职业教育课题申报校企合作模式下5G应用理实一体化实验室建设研究与实践.docx

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职业教育课题申报校企合作模式下5G应用理实一体化实验室建设研究与实践

校企合作模式下5G应用理实一体化实验室建设研究与实践

学科分类：

职业教育

课题类别：

一般课题

关键词：

校企合作、5G应用、理实一体化

预期研究成果：

研究报告

课题设计论证

一、问题的提出、课题界定、国内外研究现状述评、选题意义与研究价值

（一）问题的提出：

　　为加速和引导我国信息产业发展，国家发改委2017年12月发布了《关于组织实施2018年新一代信息基础设施建设工程》的通知，将5G规模网建设及应用示范工程作为国家新一代信息基础建设工程重点发展领域之一。

　　2019年6月6日，工信部正式为中国移动、中国联通、中国电信和中国广电四家企业发放5G牌照，中国正式进入5G元年，意味着这四家企业可以在合乎法规的前提下开展和5G有关的相关运营工作。

　　2019年12月13日，工信部正式宣布，将会在2020年实现全国地级市5G网络覆盖。

5G首先在国内的一线和二线城市建设，随后才会逐步扩展到三四线城市以及广大农村地区。

2020年底，全国将建设开通55万个5G基站。

　　近期，在疫情对经济增长造成冲击的背景下，有关5G的产业发展政策和相关要求密集发布，以5G建设为代表的新基建将成为逆周期调节对冲经济下行的重要手段。

工业和信息化部副部长陈肇雄指出，5G作为支撑经济社会数字化、网络化、智能化转型的关键新型基础设施，不仅在助力疫情防控、复工复产等方面作用突出，同时，在稳投资、促消费、助升级、培植经济发展新动能等方面潜力巨大。

　　2020年，教育部等十一部门关于促进在线教育健康发展的指导意见中提到：

加强基础设施建设。

抓住第五代移动通信技术（5G）商用契机，加快推动物联网、云计算、虚拟现实等技术在教育领域的规模化应用，提升教育服务数字化、网络化、智能化水平。

　　5G网络理论上较4G网络有更多优势如高带宽，低时延，多并发等，但在建设初级阶段，存在网络覆盖区域不足，5G应用需求发掘不足等问题。

随之而来，围绕5G网络将产生大量的岗位需求，来解决这些问题。

就目前的就业市场而言，缺少5G应用的相关人才。

（二）课题的界定：

　　校企合作：

校企合作是指学校与企业建立的一种合作模式。

高职院校要求理论实践并举，注重培养学生的创新能力。

通讯应用类专业实验室专业性强，更新换代快，重要设备价格较高，淘汰期短，仅凭学校的建设安排，难以和社会接轨。

校企合作为解决以上问题提供了一种解决思路。

　　5G网络：

第五代移动通信技术（5thgenerationmobilenetworks，简称5G或5G技术）是最新一代蜂窝移动通信技术，也是继4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系统之后的延伸。

5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。

　　5G应用：

5G时代，万物互联。

物联网（TheInternetofThings，简称IOT）是万物相连的互联网。

物联网通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。

5G以自身的广覆盖、大连接和安全性等优势为物联网的实现提供一个新的网络层接入的“高速公路”。

　　（三）国内外研究现状述评:

目前已经掀起了5G系统研究的高潮,各科研组织、产业联盟或实力厂商纷纷发布5G相关的白皮书,介绍了包括网络容量、低时延、高移动性、较准确的终端位置信息以及系统的可靠性和可用性，与5G技术相关的研究状况。

我国工业和信息化部多次举办5G应用大赛，培育5G应用生态。

全国各省市纷纷布局5G，积极出台5G指导文件，强化政策保障。

各地纷纷成立5G有关产业联盟和研究机构，为5G发展搭建合作平台和创新平台。

从应用方向上看，5G应用包括产业数字化、智慧化生活、数字化治理三大方向；5G通用应用（即未来可能应用于各行业各种5G场景的应用）包括4K/8K超高清视频、VR/AR、无人机/车/船、机器人四大类；5G应用到工业、医疗、教育、安防等领域。

　　美国AT&T正在探索基于4K视频的安全监测、AR/VR员工培训及定位服务；与此同时，美国也在尝试5G与VR/AR用于医疗领域，帮助临终患者减少慢性疼痛和焦虑等。

FCC通过采取一些举措促进5G技术向精准农业、远程医疗、智能交通等方面的创新步伐等。

欧盟于2018年4月成立工业互联与自动化5G联盟（5G-ACIA），旨在推动5G在工业生产领域的落地。

欧盟5G应用试验涉及工业、农业、AR/VR、高清视频、智慧城市、港口等多场景。

　　综上所述，5G技术应用广泛，对未来影响深远，必将和互联网技术一样对我们的生产、生活带来巨大的变革。

及时开展5G应用的研究和教学，将大大提高学生5G应用能力，提升就业竞争力。

　　（四）选题的意义

　　本课题主要在于进一步探索新形势下校企合作实验室的共建互赢，还为学生建设一个5G应用理论实践和操作的实景平台，让学生能在真实的应用场景中掌握5G应用的能力。

为促进高职教师充分利用现代信息技术，探索新的教学模式，不断适应新型教育教学模式的变革要求。

同时为5G时代下高职院校实验室的建设提供可借鉴的经验。

　　（五）研究价值

　　目前5G应用在我国正处于探索阶段。

国家正在大力推进5G的商用研究。

对于高职院校既是机遇，又是挑战。

本课题的研究价值主要在于高职院校与企业在实验室建设上实现合作共赢，充分利用5G应用时代教育中，重建教学生态，进行有益的探索。

　　二、课题理论依据、研究目标、研究内容、研究重点、创新之处。

（一）研究目标

　　本课题通过对5G应用理实一体化实验室建设的研究，其中包括5G网络仿真、5G网络规划和优化、数据交换等内容，分析理论与实际相结合中存在的问题，及产生问题的原因等，通过该项目主要是培养高职学生在5G应用方面的实际操作和应用能力，掌握了5G应用网络规划及应用的技能，培养5G应用工程师、交换工程师、网络优化负责人等综合性、应用型人才。

（二）研究内容：

　　1、5G网络仿真软件的应用与配置。

　　2、利用5G测试软件对现有的移动5G网络进行测试，分析现网的数据及存在的问题，提出和验证解决方案。

　　3、软交换设备的配置，解决有线、无线网络互连互通过程中存在的问题。

　　4、通过搭建多个现实场景应用平台，对感测数据进行收集处理，完成基本的数据分析业务，构建如智能环境监控，智能水控、智能电控等业务系统。

研究5G技术在物流、交通、安防、家居等领域的全新应用中问题。

　　（三）研究重点

　　随着通信技术的迅猛发展，智能环境的不断构建，原有的教学平台不能满足现实变化的需求。

主要存在教学手段单一，资源构建形式单一，教学互动效果差等弊病。

在新一轮的新基建建设中，5G、“云”、大数据等的结合，必将推动现有的实验室建设模式变革、观念更新。

1.探索校企合作的模式下，由学校提供实验场地和学生，与企业提供设备和专业导师相结合，使学校、学生和企业的距离有效缩短，同时提高了学生社会适应能力。

解决学生感觉在学校学习的总是“过时知识”的矛盾。

2.如何充分利用理实一体化教学模式使理论教学与实践教学交互进行，提高教学效果。

既提高理论教师的实践能力，培养一支能跟上时代的师资队伍；又让学生在学中干、干中学，在学练中掌握技能，增强学生的学习兴趣，学生边学边练边总结，能达到事半功倍的教学效果。

　　（四）创新之处：

1.利用5G应用技术，搭载物联网，提高实验室的管理水平和效率，实现对实验室的智能控制。

2.利用校企合作的优势，缩短学生与实际岗位的距离，提高学生的实践应用能力，让学生既掌握理论知识又熟悉实际操作技能。

通过理实一体化的训练，能解决实际工作中的问题，快速跨过理论与实践的界坎。

3.从实际业务的实现出发，完成全业务流程的设计和实现，提高学生的综合业务能力。

能够从整体的角度分析问题、解决问题。

　　三、研究思路、研究方法、实施步骤、预期成果形式

（一）研究思路

（二）研究方法

本研究是基于现实问题和实证分析的应用性研究，方法如下：

（1）文献研究法：

查阅国内外文献，掌握5G实验室理实一体化建设的方法和经验。

（2）实验法：

通过对项目中的设计5G应用相关实验进行验证，分析实验结果能否达到预期的效果。

然后对实验的目标、过程等进行优化。

　　（3）分析法：

通过5G通信技术本身的内涵挖掘，并以此为基础展开技术分析，采用常规分析方法如运用类比分析、案例分析、交叉移植、比较借鉴、系统创新等方法探究5G应用理实一体化实验室的建设。

（4）座谈会：

通过组织相关人员和专家进行座谈以获取信息与数据。

了解高职院校在理实一体化实验室建设方面的问题与困惑、需求及特点。

　　（三）实施步骤

实施计划（含不少于两年时间的年度进展情况）

2020年8月~2020年11月，搜集资料、充实资料,到运营商及高校调研5G实验室建设情况，形成调研报告。

2020年12月~2021年1月，召开座谈会、整理分析资料。

2021年2月~2021年6月，5G实验室仿真环境搭建及调试。

2021年7月~2022年1月，理实一体化研究。

2022年2月～2022年7月，撰写研究报告、学术论文并结题。

（四）项目的预期成果形式：

研究报告、5G应用实验室理实一体化建设方案、实验指导书（校本教材）、论文2篇。

四、主要参加者的学术背景、前期相关研究成果、核心观点等。

本项目组成员均是具有十年以上实验实训室建设及教学经验的教师。

本校做为高职院校一直推行理论与实践相结合的教学模式，重视学生实践动手能力的培养，为本项目的研究提供了良好的实践基础。

本校一直倡导校企合作，为社会培养实用型人才。

与中国×××、中国×××等企业保持良好的合作关系，并有相关的合作项目。

项目组负责人×××从事计算机网络建设与管理工作，部分论文成果如下：

（1）2017年，独撰《网络安全数据可视化综述》，发表于《信息与电脑》。

（2）2018年，独撰《计算机网络技术在电子信息工程中的有效应用》，发表于《数字通信世界》。

　　（3）2020年，独撰《移动云计算领域的网络安全解决方案探究》，发表于《计算机产品与流通》。

项目组成员×××长期从事学科带头人工作，为项目的研究提供了实战经验。

本项目研究基础较为扎实，准备充分，研究任务和目标明确。

在申报前已对国内外5G应用发展，理实一体化实验室建设等情况进行了较深入的调查。

主持人有能力、有决心完成该项研究。

五、开展本课题研究的主要参考文献：

　　【1】蔡康廖晓红谭华,《“5G+原生”体系的核心理念、技术架构及战略意义》，电信科学，2020

【2】王君;何新宇;蒲磊;曹麟阁;梁文威，《浅析5G的现状发展和前景趋势》，科学技术创新，2020

　　【3】张涛，《5G网络优化及规划方法分析》，移动通信，2018

　　【4】李小平;孙清亮;张琳;姜丽萍;毛旭，《5G的发展历程、特点及其对教育理论的延伸》，现代教育技术，2019

　　【5】张鹏，《基于5G技术的高校创新型人才培养平台分析——以广州“应用创新实验室”建设为例》，人才资源开发，2020

　　【6】李钰钿，《虚实融合：

5G智能新时代高校生物实验教学的数字化路径探析》，深圳信息职业技术学院学报，2020

课题编号：

8500