低年级学生的生产参观实习教学的实践

杨俊东，蔡光卉，罗亚军，程海杰，宗 容

(云南大学信息学院，云南昆明650091)

我校通信专业低年级学生在学习了“电路分析”、“电子电路”、“电磁场与电磁波”、“电子工艺实习”、“通信电子电路”和“信号与系统”等课程后，组织到电视台广播发射台和广播博物馆参观和实习，这是培养通信工程专业学生实践能力的一项重要措施[1，2]。在活动实施时，我们遵循“是什么、为什么、怎么样?”的思路，抓好以下几个关键环节，开展了有效的参观实习实践教学。

1 实习参观任务布置

实习参观前，任务布置是一项环节，引导学生对所学课程内容的相互联系并做好准备。

1)发出书面通知

我们告知学生到广播电视发射台和广播博物馆参观实习的内容，要求结合日常应用做调研。调研内容涉及传统的AM广播(中波和短波)，FM广播，VHF和UHF频段传统模拟电视，数字DVB-S、移动数字电视DVB-T和DTMB标准，CMMB标准手机电视，DVB-C有线数字电视CATV。另外还有接收终端如收音机、电视机顶盒、卫星接收机和手机等设备。参观实习的将是信源端和发射台站。通知还给学生提出“该行业应用实现的技术是什么?”“什么是数字广播?”和“三网融合指什么?”等问题。

2)教师课堂讲解

广播电视技术系统主要由节目制作、播出、传送、信号发射、信号监测和信号接收五个环节组成。无线发射台站可分为调频、电视、中波三大类，涉及发射机参数和天馈线参数(主要包括天线类型、极化方式、方向性、天线挂高、天线增益、馈线长度、馈线类型和馈线损耗等)。

教师反复强调实习单位规章制度、注意事项及要求，并以问题驱动的方式引导学生。我们注意启发他们掌握通信的概念和系统构成，还包括电信号、天线、功率、发射机、干扰、频谱和复用等专业术语。可以列出具体问题如下:

(1)看到什么?用自己的智能手机或数码相机记录(需经实习参观单位允许);

(2)所见的系统是什么?怎样构成?有何重要指标参数和设备原理?发射台站、编播中心和演播室等局部在系统中的定位，相互之间如何连接?如何通信联络?

(3)理解如下专业术语:调制解调、变频(频谱搬移)、功率、HPA、LNA、天馈和干扰等;

(4)广播电视技术发展演变怎样?什么是数字化广播和技术标准?

教师可将以往实习参观时学生拍摄的照片在课堂上投影展示，做简要描述适时引导。

2 现场教学场景和内容

参观过程中，由生产单位资深工程技术人员负责开展现场教学，将应用所需知识、专业技能和工作岗位要求等进行介绍。当学生看到具体设备时，教师要针对学生掌握知识状况，结合学校课程体系，抓住关键参数展开，树立工程实践观点，激发学生主动提出问题并交流互动，并将实地参观的系统与整个行业应用相联系[3，4]。

学生到现场，首先看到广播电视塔和大口径卫星天线。天线是发送和接收无线电波的装置，通过馈线与发射机相连。电视发射天线架设在山顶或者高塔上的目的是减少阻挡。如果这类设备和天线延伸到地球外空间，就诞生了卫星系统。电视台机房内的发射机完成基带信号的调制、中频到射频的频谱搬移和功率放大，与配属的信号输入、监视、监听和监测设备，加上室外的馈线、天线、铁塔以及配电系统、空调、通信设备等其余附属设施，构成整个传输发射系统。

传输发射系统是与信号源端和接收端有关的，其输入的基带信号来自信号源端。其主要任务是制作并播出符合一定标准的广播电视节目，节目制作由广播电视中心或各类媒体公司承担。传输系统的主要作用是将播出的广播电视节目以可靠的方式经适当的传输通道传送到接收端。传输方式可分为有线传输方式和无线传输方式。有线传输方式是指传输媒介为有线通道，如电缆和光缆等;无线传输方式是指传输媒介为无线电波，如卫星转发、微波中继和无线发射等。接收端的工作任务是利用适当的接收设备接收经传输通道送来的广播电视信号，并能正确重现出原始的声音、图像及数据，即收音机、机顶盒和手机等设备。居民家庭中的电视采用有线传输，信号质量高，节目套数多，采用机顶盒接收解调出音视频基带信号。如果是车载无线接收机，无线信号易受干扰，质量较差，需采用OFDM调制抗衰落，分配的频带有限节目套数少。无线发射能实现边远覆盖、移动视听。同时，广播电视发射台还需接收自身所发射的信号，用作发射信号质量监测。

无线发送接收天线的主要参数包括工作频带、功率、增益、阻抗、方位和驻波比。由于调频广播(88-108MHz)、V-U 频段电视(48.5-791.25MHz)及C(4-6GHz)和Ku(12-18GHz)波段卫星所应用的电磁波波长不同，频段越高波长越短，可以采用相应尺寸的天线。对于频段高的可用光学方法分析，如抛物面天线反射汇聚增强，发射时因波束窄，天线需精准指向卫星，必须采用跟踪伺服系统以确保;通信双发射接收都需要天线，一幅天线实现收发双工。

学生通过现场讲解以上内容，印象会非常深刻。

学生进入机房后见到发射机、馈线、配电系统、空调、通信设备和信号监控系统等。配电系统为保证不间断供电应有主用和备用两套，市电来自两个不同的变电站，还必须备有油机发电机。机房空调、冷却设备包括水冷系统和风冷系统，可结合课堂上所学的功率放大电路的内容讲解。比如，发射机功率3kW，效率60%，则至少有上1千瓦功率转为热，需散热以保证设备工作所需适宜温度。

对所发射的信号，通过监测监听设备进行质量监测，以电视墙的方式，直观展现电视频道播出图像和伴音;对上星节目频道，利用频谱仪对信道频谱进行测量显示，一目了然;此外，还应对现场设备的工作状态进行监控。通过监控系统确保发射台环境和动力，及时发现故障，实现自动报警，方便值班人员确认故障点。对卫星上行站监控，主要是对卫星地球站各关键设备的运行状况进行实时监控。

3 参观中关注新技术

学生参观实习时会接触到移动卫星车，即数字卫星新闻采集系统(DSNG)。该系统将多通道音视频节目的采集、制作、播放与传输集成在一辆车内，利用卫星转发器，实现同步传输现场采集和制作的新闻，即现场直播。车顶天线口径为1.5m，与固定设置的口径11.3m的云南卫视节目上星天线形成鲜明对比。卫星传输广播电视节目使用的频率主要是C(4-6GHz)波段和Ku(12-18GHz)波段。C波段卫星广播遭受地面微波等干扰源的同频干扰比较严重，而Ku波段的地面干扰很小，大大地降低了对接收环境的要求;C波段最大雨衰量一般不超过1dB，而Ku波段上行或下行链路瞬间雨衰量可超过20dB。通过对这两个波段天线的现场简要对比，学生印象深刻，但对于EIRP、G/T和波束赋形等可能会存有疑问，却增强他们对后续课程技能学习的迫切感。

实习参观中还接触到CMMB的应用发射系统，它与DVB-T和国标DTMB的数字电视地面广播系统，在节目制式、数量、功率、覆盖以及调制方式等都是不同的。

4 参观实习和课程学习的关系

参观实习结束后，学生需要撰写报告，内容包括梳理问题、摆出疑惑和明确收获。将报告内容整理反馈给相关教师，授课时进行讨论解答，从而巩固生产实习参观的成效。该环节还能够培养学生信息检索、分析、归纳和撰写摘要的能力。

通过生产实习，要求学生:

(1)了解国家新闻出版广电总局、国家无线电管理委员会、无线电监测中心、设备制造生产企业和工程公司等整个产业链，行业主管行政部门、运营维护管理、工程、研究院所的职能与分工。

(2)强化频道复用概念:FM广播分配20MHz频宽，每套节目占用200KHz，FDM复用实现一个频段范围多套节目同时发射;DVB-C有线数字电视采用TDM和64QAM调制，一个载波便可同时传4套节目。对比模拟时代 CATV体制:传输电缆1000MHz带宽一个频道约8MHz带宽，再留有保护最多只能实现100套节目广播。现采用数字方式，容量(频道数)大大增加，还提供高清频道，目前用户可接收到200套左右。

(3)理解有线广播与无线广播的差异。掌握无线信道信号衰减、多径衰落、噪声干扰、接收机灵敏度、功率合成、多天线辐射、OFDM调制和分集接收等概念。

(4)为了树立标准意识，可以浏览《GY5068-2001调频广播，电视发射场地选择标准》和《GY/T237-2008VHF/UHF频段地面数字电视广播频率规划准则》等标准和规定，培养工程观念。

通过上述措施，使学生对无线电波传播方式、天馈系统、功率、频率参数、频谱、信号、抗干扰、调制解调和复用等概念有清晰的认识。籍此所形成通信系统概念对学习“通信电子电路”、“信号与系统”和“通信原理”等课程有促进作用，实现课程学习交叉与应用强化。再联系当前电信、计算机和广电三网融合，引发学生对广播电视业务与微信、电子商务等信息消费业务的比较与思考，思考需求推动技术变革等问题。

5 结语

生产实习参观是大学生实践能力培养体系的重要环节，抓好任务布置、问题驱动、观察记录思考、现场讲解和反馈提升等重要节点，充分利用有限的教学资源，能提高教学效率与质量。学生在实习参观中遇到的问题，在小学期和毕业设计等实践环节可以课题形式深入研讨，便可得到解决和提升。

经过几届学生参观实习教学实践组织，证实有良好积极的作用。

[1]林健.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案研究[J].北京:清华大学教育研究，2011，32(2):47-55.

[2]中华人民共和国教育部.关于开展“本科教学工程”大学生校外实践教育基地建设工作的通知.2012.7.

[3]邹虹，欧剑，胡郁等.实验、实习和毕业设计教学环节的一体化构建[J].上海:实验室研究与探索，2012，31(2):125-127，143.

[4]姜玲云，周大金，姚远等.电子类专业实习模式的比较与分析[J].南京:电气电子教学学报，2007，29(3):81-83.