無線通信課程的教學改革
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無線通信課程的任務是使學員掌握無線通信技術的基礎理論知識和無線通信系統(tǒng)特點，掌握無線通信系統(tǒng)的基本概念、基本原理、基本分析設計方法和關鍵技術，加強學生系統(tǒng)綜合運用通信專業(yè)理論知識的能力。無線通信是目前民用和軍事通信領域的研究熱點，課程的主要內(nèi)容包括無線信道、帶通傳輸、擴頻通信、無線通信組網(wǎng)等。無線課程的講授遵循學員的認知規(guī)律，體現(xiàn)在教學上不僅是知識的傳授，更是思維方法和認知過程的學習。課程注重理論和實際的結合，課程講授中與實際系統(tǒng)結合緊密，加深學生對無線通信原理的理解。課程建設著眼學員未來長遠發(fā)展，強化基本理論、基本知識和基本技能的教學。課程緊密跟蹤無線通信發(fā)展趨勢，緊貼軍事前沿，不斷更新教學內(nèi)容。課程本著學員是課程的主體的基本思想，積極鼓勵學員參與討論，引導學生自主深入地思考，結合身邊的實際以激發(fā)學生的學習興趣。
二、無線通信課程教學改革實踐
2.1構建完善的無線通信系列課程體系
以往在無線通信系列課程設置的考慮中，往往局限于一門課，缺乏系統(tǒng)，課程之間銜接不好，缺乏整體設計。面對飛速發(fā)展的無線通信現(xiàn)狀，不斷清晰的人才培養(yǎng)目標，無線通信系列課程體系必須加以改革與完善才能滿足要求，無線通信作為這一系列課程中的核心課程在教學改革實踐中才有準確的定位。近年來，面向新的復合型人才培養(yǎng)戰(zhàn)略，在學校深入進行教學改革，進行教學團隊建設的要求下，課程組集合本專業(yè)的專家教授經(jīng)過反復研究，結合十年來的經(jīng)驗總結與不斷改革，對無線通信系列課程進行了整合，去蕪存菁，形成了“縱向成體系，橫向成系統(tǒng)”的無線通信課程體系。其中縱向包含本科、碩士、博士、高科技培訓班四個培養(yǎng)層次，不同培養(yǎng)層次間教學內(nèi)容彼此銜接，輔助以不同的教學手段，形成縱向知識體系；同一培養(yǎng)層次間考慮不同的培養(yǎng)目標，教學內(nèi)容求同存異，形成橫向知識系統(tǒng)。這一無線通信系列課程體系的建立理順了無線通信縱向體系的教學內(nèi)容。本科生無線通信課程以基礎內(nèi)容為主，碩士生課程是本科生課程內(nèi)容的延伸，博士生課程以專題為主，涉及當前無線通信的熱點與前沿問題。教學內(nèi)容在各層次間具有良好的繼承性，注重主要內(nèi)容的把握，規(guī)范了教學內(nèi)容。無線通信屬于這一體系中的本科課程，既是基礎課程，也是核心課程。
2.2課程教學強化理論與實踐相結合
基于無線通信課程特點，課程教學中十分注重理論知識與實際問題的結合。在課程建設中提倡內(nèi)容與能力并重，課堂授課與課程實驗并重的原則。一是在課堂教學中，知識點的講授與實際問題相結合，使學生更直觀的理解相關概念并掌握技能。例如在自由空間傳播模型的講授中，討論室內(nèi)小型無線網(wǎng)絡的建立問題；在地面反射模型的講授中，討論岸邊基站與海面船只的通信問題；在路徑損耗和陰影衰落的混合模型中，討論無線通信系統(tǒng)的鏈路設計問題，并引申到軍用野外無線通信系統(tǒng)設計問題，接收機靈敏度等問題；在小尺度衰落類型中，加入課堂仿真系列實驗，結合平時我們使用手機中的傳輸問題加以講解；在無線通信中的典型數(shù)字調(diào)制中，列舉并對比目前典型的軍用民用無線通信的調(diào)制方式；在直接序列擴頻中，討論CDMA系統(tǒng)的傳輸問題；在跳頻擴頻中，討論美軍與我軍的軍用電臺實例；在無線通信中的組網(wǎng)技術中，諸如多址接入，多信道共用，阻塞率，區(qū)域覆蓋，頻率復用，小區(qū)制中的干擾，擴大系統(tǒng)容量等問題，均與移動蜂窩網(wǎng)中的實際系統(tǒng)相結合。在課堂授課的過程中，這些理論與實際相結合的環(huán)節(jié)采用了多種教學形式來進行。首先是案例教學，以實際系統(tǒng)為例來支撐知識點的講解，例如頻率復用等無線組網(wǎng)問題結合GSM網(wǎng)絡來講授教學效果就非常好，很容易激發(fā)學員的學習興趣。其次是例題的形式，例如給定相關參數(shù)條件下設計一室內(nèi)無線局域網(wǎng)，討論諸如覆蓋區(qū)域，接收機功率要求，布局等相關的問題。還有是提出實際問題，例如在高速移動的過程中，手機通話會突然出現(xiàn)“無聲”或信號中斷，會是什么原因呢？這一問題的解答就涉及了無線信道傳輸，無線組網(wǎng)等多個知識點。最后是計算機仿真在課堂上的演示，例如通過MATLAB仿真結果，在虛擬儀器上驗證小尺度衰落的特性。二是加強實驗課程建設。無線通信課程注重實驗課程的設置，實驗課程是與課堂教授同步進行的，成績計入課程考核成績，占15%。近年來投入資金進行了無線通信課程實驗的建設。購買了LTE-YD-02B型移動通信綜合實驗系統(tǒng)，在本科開設MSK/GMSK調(diào)制解調(diào)，CDMA擴頻通信系統(tǒng)，GSM無線網(wǎng)絡實驗模擬手機的功能等實驗。在這些與實際系統(tǒng)緊密結合的教學過程中，學生表現(xiàn)出了濃厚的學習興趣和強烈的求知欲，深化了學員對基礎理論的理解，取得了較好的教學效果。
2.3采用多樣化的教學手段提高教學效果
無線通信課程采用了多種教學手段，以期達到更好的教學效果。主要有：一是教學中堅持采用多媒體教學手段。為提高學生的課堂學習理解程度，我們精心制作了一套多媒體電子課件。該課件中有大量的圖形與動畫，將一些不易理解的內(nèi)容用生動形象的形式表現(xiàn)出來，使學員易于理解。電子多媒體課件有機地結合了教材、補充基礎知識、練習等內(nèi)容，突出了重點，既方便老師深入淺出的講授，又利于學員課下復習，效果好。二是采用MATLAB軟件完成了多個仿真系統(tǒng)演示。尤其是課程第二章無線信道的特性，課程內(nèi)容理論性強，內(nèi)容較抽象，學員學習中有畏難情緒。因此，我們就其中的無線信道沖激響應，多徑衰落，平坦衰落，頻率選擇性衰落等知識點增加了MATLAB仿真演示，通過實時修改參數(shù)，在虛擬儀器上觀察輸出，在課堂上與學員一起互動討論問題，加深理解。三是播放實驗錄像。實際系統(tǒng)調(diào)試中，在實驗儀器中可以清晰地觀察到一些無線通信信道的特性，我們將這些錄像在課堂上播放，具有良好的教學效果。四是加強信息化平臺建設，促進網(wǎng)絡教學的實施。無線通信課程建設了完善的課程網(wǎng)站，以促進教員與學生之間的交流。課程網(wǎng)站內(nèi)容豐富，學員可以從中得到課程信息，課件，電子教案，電子教材以及其他相關的信息，同時網(wǎng)站是很好的交流平臺，教員的作業(yè)，討論問題，與學員的交流均可以在此完成。
2.4注重教員隊伍的建設
經(jīng)過多年的建設，無線通信課程形成了“學科帶頭人＋創(chuàng)新團隊”的師資隊伍體系，呈現(xiàn)出突出的工程優(yōu)勢、學術優(yōu)勢和年齡優(yōu)勢。課程團隊現(xiàn)有教師六人，其中教授二人，副教授四人，具有博士學位的五人，已形成一支結構合理、以老帶新，中青年骨干挑大梁的教員隊伍。在強調(diào)學術隊伍的科研水平的同時，無線通信課程團隊突出強調(diào)教學水平的提高，突出了知識創(chuàng)新和知識傳授在師資隊伍上的融合。在工作中充分發(fā)揮有豐富教學經(jīng)驗和學術成果的老同志的傳、幫、帶作用，注重發(fā)揮中青年教員的作用。對師資隊伍進行嚴格的教學崗位培訓，做到跟課一學期，嚴格試講之后才能上崗。同時通過進一步改革、完善人才激勵機制，建立合理的人才流動和競爭機制，激發(fā)教員的工作熱情。課程團隊特別注重對后備師資力量的培養(yǎng)，強調(diào)培養(yǎng)與引進相結合，以事業(yè)凝聚人才，努力營造良好的成才環(huán)境。近年選派三位優(yōu)秀中青年教學科研骨干赴國外知名大學訪問學者，多人次參加國際國內(nèi)重大學術交流活動，到國內(nèi)外名牌大學及研究機構做訪問學者或作課題研究，促進優(yōu)秀人才脫穎而出。
三、結束語
無線通信課程教學改革經(jīng)過了幾個教學全過程得到了檢驗，得到了專家和同學們的肯定，取得了很好的教學效果。課程教學建設是一個涉及多方面內(nèi)容的系統(tǒng)工程，不是一蹴而就的，而是一個長期積累不斷改進的過程。在課程改革深化的時期，我們不可輕言放棄原有的教學成果，既要學習別人的，更重要的是發(fā)展自己的，在發(fā)展中走好每一步，才能有效地提高并得到很好的發(fā)展。
作者：張 煒 王世練 朱江 單位：國防科技大學電子科學與工程學院
