“移動通信”課程教學改革探討

孫強 劉敏 季晨

（南通大學信息科學技術(shù)學院 江蘇·南通 226019）

0 引言

工程教育專業(yè)認證標志著我國的高等教育已與世界接軌，通過認證讓我國高等教育能夠持續(xù)改進，提高教育質(zhì)量和人才培養(yǎng)。我校通信工程專業(yè)也在積極申請工程認證工作，其中“移動通信”課程作為我校通信工程專業(yè)的一門重要課程，具有內(nèi)容多、知識點雜、課時少，而且目前絕大部分教材內(nèi)容的更新都滯后于移動通信技術(shù)的發(fā)展速度，理論教學重于實踐教學，學生學習以后總是有一種抽象空洞感覺，難以解決復雜工程問題。[1]僅僅依靠傳統(tǒng)的課堂填鴨式授課是不能達到工程認證所要求的課程教學目標。所以，教材內(nèi)容的更新、實驗教學、教學方法以及課程考核的改革都極為重要。針對上述幾點問題，本文擬以工程認證對移動通信課程的具體要求為導向，以提高課程教學質(zhì)量為目的，從課程教學內(nèi)容、教學方法、教學考核與成績評定形式等方面對“移動通信”課程教學進行了嘗試性改革。

1 教學存在的問題

在教學內(nèi)容上，現(xiàn)有的《移動通信》教材主要涉及到移動通信的概述、無線信道特性、物理層傳輸技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)，以及2G到4G移動通信網(wǎng)絡(luò)等。如果在教學過程中將每一章節(jié)都按部就班的一一介紹，不但28學時理論教學難以完成教學任務(wù)，而且也會使學生感覺內(nèi)容過于繁多和雜亂。另外移動通信內(nèi)容更新較快，大部分教材的內(nèi)容都滯后技術(shù)發(fā)展。[2]

在教學方法上，傳統(tǒng)采用PPT和老師板書相結(jié)合的方式，以老師主講為主，學生被動的去學，難以調(diào)動學生學習的興趣，也無法培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力。學生掌握的通信原理與移動通信知識點間聯(lián)系不夠清晰。[3]在有限的課時內(nèi)，教師如何將新技術(shù)、新知識生動而又形象地展示給學生，引導學生進行相關(guān)查閱及研究，推動學生積極探新的通信技術(shù)在實際生活和工程中的應用，提升學生的創(chuàng)新和實踐能力。

在實踐教學中，實驗設(shè)計過于簡單難以提高學生的編程能力，以及解決實際問題的工程能力；而實驗教學過于復雜，又擔心在有限課時下難以完成。實驗教學內(nèi)容也需要精心設(shè)計。另外由于移動通信速度更新過快，實驗設(shè)備較為昂貴，設(shè)備更新速度難以跟上技術(shù)的發(fā)展。[4]

在課程考核方面，通過傳統(tǒng)的開卷或閉卷考試，期中和期末考試，難以對學生的理論和工程實際能力等方面進行綜合評價。如何通過課程考核來檢驗教師的教學質(zhì)量和學生學習的掌握情況，并對課程進行持續(xù)改革。

2 教學改革

關(guān)于課程教學內(nèi)容，一般可以將移動通信分為兩大模塊：第一大模塊是圍繞移動通信關(guān)鍵技術(shù)來介紹，另一大模塊是圍繞各種移動通信系統(tǒng)進行介紹。移動通信關(guān)鍵技術(shù)授課時，要不斷更新和修改教學內(nèi)容，引入新技術(shù)介紹。15年前GSM系統(tǒng)占主導時，在教學過程中重點介紹GMSK調(diào)制和卷積碼技術(shù)，而現(xiàn)在LTE系統(tǒng)為主流時，則要側(cè)重于OFDM、MIMO以及Turbo技術(shù)的講授。在移動通信系統(tǒng)部分，也需要更新和修改教學內(nèi)容。各代移動通信系統(tǒng)之間都有相似之處，其主要差別在于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和空口技術(shù)?？梢跃唧w以GSM系統(tǒng)為主，詳細介紹其空口技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等，而對CDMA系統(tǒng)可以采用對比和分析的方式進行介紹。隨著移動通信的更新?lián)Q代，在教學中重點講授的系統(tǒng)也從2G的GSM，更新到4G、5G系統(tǒng)，甚至目前正在研發(fā)的6G系統(tǒng)，從而使學生能夠跟蹤到最新移動通信技術(shù)和系統(tǒng)的發(fā)展。另外結(jié)合我校專業(yè)特色，利用我校與清華大學聯(lián)合創(chuàng)辦的南通先進通信技術(shù)研究院的研究成果資源，展開海域?qū)拵б苿油ㄐ诺慕榻B。并定期邀請清華大學、東南大學等國內(nèi)移動通信知名科研院所的學者來我校進行課外學術(shù)講座，讓同學們可以了解最前沿的移動通信技術(shù)。

關(guān)于教學方法，通常第一次課程介紹移動通信技術(shù)發(fā)展時，向同學們布置最新的熱點技術(shù)作為課程討論主題，例如5G中的毫米波通信、大規(guī)模MIMO技術(shù)，提供一些最基本的技術(shù)文獻。然后讓學生根據(jù)自己的興趣愛好選擇主題，將同一主題的學生組成一個學術(shù)討論小組，指導學生通過學術(shù)網(wǎng)站搜集相關(guān)的文獻資料。通過課間答疑以及網(wǎng)絡(luò)班級 QQ群等方式指導學生文獻檢索和閱讀。學生結(jié)合課堂所學知識以及文獻資料閱讀等對所選主題進行研究和討論。給每組學生們4周左右的時間做好充足準備，再在課堂上對熱點技術(shù)組織集中討論學習，由每個學術(shù)小組派一名學生代表在15～20分鐘以PPT的形式向老師和同學們進行講解，全組學生都要接受老師和其他同學的提問。這種討論式教學方法能夠使所有學生從被動學習知識到主動思考分析，可調(diào)動全體學生學習的興趣點，有效地激發(fā)全體學生融入到課堂學習，增加了與學生的互動交流，這項討論工作，也將作為考核的一部分。另外對于理論原理介紹時，需要結(jié)合老師自己的科研情況，將數(shù)學理論算法工程化過程遇到的實際問題與學生分享，啟發(fā)同學去分析和解決部分復雜工程問題。例如交織和信道編碼，如何利用嵌入式系統(tǒng)來實現(xiàn)一個簡單的漢明碼和交織技術(shù)。

關(guān)于實踐教學，通過MATLAB演示和移動通信工具箱驗證相互結(jié)合，讓學生對移動理論部分更加深入的理解，通過實驗中遇到的實際問題，提高學生的編程能力以及解決實際問題的工程能力。目前我校移動通信實驗設(shè)備主要是3G系統(tǒng)的實驗箱和移動通信實驗箱，沒有系統(tǒng)級的設(shè)備提供學生們操作和學習，學生難以對整個移動通信系統(tǒng)架構(gòu)理解。為了彌補移動通信實踐教學的不足，縮短理論教學和企業(yè)用人需求的差距，讓學生對整個移動通信網(wǎng)架構(gòu)有個更為直觀的認識。學校利用學生的實習課及實踐課，積極聯(lián)系電信運營商和南通先進通信技術(shù)研究院。帶領(lǐng)學生現(xiàn)場參觀4G系統(tǒng)的運營維護和海域移動通信技術(shù)研發(fā)，讓企業(yè)的工程師專家進行現(xiàn)場講解，讓企業(yè)工程師參與到課程教學改革中來，讓培養(yǎng)的學生滿足企業(yè)需求。

關(guān)于課程考核，對課程的持續(xù)改進是工程認證最為重要的一環(huán)節(jié)。通過課程考核持續(xù)關(guān)注學生的學習效果，不斷修正教學計劃。傳統(tǒng)考核方式有開卷考試、閉卷考試以及期中、期末考試，這種理論考試的方式不能全面地反應學生的水平，也無法評價學生的學習過程。采用平時作業(yè)、實驗操作、學術(shù)討論和理論考試等多種方式相結(jié)合給出課程的綜合成績；平時考核，主要考核學生的出勤和回答問題的情況，作業(yè)考核則需要考查作業(yè)完成正確性和時效等因素；實驗操作主要考核學生分析問題，解決問題團隊協(xié)作以及動手能力；主題討論也屬于一種大作業(yè)，考核學生組織、創(chuàng)新、思考和應變能力；考試通常選擇閉卷或者半開卷的模式。相信通過上述五方面的綜合考核，更能全面合理的反應學生的實際能力。最后從這五方面考核后，需要對最終成績進行全方面總結(jié)、分析和反饋，找到學生學和老師教的薄弱點，重新對教學內(nèi)容、教學方法、實踐教學等環(huán)節(jié)進行不斷的改進和完善。

3 結(jié)束語

在工程教育專業(yè)認證的背景下，我院正積極開展“移動通信”課程改革。從優(yōu)化課程內(nèi)容、豐富教學方法、改進實踐教學以及設(shè)置考核等方面，提出了一些教學改革的方案。希望通過課程改革，一方面能夠達到工程教育專業(yè)認證對課程的要求，通過有特色的課程辦出有特色的專業(yè)；另一方面，提高學生對移動通信系統(tǒng)的認識，進一步提高學生解決復雜工程問題的能力，為將來的學習和工作夯實基礎(chǔ)。