“抗干擾通信”一流課程建設(shè)的實踐與思考

王世練 庫錫樹 凌云翔

［摘要］為進一步加強研究生課程體系建設(shè)、提升課程教學(xué)質(zhì)量，國防科技大學(xué)自2010年在全校范圍內(nèi)啟動了研究生一流課程體系建設(shè)項目?；凇翱垢蓴_通信”一流課程建設(shè)的實踐，本文重點探討了以科研成果進課堂為出發(fā)點的課程內(nèi)容更新和研究型教學(xué)模式改革問題，推出了基于科研成果和科研思想的教學(xué)內(nèi)容更新、案例教學(xué)和課程設(shè)計等舉措。

［關(guān)鍵詞］抗干擾通信 一流課程建設(shè)研究型教學(xué)模式改革

［中圖分類號］G642.3［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2014）12-0085-02

根據(jù)《國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)“十二五”重點建設(shè)高素質(zhì)新型軍事人才培養(yǎng)（研究生教育部分）實施方案》，我校研究生院及時啟動了研究生一流課程體系建設(shè)項目。針對學(xué)術(shù)學(xué)位研究生課程，提出了以“加強基礎(chǔ)、突出前沿、強化實踐、引導(dǎo)創(chuàng)新”為原則，重點提高課程內(nèi)容的學(xué)術(shù)水平，加強研究型教學(xué)模式改革，強化研究能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)；對于專業(yè)學(xué)位研究生課程建設(shè)，則以“完善知識結(jié)構(gòu)、提高思維能力，強化實踐培養(yǎng)”為原則，重點建設(shè)示范性教學(xué)案例、實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)、應(yīng)用性教材體系。根據(jù)研究生一流課程體系建設(shè)項目的具體要求，在“抗干擾通信”課程建設(shè)的實踐中，我們重點在課程教學(xué)內(nèi)容更新、教學(xué)模式改革等不同層次上進行了一定的探索，以科研成果進課堂為出發(fā)點，分別針對性地推出了基于科研成果和科研思想的課堂教學(xué)內(nèi)容更新、教學(xué)案例設(shè)計等重要舉措，有效地提高了課程的教學(xué)質(zhì)量。

一、課程建設(shè)概況

“十一五”以來，我們緊緊抓住新軍事變革和軍隊信息化建設(shè)的發(fā)展機遇，圍繞軍事信息系統(tǒng)和武器裝備體系建設(shè)等國防與軍隊建設(shè)的重大需求，先后開設(shè)了作戰(zhàn)指揮學(xué)、軍事運籌學(xué)、軍事通信學(xué)、軍事情報學(xué)、密碼學(xué)等五個二級學(xué)科30余門研究生專業(yè)課程。為進一步提高軍隊指揮學(xué)的整體水平，滿足學(xué)校構(gòu)建科學(xué)合理、可持續(xù)發(fā)展的綜合化學(xué)科體系的重要需求，通過對照檢查，提出了以下主要建設(shè)內(nèi)容：加強一級學(xué)科頂層設(shè)計和融會貫通；密切注視軍隊指揮領(lǐng)域發(fā)展動態(tài)，積極引進新思想、新理論和新方法，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，提高課程內(nèi)容的學(xué)術(shù)水平；加強研究型教學(xué)模式改革，面向軍事斗爭和國防建設(shè)需求，緊密結(jié)合軍事實際，加強學(xué)員分析、解決實際問題的能力，強化實踐環(huán)節(jié)和交叉創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

“抗干擾通信”是專門為軍隊指揮學(xué)學(xué)科研究生開設(shè)的前沿課程之一，是目前“軍隊信息學(xué)”二級學(xué)科下的專業(yè)核心課程?！笆晃濉逼陂g，該課程申請了學(xué)校研究生院發(fā)布的軍事案例教學(xué)改革項目——“抗干擾通信技術(shù)教學(xué)戰(zhàn)例與Matlab仿真軟件包”，完成了針對重點教學(xué)內(nèi)容的MATLAB仿真程序包和教學(xué)案例建設(shè)。在課程體系設(shè)計上，重點講授直接序列擴頻、跳頻擴頻、陣列信號處理等基本抗干擾技術(shù)，特別注重對干擾效能評估、通信干擾、偵察與反偵察等技術(shù)的探討；教學(xué)實施中，側(cè)重于培養(yǎng)研究生形成縝密的邏輯思維，提高學(xué)生基礎(chǔ)科研素質(zhì)，有助于提升研究生的科研潛力。結(jié)合軍隊指揮學(xué)研究生一流課程體系建設(shè)的具體要求，在“抗干擾通信”課程建設(shè)的實踐中，我們重點在教學(xué)內(nèi)容更新、教學(xué)模式改革等方面進行了有益的探討。

二、積極推進教學(xué)內(nèi)容更新

現(xiàn)代信息作戰(zhàn)賦予了通信抗干擾新的內(nèi)涵，包括其作戰(zhàn)需求、覆蓋范圍及抗干擾技術(shù)體制等。要求我們必須在教學(xué)內(nèi)容上做出及時的更新，將一些新的抗干擾技術(shù)及體制融匯到課堂教學(xué)中。一方面，可以通過赴軍隊科研院所和相關(guān)工業(yè)部門調(diào)研，掌握新的發(fā)展動態(tài)和技術(shù)；另一方面，則可以結(jié)合大量的科研項目和科學(xué)研究成果，對教學(xué)內(nèi)容及時更新，更具可行性和實效性。

從技術(shù)體制上分，通信抗干擾主要分為擴頻和非擴頻抗干擾通信技術(shù)。這些技術(shù)目前已經(jīng)通過了大量的工程與實踐驗證，相比常規(guī)通信，取得了較好的抗干擾效果。但隨著軍事信息技術(shù)的發(fā)展，新的干擾方式層出不窮，也相繼出現(xiàn)了一些改進的增效抗干擾技術(shù)，在推進科研成果進課堂的實踐中，我們引入了“高速擴跳頻收發(fā)信機”、“抗干擾NTDR電臺”等科研項目成果，包括超高速跳頻信號產(chǎn)生、跳頻碼同步、大動態(tài)條件下偽碼快速捕獲等新技術(shù)，有力地推進了跳頻擴頻通信、直接序列擴頻通信、變換域干擾抑制等抗干擾技術(shù)體制內(nèi)容的及時更新。

從技術(shù)范疇上看，現(xiàn)代信息作戰(zhàn)條件下的通信抗干擾已經(jīng)從信道層次的狹義抗干擾擴展到多維空間的廣義抗干擾。狹義抗干擾即通信裝備和系統(tǒng)為抵抗敵方利用電磁手段進行的干擾、以提高其在干擾威脅環(huán)境下生存能力所采取的抗干擾技術(shù)，廣義抗干擾即通信裝備為抵抗敵方通信干擾、通信偵察、通信截獲等電子進攻手段，以提高其在復(fù)雜電磁環(huán)境下的綜合作戰(zhàn)效能所采取的通信抗干擾、反偵察、抗截獲等電子防御手段的技術(shù)體系總和。結(jié)合我們在無線通信對抗領(lǐng)域的理論研究成果，將“xx電磁環(huán)境生成系統(tǒng)”、“寬帶通信信號偵察接收機系統(tǒng)”等科研成果積極轉(zhuǎn)化為復(fù)雜通信干擾信號生成、通信信號偵察、LPD/LPI通信信號波形設(shè)計等教學(xué)內(nèi)容，有效地實現(xiàn)了對通信抗干擾技術(shù)體制范疇及關(guān)鍵技術(shù)的補充。

三、加強研究型教學(xué)模式改革

在“抗干擾通信”一流課程建設(shè)的實踐中，我們特別注重推進基于案例教學(xué)的研究型教學(xué)模式改革，并結(jié)合科研成果進課堂，推出了理論教學(xué)案例、課程設(shè)計案例、實驗教學(xué)案例等設(shè)計。案例教學(xué)的關(guān)鍵是示范性案例的設(shè)計，案例的選擇有以下要求：1.案例要具有典型性和針對性，以幫助學(xué)生理解具體的理論教學(xué)難點、完成課程設(shè)計、實驗設(shè)計；2.案例來源于生活，使學(xué)生能夠去體驗和實踐，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；3.案例要有啟發(fā)性，通過案例分析，可以讓學(xué)生結(jié)合案例主動建構(gòu)自己的知識體系，爭取達到觸類旁通的效果。而推進科研成果進課堂是案例教學(xué)的創(chuàng)新性舉措，以科研成果設(shè)計的教學(xué)案例來源于實際的科研項目，具有明顯的實效性和針對性；同時，科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)案例可以不斷用最新科技理論和成果充實、更新教育教學(xué)內(nèi)容，提高課程的建設(shè)水平和學(xué)員的創(chuàng)新實踐能力。

（一）以理論教學(xué)案例提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

對于一些枯燥的公式推導(dǎo)和理論證明，如果能夠設(shè)計相關(guān)的理論教學(xué)案例，采用啟發(fā)式、討論式的方法，讓學(xué)生自己能夠圍繞案例提出問題，然后再通過討論，找出解決問題的方法，可以大大提高學(xué)生的興趣、活躍課堂氣氛。圍繞偽碼捕獲與跟蹤、擴頻抗窄帶干擾等知識點，我們以“大動態(tài)直接序列擴頻調(diào)制解調(diào)設(shè)備”、“抗干擾NTDR電臺”等項目為背景設(shè)計了“直接序列擴頻抗窄帶干擾”課堂教學(xué)案例，通過一些翔實的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計、關(guān)鍵模塊實現(xiàn)流程等驗證了相關(guān)理論。

（二）以課程設(shè)計案例提高學(xué)生的解決實際問題和團隊協(xié)作能力

“抗干擾通信”課程的實用性和應(yīng)用性較強，通過設(shè)計相關(guān)的課程設(shè)計案例有針對性地展開教學(xué)，可以大大提高學(xué)生解決實際問題的能力。組織實施方面，課程教學(xué)初期，教員從平時的科研工作中抽離出部分適合研究生協(xié)作完成的課程設(shè)計課題，以類似項目指南的形式發(fā)布，學(xué)員每三人分為一組，彼此分工明確，申請并撰寫設(shè)計報告，教員審核后可進行開題；課程后期，提交課題研究報告，并進行答辯，答辯過程中全體學(xué)員都可以提出異議，讓每位學(xué)員通過全程參與的方式提高理論水平和實踐能力，增強課程的趣味性。結(jié)合“某無人機遙測遙控系統(tǒng)”、“星間鏈路關(guān)鍵技術(shù)研究”等科研項目，我們設(shè)計了“機載抗干擾統(tǒng)一擴頻測控系統(tǒng)”等課程設(shè)計案例?！皺C載抗干擾統(tǒng)一擴頻測控系統(tǒng)”課程設(shè)計的教學(xué)目標是抗干擾通信系統(tǒng)設(shè)計，使學(xué)生熟練掌握接收機靈敏度計算、通信鏈路預(yù)算、解調(diào)/抗干擾信噪比門限、直接序列擴頻調(diào)制與解擴解調(diào)等概念。在給定系統(tǒng)傳輸速率、輸入干擾大小等要求的前提下，確定合理的上/下行鏈路調(diào)制解調(diào)方式、抗干擾方式、數(shù)字化接收機采樣速率、上行擴頻接收機的偽碼非相干捕獲與跟蹤、載波同步方案等。

（三）以實驗教學(xué)案例提高學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力

鼓勵學(xué)員發(fā)揮主觀能動性，開放式的教學(xué)模式主要用于課程實踐環(huán)節(jié)中。實驗教學(xué)分為兩類，一類是硬件實驗平臺，另一類可以是以軟件編程與演示的實驗案例，后者的可操作性和開發(fā)性更好。針對擴頻通信抗干擾技術(shù)和多天線抗干擾技術(shù)等教學(xué)內(nèi)容，我們引進了“高速擴跳頻收發(fā)信機”、“擴頻DBF中頻接收機”等科研項目成果，設(shè)計了“多天線-擴頻綜合抗干擾系統(tǒng)”實驗教學(xué)案例，通過增加或者刪除相應(yīng)的模塊，分別實現(xiàn)直接序列擴頻抗窄帶窄帶干擾、高速跳頻抗跟蹤式干擾、自適應(yīng)陣列抗強空間干擾等功能，運行過程中實施顯示接收信號的頻譜、干擾抑制后的頻譜、干擾抑制前后的眼圖與星座圖等。通過引導(dǎo)教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，提高其工程素養(yǎng)，實現(xiàn)理論與實踐的充分結(jié)合。

四、結(jié)束語

結(jié)合“抗干擾通信”研究生一流課程建設(shè)的實踐，重點探討了以科研成果進課堂為主線的教學(xué)內(nèi)容更新和研究型教學(xué)模式改革等問題，分別給出了一些具體的實例。

［參考文獻］

［1］姚富強.通信抗干擾工程與實踐［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2012，（6）.

［2］陳建軍，蔣陽，韓慶文.無線通信工程專業(yè)實驗教學(xué)的改革與實踐［J］.現(xiàn)代教育技術(shù)，2011，21（3）:133-135.

［責(zé)任編輯：左蕓］