“數(shù)字移動通信”課程教學改革

王金龍,蔡躍明

(解放軍理工大學通信工程學院,江蘇南京210007)

“數(shù)字移動通信”課程是我校通信工程本科專業(yè)的一門專業(yè)課程,也是電子工程和系統(tǒng)工程本科專業(yè)的專業(yè)選修課程,是一門專業(yè)性和綜合性都很強的課程。該課程具有教學內(nèi)容多、涉及面廣、內(nèi)容更新快,而課時較少的特點。如何在較少的課時內(nèi)使學生較好地掌握豐富的課程內(nèi)容,并最大限度地培養(yǎng)學生分析和解決實際問題的能力,是大家感興趣的課題[1-2]。根據(jù)我校的實際情況,我們從教學內(nèi)容、教學方法、教學手段和網(wǎng)絡輔助教學環(huán)境等方面進行了改革與探索,取得了較好的效果。

1 精選教學內(nèi)容

我們按模塊化整合教學內(nèi)容,以共同性的基本理論和關鍵技術內(nèi)容為基礎,以典型系統(tǒng)內(nèi)容為支撐,以前沿技術內(nèi)容為前導,以應用需求為牽引,來優(yōu)化重組課程教學內(nèi)容。

具體而言,“數(shù)字移動通信”課程有四個模塊:①基本理論涉及移動通信基本概念、基本原理和無線信道特性;②關鍵技術涉及組網(wǎng)技術、數(shù)字調(diào)制技術、抗衰落技術、多址技術和MIMO技術等;③典型系統(tǒng)涉及GSM系統(tǒng)、CDMA系統(tǒng)、3G移動通信系統(tǒng)和專用移動通信系統(tǒng)(如集群系統(tǒng)、衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)、機動式CDMA移動通信系統(tǒng)等);④前沿技術涉及MIMO技術和認知無線電等。

在這四個模塊中,我們充分利用自身從事科研項目的優(yōu)勢,注重物理概念、數(shù)學概念和工程概念相結(jié)合,及時將科研成果和研發(fā)經(jīng)驗融入教學內(nèi)容。例如,結(jié)合我們開發(fā)的“動中通”短波電臺項目,將其中的短波自適應均衡器融入自適應均衡器設計的講解中;結(jié)合國家863“認知無線電項目”的研究成果,在課程中引入了認知無線電等內(nèi)容。我們按照上述四個模塊編寫了相應的教材[3]。具體實施時,可根據(jù)教學要求對課程內(nèi)容進行不同程度的裁剪,如我們曾分別開過30學時、40學時和58學時的“數(shù)字移動通信”課程,以適應不同教學對象的需要。

2 創(chuàng)新教學方法與手段

我們綜合應用啟發(fā)式、討論式和研究式等多種教學方法,探索出一種情景設置的問題參與式教學方法,力圖通過教學雙方的心靈交流,來引導學生充分參與討論和思考,促使學生從探索,在發(fā)現(xiàn)過程中獲取知識,享受獲得思考和想象的樂趣。

我們在每一章或每堂課的開頭都有一個簡短的序或說明,以闡明本章(或本節(jié)課)解決什么問題、如何學習及學習目標等。如講解同頻干擾和系統(tǒng)容量時,我們先從手機用戶數(shù)急劇增加和局部場合通信擁堵的直觀生活體驗,引入“在抑制同頻干擾的基礎上,如何通過系統(tǒng)設計提高系統(tǒng)容量”的問題,隨后將此問題轉(zhuǎn)化為推導同頻干擾與系統(tǒng)容量之間的數(shù)學關系。在推導這個關系式過程中首先從物理概念上進行定性分析以明確解決問題的途徑,建立同頻干擾與系統(tǒng)容量關系的數(shù)學模型,并導出同頻干擾與系統(tǒng)容量關系的數(shù)學表達式。采用這種方法講解,很好地將物理概念、數(shù)學概念和工程概念結(jié)合在一起,強化了學生獲取知識和發(fā)現(xiàn)問題的能力。

為了更好的利用多媒體教學手段,我們將授課內(nèi)容大致分為三類。第一類是承上啟下的內(nèi)容,如概述和新技術展望等,比較適合采用投影模式為主的講授方式;第二類是數(shù)學要求較高的內(nèi)容,涉及公式多、比較抽象,如多徑衰落、自適應均衡器等,采用板書為主的講解方式更合適;第三類是數(shù)學難度不大但規(guī)則性較強的內(nèi)容,如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、信道劃分、業(yè)務特點等,原理部分采用板書講授比較適合,而圖表部分則應采用投影模式講授。

3 建設網(wǎng)絡輔助教學環(huán)境

我院建成“數(shù)字移動通信”課程網(wǎng)站和遠程教學系統(tǒng),如圖1所示。

圖1 網(wǎng)絡輔助教學環(huán)境組成框圖

課程網(wǎng)站包括課程概述、課程標準、電子課件、教學資源、自測試題和虛擬實驗室等。其中虛擬實驗室由兩部分組成:基礎實驗和抗衰落實驗。基礎實驗部分主要是采用軟件虛擬移動通信中頻譜分析儀和信號發(fā)生器的使用。通過四個實驗,使學生了解這兩種設備,并掌握其基本操作。而抗衰落實驗部分則是通過軟件虛擬無線衰落信道和自適應均衡器等,促進學生對移動通信系統(tǒng)典型特點的理解。

遠程教學系統(tǒng)以軍隊網(wǎng)絡教學應用系統(tǒng)為網(wǎng)絡運行平臺,該系統(tǒng)包括教學提示、實時教學、答疑、討論與交流、相關資源(電子課件、專題講座等)、討論交流、作業(yè)、配置教室和退出教室等模塊。網(wǎng)絡輔助教學環(huán)境的建成,可以幫助學生課后學習和實驗。

4 結(jié)語

近年來,我們結(jié)合教學實際情況,著力于培養(yǎng)學生分析和解決實際問題的能力,對如何提高“數(shù)字移動通信”課程的授課質(zhì)量進行了一些改革和探索,取得滿意的授課效果。具體體現(xiàn)在任課教師多次獲得院授課質(zhì)量獎;學生滿意度達90%以上;歷次督導組的評價等級合格率達96%;2005年底,該課程被評為我院優(yōu)秀評價課程;2008年被評為我校首批校級優(yōu)質(zhì)課程;2009年被評為國家精品課程。

[1] 啜鋼,王文博,齊兆群,孫卓等.移動通信精品課程教學改革實踐與探討[J].北京:北京郵電大學學報,2009,11(4):85-89

[2] 消海林.研究性學習在移動通信教學中的應用.桂林:桂林電子科技大學學報,2007,27(25):429-311

[3] 蔡躍明,吳啟暉,田華,高瞻等.現(xiàn)代移動通信[M].北京:機械工業(yè)出版社,2007.08