工程项目开发的全过程,进而培养学生发现问题、勇于创新、团队协作、表达沟通、解决复杂工程问题等的工程综合能力的创新类专业核心课。
本课程着重通过系列理论知识讲座、案例讲解、课堂研讨、上机实验和组网实验,培养学生以小组为单位、运用工程思维来解决实际问题的基本思维方法。因此,本课程不仅需要理解5G移动通信系统设计与实验的相关知识、概念和方法,更注重创新思维的培养、实践能力的锻炼以应用创新能力的提升。
一、课程的性质及目标
以面向应用的高难度系统工程为教学目标
在长周期、充满挑战、充满未知、充满挫折的研发过程中,着力培养学生的耐力、恒心、不畏困难的坚韧毅力。课程设计增加研究性、创新性、综合性内容,加大学生学习投入,让学生体验学习挑战。
5G是我国未来发展的重要科技战略,因此,教学内容必须体现前沿性与时代性,及时将最新学术研究、科技发展前沿成果引入课程,也保证了挑战度的实现。教学方法体现先进性与互动性,大力推进现代科学技术与教学深度融合,积极引导学生进行探究式与个性化学习。
以创新型5G应用场景为目标,突出创新性
以5G专网平台为研究载体,鼓励学生开放性思维
5G移动通信系统本身作为信息高速公路,属于基础架构。因此教学过程必须坚持与应用融合,培养学生开放性思维,鼓励学生将应用构建与基础架构之上。课程内容强调广度和深度,涉及电子、计算机和自动控制多个领域, 可以培养学生深度分析和勇于创新的能力。
课程特色可以归纳为以下几点
具体教学目标可以划分为如下几个层次:
本课程首先通过讲授开发创新项目的相关知识,以及常见问题的解决方法,使学生在先验知识的基础上进行有针对性地学习,完成项目的方案制定和初步设计,然后通过实践锻炼学生在应用中发现问题和解决问题的能力,并在团队的合作中锻炼学生的交流与沟通能力,最后通过结题答辩锻炼学生总结与表达能力。课程中鼓励学生自己设计应用项目,提交方案,由教师团队对方案进行评估和指导并最终完成设计及应用场景演示。
目的和任务
本课程以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心,以项目为载体,以小组(3-5人)为单位,着力推动基于问题的学习、基于项目的学习、基于案例的学习等多种研究性学习方法,加强学生在5G技术方面的创新能力训练。学生可选择完成4G/5G移动通信的基础实验、创新实验或科研项目,进而建立全程全网的系统思维,掌握搭建移动通信系统,并且构建真实业务应用场景的能力。通过实验项目,让学生在实际应用中对通信基础理论进行自主学习,通过应用场景的设计和实践来掌握4G/5G移动通信关键技术。在实验内容方面,通过空中接口来实现真实的无线传输,并在实验内容中安排了模块设计、算法设计、系统调优等自主完成项目,充分激发了学生的创新热情。具体教学目标可分解为4点,如表1所示。
课程目标各分解点的内容描述与目标特征
二、课程目标对毕业要求的支撑
四、教学环节与教学方法