孫強(qiáng) 劉敏 季晨

（南通大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 江蘇·南通 226019）

0 引言

工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)志著我國(guó)的高等教育已與世界接軌，通過(guò)認(rèn)證讓我國(guó)高等教育能夠持續(xù)改進(jìn)，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(qǐng)工程認(rèn)證工作，其中“移動(dòng)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(shí)點(diǎn)雜、課時(shí)少，而且目前絕大部分教材內(nèi)容的更新都滯后于移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展速度，理論教學(xué)重于實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)以后總是有一種抽象空洞感覺(jué)，難以解決復(fù)雜工程問(wèn)題。[1]僅僅依靠傳統(tǒng)的課堂填鴨式授課是不能達(dá)到工程認(rèn)證所要求的課程教學(xué)目標(biāo)。所以，教材內(nèi)容的更新、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、教學(xué)方法以及課程考核的改革都極為重要。針對(duì)上述幾點(diǎn)問(wèn)題，本文擬以工程認(rèn)證對(duì)移動(dòng)通信課程的具體要求為導(dǎo)向，以提高課程教學(xué)質(zhì)量為目的，從課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)考核與成績(jī)?cè)u(píng)定形式等方面對(duì)“移動(dòng)通信”課程教學(xué)進(jìn)行了嘗試性改革。

1 教學(xué)存在的問(wèn)題

在教學(xué)內(nèi)容上，現(xiàn)有的《移動(dòng)通信》教材主要涉及到移動(dòng)通信的概述、無(wú)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(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)等。如果在教學(xué)過(guò)程中將每一章節(jié)都按部就班的一一介紹，不但28學(xué)時(shí)理論教學(xué)難以完成教學(xué)任務(wù)，而且也會(huì)使學(xué)生感覺(jué)內(nèi)容過(guò)于繁多和雜亂。另外移動(dòng)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(xué)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(xué)生被動(dòng)的去學(xué)，難以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，也無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。學(xué)生掌握的通信原理與移動(dòng)通信知識(shí)點(diǎn)間聯(lián)系不夠清晰。[3]在有限的課時(shí)內(nèi)，教師如何將新技術(shù)、新知識(shí)生動(dòng)而又形象地展示給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)查閱及研究，推動(dòng)學(xué)生積極探新的通信技術(shù)在實(shí)際生活和工程中的應(yīng)用，提升學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力。

在實(shí)踐教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)于簡(jiǎn)單難以提高學(xué)生的編程能力，以及解決實(shí)際問(wèn)題的工程能力；而實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)于復(fù)雜，又擔(dān)心在有限課時(shí)下難以完成。實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容也需要精心設(shè)計(jì)。另外由于移動(dòng)通信速度更新過(guò)快，實(shí)驗(yàn)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(guò)傳統(tǒng)的開卷或閉卷考試，期中和期末考試，難以對(duì)學(xué)生的理論和工程實(shí)際能力等方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。如何通過(guò)課程考核來(lái)檢驗(yàn)教師的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)的掌握情況，并對(duì)課程進(jìn)行持續(xù)改革。

2 教學(xué)改革

關(guān)于課程教學(xué)內(nèi)容，一般可以將移動(dòng)通信分為兩大模塊：第一大模塊是圍繞移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)來(lái)介紹，另一大模塊是圍繞各種移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)行介紹。移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)授課時(shí)，要不斷更新和修改教學(xué)內(nèi)容，引入新技術(shù)介紹。15年前GSM系統(tǒng)占主導(dǎo)時(shí)，在教學(xué)過(guò)程中重點(diǎn)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(shí)，則要側(cè)重于OFDM、MIMO以及Turbo技術(shù)的講授。在移動(dòng)通信系統(tǒng)部分，也需要更新和修改教學(xué)內(nèi)容。各代移動(dòng)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(xì)介紹其空口技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等，而對(duì)CDMA系統(tǒng)可以采用對(duì)比和分析的方式進(jìn)行介紹。隨著移動(dòng)通信的更新?lián)Q代，在教學(xué)中重點(diǎn)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(xué)生能夠跟蹤到最新移動(dòng)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(xué)聯(lián)合創(chuàng)辦的南通先進(jìn)通信技術(shù)研究院的研究成果資源，展開海域?qū)拵б苿?dòng)通信的介紹。并定期邀請(qǐng)清華大學(xué)、東南大學(xué)等國(guó)內(nèi)移動(dòng)通信知名科研院所的學(xué)者來(lái)我校進(jìn)行課外學(xué)術(shù)講座，讓同學(xué)們可以了解最前沿的移動(dòng)通信技術(shù)。

關(guān)于教學(xué)方法，通常第一次課程介紹移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展時(shí)，向同學(xué)們布置最新的熱點(diǎn)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(xiàn)。然后讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛(ài)好選擇主題，將同一主題的學(xué)生組成一個(gè)學(xué)術(shù)討論小組，指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)學(xué)術(shù)網(wǎng)站搜集相關(guān)的文獻(xiàn)資料。通過(guò)課間答疑以及網(wǎng)絡(luò)班級(jí) QQ群等方式指導(dǎo)學(xué)生文獻(xiàn)檢索和閱讀。學(xué)生結(jié)合課堂所學(xué)知識(shí)以及文獻(xiàn)資料閱讀等對(duì)所選主題進(jìn)行研究和討論。給每組學(xué)生們4周左右的時(shí)間做好充足準(zhǔn)備，再在課堂上對(duì)熱點(diǎn)技術(shù)組織集中討論學(xué)習(xí)，由每個(gè)學(xué)術(shù)小組派一名學(xué)生代表在15～20分鐘以PPT的形式向老師和同學(xué)們進(jìn)行講解，全組學(xué)生都要接受老師和其他同學(xué)的提問(wèn)。這種討論式教學(xué)方法能夠使所有學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)到主動(dòng)思考分析，可調(diào)動(dòng)全體學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣點(diǎn)，有效地激發(fā)全體學(xué)生融入到課堂學(xué)習(xí)，增加了與學(xué)生的互動(dòng)交流，這項(xiàng)討論工作，也將作為考核的一部分。另外對(duì)于理論原理介紹時(shí)，需要結(jié)合老師自己的科研情況，將數(shù)學(xué)理論算法工程化過(guò)程遇到的實(shí)際問(wèn)題與學(xué)生分享，啟發(fā)同學(xué)去分析和解決部分復(fù)雜工程問(wèn)題。例如交織和信道編碼，如何利用嵌入式系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的漢明碼和交織技術(shù)。

關(guān)于實(shí)踐教學(xué)，通過(guò)MATLAB演示和移動(dòng)通信工具箱驗(yàn)證相互結(jié)合，讓學(xué)生對(duì)移動(dòng)理論部分更加深入的理解，通過(guò)實(shí)驗(yàn)中遇到的實(shí)際問(wèn)題，提高學(xué)生的編程能力以及解決實(shí)際問(wèn)題的工程能力。目前我校移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要是3G系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)箱和移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)箱，沒(méi)有系統(tǒng)級(jí)的設(shè)備提供學(xué)生們操作和學(xué)習(xí)，學(xué)生難以對(duì)整個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)架構(gòu)理解。為了彌補(bǔ)移動(dòng)通信實(shí)踐教學(xué)的不足，縮短理論教學(xué)和企業(yè)用人需求的差距，讓學(xué)生對(duì)整個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)架構(gòu)有個(gè)更為直觀的認(rèn)識(shí)。學(xué)校利用學(xué)生的實(shí)習(xí)課及實(shí)踐課，積極聯(lián)系電信運(yùn)營(yíng)商和南通先進(jìn)通信技術(shù)研究院。帶領(lǐng)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)參觀4G系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)維護(hù)和海域移動(dòng)通信技術(shù)研發(fā)，讓企業(yè)的工程師專家進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)講解，讓企業(yè)工程師參與到課程教學(xué)改革中來(lái)，讓培養(yǎng)的學(xué)生滿足企業(yè)需求。

關(guān)于課程考核，對(duì)課程的持續(xù)改進(jìn)是工程認(rèn)證最為重要的一環(huán)節(jié)。通過(guò)課程考核持續(xù)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，不斷修正教學(xué)計(jì)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(yīng)學(xué)生的水平，也無(wú)法評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程。采用平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)操作、學(xué)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(jī)；平時(shí)考核，主要考核學(xué)生的出勤和回答問(wèn)題的情況，作業(yè)考核則需要考查作業(yè)完成正確性和時(shí)效等因素；實(shí)驗(yàn)操作主要考核學(xué)生分析問(wèn)題，解決問(wèn)題團(tuán)隊(duì)協(xié)作以及動(dòng)手能力；主題討論也屬于一種大作業(yè)，考核學(xué)生組織、創(chuàng)新、思考和應(yīng)變能力；考試通常選擇閉卷或者半開卷的模式。相信通過(guò)上述五方面的綜合考核，更能全面合理的反應(yīng)學(xué)生的實(shí)際能力。最后從這五方面考核后，需要對(duì)最終成績(jī)進(jìn)行全方面總結(jié)、分析和反饋，找到學(xué)生學(xué)和老師教的薄弱點(diǎn)，重新對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐教學(xué)等環(huán)節(jié)進(jìn)行不斷的改進(jìn)和完善。

3 結(jié)束語(yǔ)

在工程教育專業(yè)認(rèn)證的背景下，我院正積極開展“移動(dòng)通信”課程改革。從優(yōu)化課程內(nèi)容、豐富教學(xué)方法、改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)以及設(shè)置考核等方面，提出了一些教學(xué)改革的方案。希望通過(guò)課程改革，一方面能夠達(dá)到工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)課程的要求，通過(guò)有特色的課程辦出有特色的專業(yè)；另一方面，提高學(xué)生對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步提高學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，為將來(lái)的學(xué)習(xí)和工作夯實(shí)基礎(chǔ)。