《衛星通信》課程本科教學改革研究

洪濤

摘 要：隨著衛星通信技術的發展和培養我國的衛星通信技術人才的需要，如何培養我國的衛星通信專業技術人才是當今我國高校教育中面臨的一項挑戰。該文從課程實際教學中遇到的問題出發，從課堂講授方式、學生軟硬件動手能力的培養和課程的考查方式這三個方面探討了課程教學改革的措施。經過一段時間的教學實踐，取得了較好的教學效果。

關鍵詞：衛星通信 ?本科教學 ?教學改革 ?Matlab軟件仿真平臺

中圖分類號：TN927 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（a）-0141-02

Research of Undergraduate Teaching Reform for Satellite Communication Course

Hong Tao

（College of Telecommunications & Information Engineering， Nanjing University of Posts and Telecommunications， Nanjing JiangSu 210003， China）

Abstract：With the development of satellite communication technique and requirement of technical personnel for our country，the problem of cultivating satellite communication talents has been a challenge for chinese universities.In this paper，we focus on the classroom teaching method，experimental hardware and software platform，and course examination method for satellite communication course according to the problem of practical teching.It is proved that teching reform had a better performance of this paper.

Key Words：Satellite communication;Undergraduate Teaching;Teching reform

衛星通信是指利用衛星作為中繼站實現兩個或多個地球站之間的信息交換的無線通信技術，綜合了通信技術、計算機計算和航空航天技術的交叉學科[1-2]。近年來衛星通信技術不斷革新，例如中低軌道的移動衛星通信系統等都受到了人們廣泛的關注。我國的衛星通信技術相比與美國等發達國家還存在一定的差距，如何培養我國的衛星通信專業技術人才是當今我國高校教育中面臨的一項挑戰[3-4]。

在南京郵電大學本科生培養計劃中《衛星通信》課程是作為大四學生專業限選課程。設置這門課程的目的是在《通信原理》等專業課的基礎上，系統級的幫助學生鞏固已經學習的通信基礎知識、掌握通信基礎理論在實際的無線通信系統中的應用、以及衛星通信的組網技術。課程總共分為5個部分的內容在教學計劃中安排了32個學時和8個實驗學時，考察方式為閉卷考試結合試驗成績。在其他高校衛星通信課程教師的教學經驗[5-6]和筆者幾年的教學過程中，總結了如下幾點在教學過程中發現的問題：（1）本課程屬于專業限選課程，講授內容是建立在《通信原理》等基礎必修課程的基礎上的，學生對于無線通信基礎知識掌握存在較大的差異，導致講授過程中學生對于知識點的理解存在較大差異，課堂教學效果不能達到預定的目標;（2）大四學生面臨畢業的壓力，注意力主要放在的考研、找工作等方面，學生對于衛星通信技術學生的興趣和學習效率普遍很低;（3）傳統的教師課堂講授的方式枯燥，加上衛星通信系統知識點的分散和抽象，使得學生課上對于知識點理解效率低下，課后更沒有時間回顧課程的內容;（4）考試前學生只是結合前幾年的考試試卷采用死記硬背的備考方式，根本不理解知識點的含義，導致學生考完就不記得所學習的課程。上述的幾個方面導致課程的通過率逐年下降，學生選修學習這門課程的人數逐漸減少。如何提高課程的教學質量已是《衛星通信》課程迫切需要解決的問題。

針對上述的幾個問題，作者在教學過程中引入了以下三點的改革思路：（1）激發學習興趣，學生基礎存在差異，需要教師在講授過程中回顧對比無線通信的基礎知識點，幫助學生理解無線通信基礎知識在衛星通信系統級平臺上的應用。采用多媒體、拓展課程等手段激發學有余力的學生對于從事衛星通信事業的興趣;（2）知識點講授，衛星通信課程知識點較為分散，在講授的過程中對比其他的通信網絡知識點，在對比的過程中使得學生掌握衛星通信課程中的關鍵知識點。引入Matlab軟件仿真平臺和硬件實驗平臺，使得抽象的知識點形象化;（3）課程考查方法，將傳統上課點名和期末考試的課程考查方法改為平時大作業、實驗成績和期末考試相結合的考查方式。

1 教學方式改革

作者認為學生對于衛星通信課程學習的效果關鍵在于兩個方面，一是教師的知識點講授方法;二是激發學生對于課程的學習興趣。為了做好上述的兩個方面作者從以下的三方面入手，提高衛星通信課程的教學效果。

1.1 課堂講授方式

衛星通信課程在無線通信體系中并不是一門孤立的課程，應該放在整個無線通信大的背景中來講授。針對學生基礎知識的差異，作者在傳統講授方法的基礎上補充了以下的三種講授方式：（1）支撐知識點的回顧，學生在理解衛星通信中新的知識點的時候，都需要用到無線通信中基礎的知識體系，講授在講授之前用適合的時間回顧下基礎知識點存在一定的必要性。如在講授編碼和調制技術的時候幫助學生回顧下編碼的基本概念、正交調制等基礎的知識點，再引申出衛星通信中使用的LDPC碼、QAM調制技術等知識點。這樣使得基礎知識點較為薄弱的學生不會在課程的開始階段就失去學習的興趣，進而惡性循環;（2）聯系對比教學，衛星通信網絡是適用于衛星通信鏈路的網絡體系，與傳統的地面移動通信網絡是存在一定的差異的。課程講授過程中引入這些差異性講授有助于學生更深刻的理解衛星通信的知識點。在這種上下聯系，左右對比的教學環境中使得學生在原有的知識體系中引申出衛星通信的知識點;（3）拓展性課程，對于學有余力的學生，課堂時間中教師講授的有限知識點并不能滿足學生對于衛星通信系統的理解，需要激發學生對于衛星通信技術的學習興趣，使得他們利用課余的時間利用圖書館、實驗室等資源更好的學習衛星通信的知識。作者在課程中適當的加入了一些拓展課程的教學方式激發學生的學習熱情，如在課程講授中加入美國的探月工程和中國的嫦娥工程等視屏結合PPT的方式激發學生從事我國的衛星通信事業。endprint

1.2 Matlab軟件仿真平臺和硬件實驗平臺

衛星通信課程是一門需要軟硬件結合教學的學科，教學過程中需要提高學生自主的軟硬件動手能力。由于學校硬件實驗平臺受資金等方面的局限，學生的動手能力并不能得到很好的鍛煉，這就要求教師在教學過程中也需要培養學生的動手能力。作者在平時的教學課程中基于Matlab仿真平臺以大作業的形式布置一定的軟件仿真實驗，補充硬件實驗平臺的不足。布置這種探索性的大作業可以激發學生自主學習的熱情，更好的理解學習的知識點，如在衛星通信VSAT網絡中對于歐蘭B公式的理解，作者布置了相關的Matlab編程大作業，學生在課程考試中對于這個知識點的掌握情況就很好，說明布置的大作業對于學生知識點的理解起到了一定的積極效果。在實驗室的硬件實驗中增加學生自主的動手實驗內容，增加學生對于學科的感性認識，通過學生自主動手對于這些系統安裝調試，提高學生的動手能力，在學習的同時激發他們課程實踐的興趣。

1.3 課程的考查方式

南京郵電大學衛星通信課程傳統的考查方式是實驗成績占總成績的30%，閉卷考試成績占總成績的70%的考查方式。作者在教學過程中發現這種考查方式并不能很好的反應學生的學習效果。課程結束后學生大多結合往年的考試試卷，采用死記硬背的方式通過考試，考完后就不記得所學的知識點。作者在實際的教學過程中采用平時Matlab大作業占總成績的30%、硬件實驗成績占總成績的20%和課程結束考試占總成績的50%的考查方式。在軟硬件實驗中強調培養學生利用學校的圖書館和實驗室的查資料學習和動手等能力。考試試卷中降低概念性試題的比例，適當提高探索性問題的比重，如在星站距和俯仰角知識點的考查中，在試卷中直接給出基本的計算公式，不需要學生去死記硬背計算公式，而在俯仰角的修正過程中增加試題的靈活度，如果學生在平時的課程和Matlab大作業中深入理解計算公式的物理過程能很容易的解答試題，而平時Matlab大作業不認真完成靠考試前死記硬背公式的學生不了解公式的物理含義很容易在修正的過程中出錯，這樣能更好的考查學生對于衛星通信知識點的掌握情況。作者通過兩個學年的實驗，這種綜合體系的考查方式更能真實的反應學生對于本課程的掌握程度。

2 結語

作者通過與學生的交流，采用上述的三種教學改革方法，可以在一定程度上激發學生對于衛星通信課程的學習熱情，選修這門課程的人數具有一定程度的增加，學生對于知識點的掌握更為清晰，取得了一定的教學效果。該文對于衛星通信這門課程的教學改革作了初步的研究，如何取得更好的教學效果還需要與廣大高校中衛星通信課程教師共同探討。

參考文獻

[1] 王麗娜.衛星通信系統[M].國防工業出版社，2006.

[2] 夏克文.衛星通信[M].西安電子科技大學出版社，2008.

[3] 張更新，謝智東，譚哲.衛星通信的發展現狀及產業發展綜述[J].數字通信世界，2009（6）：24-30.

[4] 杜青，夏克文，喬延華.衛星通信發展動態[J].通信技術，2010（3）：24-29.

[5] 張暉.“衛星通信”課程本科教學的實踐與探索[J].科技信息，2009（31）：169.

[6] 崔得龍.衛星通信課程改革的嘗試[J].西藏大學學報，2006，21：51-53.endprint