4.有效补充实验课程
实验课程一直是工科院校学生学习过程中的重要环节，有着不可替代的作用。但对于某些专业来说，单靠实验课程无法满足学生实践的需要。特别是网络通信专业，实验室往往没有办法提供大规模的实验网络环境，也没办法提供足够丰富的、及时更新的网络设备。这就需要通过系统仿真的方法进行弥补。使用仿真平台，可以在几台甚至一台计算机上模拟具有上千个节点的网络，对网络协议、网络行为和网络性能等进行仿真。通过系统仿真环境，每个学生都有机会接触并实际操作整个网络，加深对实际系统的认识。因此，系统仿真是对实验课程的有效补充。
5.有助于对知识的深刻理解和认识
理论知识的教学往往存在接受困难和不易理解的问题。系统仿真课程可以将理论知识与实践结合在一起，有助于学生对知识的深刻理解和认识。例如，对于网络路由协议，单纯的协议讲授是枯燥和抽象的。但在系统仿真环境中，学生可以亲自动手对路由协议进行配置。
通过不断尝试，直到能够正确配置路由。这一过程无疑使学生加深了对路由协议的理解。
6.是培养技术型人才和研究型人才的共同需要和基础
如前所述，系统仿真的过程是对问题的抽象和建模的过程，也是对问题的实现过程，更是对问题的思考过程。系统仿真课程不仅给学生提供了使用仿真系统进行过程设计和分析的知识，也给了学生研究问题的经验。通过这一系列的过程，学生不但对基础知识和系统实现有了深入的认识，还增强了逻辑思维与创新思维的能力。因此，系统仿真课程不只是对培养技术型人才有利，也是培养研究型人才的必要环节。
二、国外大学的系统仿真课程
国外的许多大学对系统仿真课程都非常重视，课程的设置也比较完善。例如，美国George Mason 大学的离散系统仿真课程，通过对计算机网络、自动制造系统、机场系统和交通控制系统的仿真，教授学生如何运用仿真系统对实际系统进行性能研究；MIT的传输网络的建模与仿真课程讲授如何通过仿真系统研究大城市的交通拥堵问题，并讲授世界上各种着名的交通仿真模型及分析技术，诸如离散选择模型、O-D 估计、拥塞预测和交通流模型与仿真方法等；佛罗里达大学计算与信息科学学院的数据通信系统的建模与仿真课程介绍3种高级计算机网络的建模与仿真研究方法，即并行离散事件仿真、大规模计算机网络建模和网络实时仿真方法；加拿大渥太华大学开设了一系列仿真课程，如建模与仿真基础、逻辑电路的仿真与测试、系统仿真与优化、电子电路仿真与优化、光纤仿真、网络仿真及离散事件建模与仿真方法等。
三、课程模式和实施方式探析
由上述分析可知，在工科院校的本科生教学中开设和加强系统仿真课程是十分有益也是十分必要的。但鉴于系统仿真课程的特殊性，需要对课程的设置模式和实施方式进行谨慎的思考。
首先，系统仿真课程需要建立在必要的先导课程的基础上，如必要的计算机课程和编程课程、必要的数学课程及相关的专业课程等。其次，还应该开设有关仿真理论与方法的基础课程，使学生建立完整的系统仿真思想。
针对目前的专业划分，在系统仿真课程中，应该注重特定仿真平台的介绍与教学。例如，对于大多数通信领域的专业，科学计算工具Matlab 和Mathematica 是常用且功能丰富的仿真平台；对于网络通信专业，ns2、OMNeT ＋＋/OMNEST 和oPnet 等都是重要的仿真环境。
此外，还有许多特定用途的仿真平台。介绍这些仿真平台，有助于学生了解系统仿真当前的发展趋势，合理选择仿真工具，有效运用系统仿真手段。由于许多的现实问题都需要通过一定数量的编程来实现方向，对这些平台的介绍，也是在平台上进行仿真的基础。
系统仿真课程的实施中，还应特别加强与专业课程相结合的建模和仿真教学。将系统仿真的思想和方法贯穿于专业课的教学过程中，随时通过仿真的手段对专业知识和理论进行实践验证，加深学生对理论知识的认识和理解。
总之，系统仿真课程的设置和实施必须有步骤、有计划地进行，需要通盘考虑，不能脱离开相关的前导课程、一般性仿真理论课程和专业课程。必须做到有的放矢，才能充分发挥系统仿真课程的重要作用。
四、结论
本文重点讨论了在工科院校的本科生教学中开设和加强系统仿真课程的意义和必要性，探讨了课程开设和实施的方式。有理由相信，通过仔细规划和系统实施的仿真课程，不但可以提高学生的实践动手能力，还能为培养继续深造的人才奠定良好基础。
立足专业特点优化课程体系紧密联系科研加强课程实践── “区间信号自动控制”课程的教学探索与实践
赵林海
（北京交通大学电子信息工程学院运输自动化科研所，100044）
摘要：本文根据高等教育的人才培养目标和研究型大学的本科课程教学改革要求，结合学校专业特色和铁路信号控制方面的专业特点，对“区间信号自动控制”课程的研究性教学内容、手段和方法进行了探索和实践。
关键词：研究性课程 教学模式 专业特点 铁路信号控制
当前，我国铁路正处在新的历史发展时期，铁路提速和城轨、地铁的快速发展都迫切需要大量铁路信号控制方面的专门人才。“区间信号自动控制”作为铁路信号控制领域的重点课程之一，主要用于介绍列车在铁路区间运行过程中，保证行车安全和提高运行效率的相关理论和方法。北京交通大学电子信息工程学院的自动化专业主要以自动控制理论与方法为基础，以列车运行自动化为应用对象，依托“轨道交通控制与安全”国家重点实验室，在铁路运输自动化、城市轨道交通自动化和智能交通系统等领域处于国内先进地位。因此，铁路发展的需要和本校自动化专业鲜明的专业特色，共同决定了“区间信号自动控制”课程对本校自动化专业学生培养的重要性。因此，有必要对“区间信号自动控制”课程的教学过程进行深入研究，以探索适合课程特点的教学内容体系和教学方法。
一、围绕铁路发展，转变教学思路，优化课程内容体系
目前，国内铁路信号控制领域的相关教材内容已经滞后于当前铁路的发展，大量新技术、新设备已经在铁路现场推广使用，但在教材中体现不足，这使学生所学知识与铁路现场的实际应用不匹配。因此，经过认真考虑和广泛地现场调研，在紧紧围绕铁路发展需要的基础上，进一步优化“区间信号自动控制”课程的内容体系。
目前，纵观国内关于区间信号自动控制方面的教材，其内容绝大多数都局限于对铁路现场使用设备的介绍，而由于目前技术的发展使得铁路现场设备的更新速度较快，这会造成“设备引领课程，课程落后设备”的局面，从而忽视了对大学生的理论学习和能力培养。因此，进而认真研究，大胆提出了改变教材内容的结构模式，由以“设备”为主，变成以“技术”为主，采用“功能－技术－系统－设备”等多层次结构模式。
是原有的“区间信号自动控制”课程内容单层次体系结构，原理内容与设备内容交织在一起，使体系结构不够鲜明，课程体系的层次感不足。是经过优化的“区间信号自动控制”课程多层次内容体系结构，设备内容只占整个体系结构的一个层面，这个体系结构更强调对区间信号控制领域各项技术的基本原理和相互联系，使学生能够对总的知识体系结构有一个宏观的综合把握，即便设备进行不断更新，其影响所牵扯的层面也十分有限。目前，基于该体系结构的教材，已经在铁道部组织的各路局培训班上进行了试用，得到了培训学生的普遍欢迎并获得了业内专家的认可。
二、教学与科研紧密结合，采用多种形式强化研究性教学方法
培养学生的研究能力是高等学校教学工作的重要任务之一，“区间信号自动控制”教学内容紧密联系铁路现场的实际运用，为实行研究性教学方法创造了条件。
首先，充分利用教师的科研优势，将科研与教学紧密结合。任课教师在课堂教学过程中，可以将自己与课程相关的研究实例和研究成果介绍和展示给学生。例如，在讲授“铁路电气化区段对轨道电路信号的干扰特点”这一课程难点时，任课教师通过自身承担的科研项目“主体化机车信号记录器的研究”，利用所开发的机车信号记录器地面数据分析系统，将记录的铁路现场真实的轨道电路信号直接展示给学生们，并通过软件自带的分析功能，得出电气化区段对轨道电路信号的干扰特点，教学效果直观生动，受到学生的普遍欢迎，而要达到这个效果如果不与科研相联系是很难实现的。
其次，在教学过程中逐步意识到，不但要让学生们学好课程的现有知识，而且还要帮助他们及时了解和把握本领域的前沿发展趋势，这也是一项十分必要的工作。因此，一方面，针对课程内容，在合理安排课程进度的情况下，抽出时间聘请校内外专家为学生开展技术前沿讲座。另一方面，在保证教学内容的前提下，改变以往研究生只能给教师判作业、登成绩等传统的助教内容，让研究生走上讲台，给本科同学介绍他们的在研项目。由于研究生和本科生的年龄差距不大，且研究项目大多较为前沿，所以这样做有很多好处：对于本科生，能够切身体会到自己所学知识如何与实际应用相结合，使学生看到自己的差距，明确努力方向，可以极大地调动学生的学习热情；对于研究生，能够进一步激发他们的研究热情，提高他们独立从事研究工作的能力并锻炼了他们的表述能力；对于任课教师，可以对学生们有一个更为全面的了解。可以说，此举真正做到“一举多得”。
最后，在平时课堂的教学过程中，有意识地培养学生提出问题的能力。在“区间信号自动控制”课程的研究性教学实践中，逐步体会到要以“问题”为中心，通过精心设置教学情境来培养学生的问题意识，让学生自己主动提出问题和分析问题，而不是把“问题”强加给学生，只有这样才能真正促进学生问题意识的发展和创新思维的提高。例如，如图2所示，在讲授“轨道电路信号特点”的时候，通过提出诸如：“移频轨道电路信号和ZPW －2000A 轨道电路信号，虽同属于FSK 调制信号，但在频谱上有何区别？在铁路现场实际应用中，这两种信号在解调译码方面有何特殊要求？”“目前，在铁路现场实际应用中，对于FSK 信号的解调方法有何最新进展？”“能否利用MATLAB 软件模拟轨道电路的发送和接收环节？”等问题，引导学生去自己研究和思考并寻找答案，达到“抛砖引玉”的效果。
图2“区间信号自动控制”课程中轨道电路信号分析内容的研究性教学过程示意图教师再根据学生的完成情况，有针对性地进行课堂讨论和讲评。从实际情况来看，学生在教师的引导下都能自觉地去发现问题，查找解决方法，锻炼了学生的研究能力。
三、增强课程的实践环节，力求使学生与铁路现场“零距离”
“区间信号自动控制”课程的一个重要特点是内容偏重于铁路现场，学生平时接触的机会十分有限，学生往往只能根据教师的讲解去凭空想象实物，这严重影响了教学效果。针对这一情况，主要采取了以下措施。
首先，注重强化多媒体教学方法，采用文字、图像和视频等多种技术手段，彻底改变了“通篇文字”的板书式电子教案模式。同时，注重搜集国内、外本领域的前沿技术资料，目前已收集到的并在课堂教学中已得到使用的视频资料主要包括GSM-R 技术、韩国高铁技术、纽约地铁技术、青藏铁路技术及德国高铁事故等，由于充分利用了录像资料直观、生动的特点，与传统的传授式教学模式相比更便于学生对知识的理解。从连续3年的学生网评的结果来看，“老师的电子教案使教学更直观易懂，与教学配合很好”和“老师使用的电子教案图文清晰，各种媒体结合合理”这两项调查结果逐年上升，其“很好率”和“较好率”之和始终保持在95%以上。
此外，还可以充分利用专业自身依托“轨道交通控制与安全”国家重点实验室的优势，组织学生参观实验室，通过实验室的实物和半实物仿真系统，使学生不出校门就能与铁路现场的设备进行“零距离”接触，增强学生对设备的了解。
四、总结
综上所述，为适应新形势下铁路发展的需要，满足专业建设的要求，对于“区间信号自动控制”课程进行教学改革是十分必要的，通过对教材内容体系、教学方法和实践手段等多方面的研究与实践，为铁路信号控制相关专业的本科教学模式提供了有益的探索。
参考文献
［1］黄庆.开拓创新培养途径推进本科研究型教学进程.中国高等教育，2006（2）．
［2］杨福章.探究性课堂教学模式探索.中国大学教学，2007（12）．
提高“Visual C＋＋程序设计”课程教学质量的探索与实践
张梅
（北京交通大学电子信息工程学院，100044）
摘要：本文结合面向通信工程专业学生开设的“Visual C＋＋程序设计”课程的教学实践，从明确课程定位、选取教学内容、完善教学方法和手段、改进考核方式等方面对如何提高课程的教学质量进行了有益的探索。
