虚拟仿真技术在4G技术课程教学应用中的实践与探索

杨柳 内江职业技术学院

1 前言

随着第四代移动通信技术（4G）的迅速兴起，通信技术尤其是移动通信在国家经济发展中的地位越来越重要。4G移动通信作为发展的潮流，已成为信息产业中最为耀眼的“亮点”，4G移动通信网络工程建设成为推动社会经济发展的强劲动力，因此建设、维护、优化4G网络的人才需求不断增加。为了更好地培养面向生产、建设、服务、管理第一线需要的、具有良好职业道德的高技能人才，国内各职业院校都逐步开设了4G技术课程。2016年内江职业技术学院引进了中兴通讯股份有限公司的4G网络仿真系统，使学生在实验中能够更直观形象地了解4G网络通信原理，加深学生对理论知识的理解和掌握，培养学生的实践工程应用能力和创新思维能力。

2 虚拟仿真技术在4G技术课程教学中的实践

以高仿真商用设备机房为背景，包括基站设备的组网、硬件结构、软硬件工程安装、开通调试等过程。学生通过正确地完成网络拓扑设计，商用机房设备部署及安装连线，网管软件安装，站点版本升级、网管数据配置并导入、故障排查后，最终实现4G终端的拨号连接和业务测试，以此帮助学生感受真实实操环境。实践操作充分体现任务引导的思想，采用项目任务的学习模式，理论与实践相结合，帮助学生更好地学习相应的知识点和技能点，更熟练地掌握设备的安装及开通。在教学实践中，可以模拟设计不同的教学情景，学生可以组队完成任务，结合理论知识创建4G网络、配置设备、开通数据，不仅提高了课堂教学效果也培养了学生的团队合作精神。通过一个多学期的教学实践，不仅顺利完成了4G技术课程的教学任务，学生得到了接近实际电信网络的训练，取得了较好的学习效果，而且部分优秀学生在工信委组织的全国移动通信大赛中取得了优异的成绩。

3 虚拟仿真技术在 4G技术课程教学中的优势

移动通信技术发展迅猛，技术不断变化，设备不断更新，教学内容也不断与时俱进，教学上相应的实验设备却很难实时更新。一是实际设备价格高昂，且需要专业人员维护。二是通信网络环境复杂，规模大，依靠学校配置的实验设备与实际情况会有很大差距，无法真正满足教学要求。二十一世纪是信息化的时代，我国高等教育职业正在大力提倡教学手段信息化，其中虚拟仿真技术就是其中一种重要的教学信息化手段,能更好地满足教学需求。虚拟仿真技术是在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上，将虚拟现实技术与仿真技术相结合的产物。虚拟仿真技术以其高效率、低成本、内容丰富和富有有效性、安全性等优势得到越来越多的应用和推广[1]。

高职学生学习4G技术理论知识有一定的难度，很难提高学生的学习积极性，达到所需的学习效果。虚拟仿真系统能实现与工程现场高度一致的虚拟三维场景和流程，构成完整的操作平台，真实再现4G机房的设备构成，具有直观的形象，所含内容和种类丰富，知识内容和实际操作相结合，学生可以在用软件搭建的虚拟机房中观察机房的环境以及设备并进行操作。学生在使用软件的过程中可以深入了解现网设备中机房的布置及硬件构成，遵循工程项目开发流程进行实验，培养工程实践能力，使学生能快速掌握4G通信设备的安装及开通，并积累一定的工程实践经验，促进职业技能的培养[2]。

在真实实验操作设备的情况下，为了避免学生在实际操作过程的误操作而引起设备和元件的损坏，只能让学生观看，无法进行设备硬件安装的操作。为了保障学生的安全，也无法让其进行天馈的安装操作。通常实际设备数量有限，只能满足一个账户设置、加载数据，因此不能让学生同时进行数据调试和配置练习，教学效率低[3]。利用虚拟仿真实验系统可以不受场地，时间和次数的限制。学生可以反复练习，不用担心安全问题和设备出故障的问题。

4 结语

当前,虚拟仿真技术设计开发的成本低、灵活性好及可操作性强，已经在职业教育中得到了一定范围内的应用。在4G课程教学过程中，虚拟仿真技术的应用一方面丰富了实验教学内容，更符合职业教育工学结合教学的需求。另一方面充分发挥了学生学习的主观能动性，提高了学生分析问题的能力、设计网络的能力和调试设备的效率。可以预见,把虚拟仿真技术应用于专业类课程教学，是教学发展的必然趋势。