無線通信與移動網(wǎng)絡本科教學初探

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【摘要】通信行業(yè)的快速發(fā)展，要求無線通信與移動網(wǎng)絡課程的授課教師及時更新知識點，不斷完善自身通信知識體系，不斷改進教學模式，要求當代信息工程相關專業(yè)的本科學生學習掌握無線通信與移動網(wǎng)絡的課程內(nèi)容，及時掌握最新的移動通信技術，以滿足社會對于通信人才的需求。文章主要分析目前無線通信與移動網(wǎng)絡課程教學中的難點，以及針對這些亟待解決的問題提出了一些教學改革的措施，希望能給無線通信與移動網(wǎng)絡課程的本科教學帶來一些參考價值。

【關鍵詞】無線通信與移動網(wǎng)絡；本科課程；教學探索

0引言

無線通信是目前信息行業(yè)中發(fā)展最為迅速的技術之一，對社會的發(fā)展以及人們的日常生活帶來了巨大的改變。進入21世紀以來，隨著3G、4G、5G移動通信技術的相繼問世，對無線通信和移動網(wǎng)絡技術提出了更多的需求及更高的要求，這也要求通信領域的從業(yè)人員熟練掌握無線通信和移動網(wǎng)絡技術。無線通信與移動網(wǎng)絡是普通高等學校信息與通信工程專業(yè)學生必須掌握的一門專業(yè)課，也是計算機相關專業(yè)的必修課程。這門課程涉及的知識點范圍廣泛，要想深入學習通信專業(yè)的各種技術，應系統(tǒng)的學習掌握無線通信和移動網(wǎng)絡的基本概念和基本技術，包括無線通信與移動網(wǎng)絡概論、無線通信基礎、信道技術、數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術、組網(wǎng)技術、移動網(wǎng)絡系統(tǒng)與標準、手機原理。

1課程的教學難點

1.1課程內(nèi)容涉及內(nèi)容范圍廣

無線通信與移動網(wǎng)絡課程是通信專業(yè)的一門重要必修課程，也是計算機相關專業(yè)需要學習了解的課程。對于通信專業(yè)的學生而言，在學習本課程之前，已經(jīng)學習了通信原理、電磁場與電磁波、數(shù)字信號處理等前置課程，具有一定的基礎知識。但對于信息工程學院中計算機專業(yè)的學生而言，學習本課程之前幾乎沒有學習過通信相關課程。所以在課程的前半段，需要首先向學生介紹通信原理、電磁場與電磁波、信號與系統(tǒng)的基礎知識，課程后半段才能開展無線通信與移動網(wǎng)絡課程的教學。內(nèi)容涉及廣泛導致的一個重要問題是：如果教授課程的所有相關知識點，每個知識點只能講解皮毛部分，不能深入學習，這樣會導致教學效果不佳。

1.2課程內(nèi)容理論性強

無線通信課程中，需要學生學習自由空間中的麥克斯韋方程組、波動方程、電磁波、電磁波頻譜、邊界條件、電磁波的極化、坡印廷定理等知識點，然后利用這些基礎公式構建無線通信的各種數(shù)學模型。這時就需要學生熟練掌握上述的基礎知識，對其進行建模分析和煩瑣的數(shù)學公式推導。例如，研究無線通信系統(tǒng)，首先要研究無線信道中的電波傳播特性，這就需要建立通道模型。在信道模型中，包括編碼器、調(diào)制器、發(fā)射轉換器、傳播媒質(zhì)、接受轉換器、解調(diào)器和譯碼器，在每兩個模塊之間，都需要根據(jù)各自的信號變換原理，對信號進行相應的處理，這其中的每一個環(huán)節(jié)都需要學生具有較為扎實的物理和數(shù)學知識理論基礎作為支撐。另外，在無線通信與移動網(wǎng)絡課程中，絕大多數(shù)的通信技術及物理量的表示，采用的都是英文縮寫，只看英文縮寫很難了解其表示的含義，最佳的方式就是去學習掌握這些英文縮寫的全稱，通過完整的英文表述理解算法或物理量的含義，這也就要求學生需要掌握通信領域的專業(yè)英語詞匯。

1.3課程內(nèi)容更新速度快

移動通信行業(yè)是目前發(fā)展最為迅速的行業(yè)之一，而通信也是當今這個時代不斷進步的重要保障之一。從最初的1G到目前已經(jīng)投入使用的5G，每5～10年就會有新一代的移動通信系統(tǒng)問世。最早的第一代移動通信是模擬蜂窩移動通信，現(xiàn)在已經(jīng)淡出了人們的日常生活，最新的第五代移動通信在正交頻分復用OFDMA和多進多出MIMO基礎技術上，為支持三大應用場景（增強移動寬帶eMBB、超高可靠低時延通信uRLLC和海量機器類通信mMTC），采用了靈活的全新系統(tǒng)設計。無線通信的相關教材都面臨著無法實時跟進技術更新的難題，在學習無線通信這門課程時，如果僅僅按照教材進行講解是不夠的，需要授課教師及時跟進當前的移動通信技術，還要掌握移動通信未來發(fā)展方向。如果教師的知識更新速度慢，就無法掌握最新的移動通信技術，也就無法將最新的移動通信技術應用到教學實驗中，這就需要教師在備課時投入更多的精力與時間，需要學習掌握新知識新技術，重新設計教案和備課筆記，增加相應的實驗教學，引導學生更順利的理解最新的通信技術，這對授課教師而言，無疑增加了很大的教學難度。

1.4課程配套實驗開展難度大

無線通信與移動網(wǎng)絡課程中介紹的通信技術都需要能夠應用到實際中，只學習理論的知識，公式的推導、模型的建立是不夠完整的，這些概念和算法大多數(shù)都比較晦澀難懂，不能僅依靠傳統(tǒng)的PPT演示和板書展示來講授，必須要在授課過程中通過仿真軟件展示模型是如何實現(xiàn)的。要進行仿真實驗就會使用到仿真軟件，比如MATLAB、LabVIEW等，對于通信專業(yè)的學生而言，這些軟件比較容易上手，但對于計算機專業(yè)的學生而言，本身具有較好的編程基礎，但是在前期的學習中，很多學生對于這些信號處理的仿真平臺比較陌生。另外前面也有提及，這門課的授課對象是計算機專業(yè)的學生，課程前期需要花費較多課時講解基礎知識，這樣一來實驗的課時安排也會比較緊湊，沒有辦法對每部分的知識點都進行仿真分析，而且通信技術仍在不斷更新，需要根據(jù)當前的通信發(fā)展增加新的仿真實驗，選擇哪些理論算法進行仿真驗證也是一個難題。

1.5授課教師缺乏實踐經(jīng)驗

當前高校教師一般都是畢業(yè)后直接進入學校工作，除了在讀書時積累了一些項目經(jīng)驗外，幾乎沒有接觸過其他的實踐，所以對于絕大多數(shù)教師而言，都沒有從事過與5G以及未來的6G相關的移動通信技術的研究，教師掌握的最新通信技術和算法都是理論居多，如果想要通過實驗來展示其具體的實現(xiàn)過程，難度較大。所以在這樣的背景之下，教師如何更新移動通信知識體系，如何將這些自己并沒有實際操作過的技術和算法傳授給學生，如何改進教學方式，如何培養(yǎng)學生對移動通信的興趣，如何引導學生自己主動去了解最新的通信動態(tài)，這些都是教師需要去解決的問題。

2課程的教學探索與實踐

2.1明確教學目標，突出教學重點

這門課程的內(nèi)容范圍很廣，而授課對象是信息工程專業(yè)中計算機方向的學生，他們對于通信的基礎較為欠缺，想要學生在有限的時間里掌握每一個細小的知識點是很困難的事情，這就需要教師在備課時明確教學目標，在授課過程中突出教學重點。

2.2借助仿真軟件進行課堂演示

無線通信與移動網(wǎng)絡課程中原理、算法、公式較多，僅學習理論知識不僅難度大而且較為枯燥乏味，所以課程安排了配套的實驗教學，但是由于課時的限制，目前只安排了四次課后集中實驗的時間，這是遠遠不夠的。實驗課時的不足，就需要通過課堂演示來補充。例如，在學習數(shù)字調(diào)制解調(diào)時，配套實驗是四相移相鍵控QPSK的調(diào)制解調(diào)和正交幅度調(diào)制（QAM）及解調(diào)，需要在課堂上補充最小頻移鍵控MSK的調(diào)制及相干解調(diào)、正交頻分多路復用OFDM的調(diào)制解調(diào)實驗的演示。在其他章節(jié)也需要增加實驗課程中沒有涉及的部分。對于教師而言，課堂演示無疑會增加備課的時間，但是會使課堂更加有條理、更加生動活潑，對教學質(zhì)量的提高很有幫助；對于學生而言，課堂演示這一環(huán)節(jié)無疑是收益頗豐的，既可以幫助消化理解理論知識，也可以對較為分散的實驗課程進行銜接。

2.3教師吸收最新知識，引導學生主動學習

在課程的學習過程中，教師扮演的角色是知識和學生之間連接的載體，學生在教師的指導下能夠使用正確的方式方法理解掌握知識。教師需要定期查閱最新的國內(nèi)外文獻資料，建立移動通信教學團隊，團隊定期組織集體備課交流，針對最新的通信技術進行溝通交流，對教學中遇到的問題和困難進行研究。教師還需要培養(yǎng)學生獨立學習、獨立思考、獨立解決問題的能力，教師要采用引導式的教學方法，面對通信領域的最新技術，先學后教是其中的一種方法，另外也要引導學生自己主動去搜索學習這些新技術，比如可以將學生分組，給每個組分配一個方向，請學生自己查找最新文獻資料、瀏覽科技網(wǎng)站，然后請學生做課堂的主人，分享每個組學習到的移動通信領域的新技術，鼓勵學生們相互交流研究。

2.4嘗試校企聯(lián)合開展實踐教學

無線通信與移動網(wǎng)絡是一門實踐性較強的課程，近年來學校已經(jīng)與企業(yè)進行合作，聯(lián)合培養(yǎng)學生。目前無線通信這門課還沒有合作的企業(yè)參與到教學中，使用的仍然是傳統(tǒng)的教學方式。在學校內(nèi)進行的實踐教學一般是軟件仿真實驗以及實驗箱，在仿真驗證時，一般也只能針對課程中的某一個知識點進行，而不能對某個完整的項目進行，與實際的項目研發(fā)以及用人單位對于人才的需求具有一定的差距。高?？梢耘c企業(yè)合作建立既可以進行技術開發(fā)，又可以讓學生進行實踐課程學習的實驗室。學生可以做一些綜合性的開發(fā)實驗，不僅能通過實踐來驗證課堂上學習的理論知識，培養(yǎng)學生的工程素質(zhì)，而且能夠調(diào)動學生的積極性，提高學生的課程參與度。除了與企業(yè)共同建設實驗室外，還應該邀請企業(yè)教師對學生進行培訓。企業(yè)工程師相比于高校教師而言，具有更加豐富的項目經(jīng)驗，可以指導學生開展項目的實訓。高校教師也不能完全依賴于企業(yè)教師對學生進行培養(yǎng)，高校教師也應該參與跟進這些實訓項目，可以輔助企業(yè)教師監(jiān)督督促學生，更重要的是參與學習一些實踐項目，彌補自身項目經(jīng)驗的不足。

2.5結合實際案例輔助教學

對于工科專業(yè)，要求能夠培養(yǎng)應用型的人才，目前的仿真實驗雖然屬于實踐課程，但筆者認為這些仿真實驗仍然是偏理論的，因為這些軟件仿真實驗一般只是對于知識點的驗證，對于學生而言，實驗課做的事只是輸入一些公式，然后得到一些課本上已經(jīng)提供的結果圖，學生在實驗課程中缺乏思考，進行的更多的是按照課本公式敲代碼的工作，這樣即使是經(jīng)過實驗仿真驗證的知識點，學生也不會有太深刻的印象。所以需要在授課過程中加入綜合性的實例，引導學生對這些綜合性的項目進行分解思考，鼓勵學生自主學習、分組討論，提出問題后，教師再通過軟件仿真為學生答疑解惑。在課堂理論教學中結合實際案例的方式，可以把書本上的知識點和實際事物結合起來，一方面能培養(yǎng)學生主動學習探索的能力，另一方面可以提高學生的興趣，鞏固學習內(nèi)容。

3結語

無線通信與移動網(wǎng)絡這門課程的本科教學目前還面臨著一些困難，如知識更新過快、課程覆蓋知識點過廣等，明確教學目標，突出教學重點；借助仿真軟件進行課堂演示；教師吸收最新知識，引導學生主動學習；嘗試校企聯(lián)合開展實踐教學；結合實際案例輔助教學是這門課程進行改革的方向。無線通信與移動網(wǎng)絡與人們的生活息息相關，是計算機專業(yè)的學生需要學習掌握的一門課程，教師要重視對這門課程的學習和探索，投入充足的時間和精力，使學生更好地接受課程知識。

【參考文獻】

[1]黃宗偉.新時期下無線通信課程教學模式改革探索[J].湖北開放職業(yè)學院學報，2019，32（21）：126-127.

[2]李娜娜.無線通信原理課程的本科教學實踐與探索[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2019（9）：79-80+82.

[3]譚方青，陳宏濱.面向5G的通信工程專業(yè)課程《無線通信》教學改革與探索[J].教育現(xiàn)代化，2019，6（94）：65-67.

[4]孔英會，鮑慧，韓東升，等.多維協(xié)同課程教學模式的探索與實踐：以《現(xiàn)代通信理論》課程為例[J].中國電力教育，2021（4）：41-43.

[5]李學華，王亞飛，楊尚文，等.以工程教育認證為導向的“無線通信綜合實踐”課程方案設計[J].實驗技術與管理，2020，37（4）：217-220.

作者:仲冰 單位:鹽城工學院信息工程學院