新工科建設背景下通信課程改革新思路

張瑩

關鍵詞：移動通信；仿真平臺；互聯網+

中圖分類號：G424+ 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）08-0083-03

0 引言

近幾年，移動通信技術發展迅速，從2G到5G，技術的革新促進人們生活質量的不斷提升，通信技術專業人才短缺問題也日趨突顯。如何培養高素質、高水平通信人才是應用型高校一直探討的問題。

在各高校中，移動通信技術都以理論課堂講授和實驗課堂操作來完成。在理論上，教師專業知識豐富，緊跟技術發展，傾囊相授移動技術知識。但是實驗課上，由于實驗條件的局限，并不能達到理想的效果。目前，大多數高校使用的實驗箱依然是移動通信實驗課程的首選。實驗箱能夠對移動通信技術中的調制和解制、擴頻和解擴等基礎原理進行模擬仿真，通過示波器對各級信號波形的觀察和分析來幫助學生們掌握移動通信的基礎知識。同時，實驗箱設備價格較低，易于配備，因此一直受高校青睞[1]。

實驗教學作為檢驗學生是否充分理解并掌握理論知識的方式，應該與理論教學相輔相成，但是實驗箱僅能滿足基礎性原理的驗證，不能構建蜂窩無線通信系統，與現實的移動交換機、基站、手機用戶等元素組建的通信網絡相差較大；在實驗箱中，多個信號處理模塊集成在一起，學生無法觀察到信號的傳輸和處理過程，對模塊內部結構和工作原理不夠清楚，也不能參與模塊的設計與制作及改進；此外，實驗箱的驗證操作對于培養學生的創新意識、綜合實驗能力、解決問題的能力等方面，也存在一定的局限性，學生對理論知識理解和動手能力的培養都難以達到效果。

因此，為了讓學生更好地掌握移動通信技術、提升實際工程組網能力、啟發學生能夠獨自思考和解決問題、培養未來社會高素質通信人才，移動通信技術課堂需不斷改革新的教學方式。

1 改革教學方式

1.1“互聯網+信息技術”理論教學

《移動通信技術》是高等院校通信工程與信息工程專業的核心課程，涉及移動通信的基本理論、無線通信系統的傳播特性和組網方式；移動通信的關鍵技術，如編碼、數字調制、干擾和抑制等；不同類型的移動通信多地址接入方式；移動通信技術的應用系統，覆蓋2G到5G移動網絡，課程內容理論性強、知識點多，學生掌握困難，對理論教學的改革迫在眉睫。

1）“互聯網+”的海量資源

近幾年，學校通過網絡、微信群等方式不斷推送諸如中國大學MOOC、智慧樹、超星、雨課堂等教學平臺信息以及介紹各類線上教學優秀案例，移動通信課程組教師充分學習并借鑒上述資源，對該課程的教學單元內容、考核方式、課程資源等環節進行了建設。此外，在《移動通信技術》課程建設過程中，不斷陸續增加教學團隊自行錄制的視頻資源，針對學生專業特點和應用型高校需求，嵌入實踐和案例資源，有效地豐富教學資源。

2） 信息技術為教學助力

隨著信息技術的發展，將網絡平臺資源與線下教學相結合是幫助學生自主學習、激發學生學習積極性的有效途徑之一。教師將課程內容按章節上傳至網絡平臺，供學生自主查閱和學習，他們可以利用課余時間對移動通信技術進行課前預習和課后復習，加深對知識的理解；網絡課庫中設置的大量各章節的練習題，老師可以通過下發作業的形式對學生知識掌握的情況進行考核，學生也可以自主在題庫中進行練習；課堂中，教師通過軟件選人答題和全員答題投票的環節，加強了師生之間的互動，使課堂生動、有趣。圖1為使用網絡平臺的教學情況。

3） 翻轉課堂

“以學生為中心”教學理念不斷深入，使移動通信課堂從原來的“由老師講出來”轉變為“由學生說出來”，教師引導學生查閱資料、提出問題、開展討論、尋找答案，培養學生的自主學習能力、分析和解決問題的能力。尤其針對某個案例的頭腦風暴、分組討論、講臺展示，更能引起學生的興趣，激發他們的勝負欲，取得“教”“學”雙贏的效果[2]。

1.2 豐富實驗教學手段

1） 實驗箱教學

在實驗教學中，利用模塊化集成電路實驗箱進行原理性實驗，學生自己動手連接和測試電路板，利用示波器可以對波形進行觀察和分析，結合實驗現象，對結果和問題進行分析討論，加深對信號產生、調制、解調原理的認識，提高實際操作和動手能力。

2） 仿真軟件教學

目前，《移動通信技術》課程采用的虛擬仿真實驗平臺包含場景仿真系統和仿真路側端系統兩部分。場景仿真系統能夠實時仿真，該系統模擬生成的數據能夠被仿真路側端系統采集記錄，仿真結束后，場景仿真系統產生的數據能夠供仿真路側端系統導入并進行分析，通過對參數的調整來實現移動系統的優化。場景仿真系統和仿真路側端系統相互配合使用能夠形成一個閉環的操作系統，幫助學生們更好的學習移動通信網絡以及相關的知識。仿真平臺和仿真測試如圖2所示。

3） 校企聯合實驗教學

對于應用類型的高校來說，教書育人的主要目標是培養能夠為行業所用、企業好用的專業型人才。學校深度開展校企合作，豐富合作方式和內容，建立校企聯合實驗室，針對不同年級的學生，開展不同的教學模式。對于大一新生，邀請合作企業的工程師到校和師生交流，建立學生對專業的認識和認可，讓學生了解通信專業的發展歷程、前景和應用，建立專業自信。對于大二、大三的中年級學生，充分利用企業工程師資源，帶案例和行業新技術進課堂、給予實訓指導，促進教學內容與時俱進。對于大四畢業班的學生，學校積極響應搭建校企聯合平臺，輸送畢業生到企業中實習，幫助學生理論聯系實際，增強工程實戰經驗，促進“畢業”與“就業”的無縫銜接。

多樣化的實驗教學，是理論教學的補充，它把難懂的理論進行形象化展示，幫助學生們對加深對通信系統和關鍵技術的理解，提高系統設計能力和分析解決問題的能力，符合應用型高校人才培養的需求[3]。

1.3 以賽促學

培養學生創新實踐和檢驗教學效果的重要途徑之一就是參與各類競賽，它有很強的針對性和專業性，能夠激勵學生向縱深方向學習、鉆研和發展。在課堂教學中，教師會鼓勵通信專業學生們積極參加各類學科比賽，如“大唐杯”“藍橋杯”電子技術設計大賽“互聯網+”等，經過參賽促進學生更主動、更深入地去學習，實現“以學促賽、以賽促學，學賽合一”。

1） 零基礎培訓計劃。對于低年級的大學生，面向本專業學生開展基礎培訓，掌握專業技能，比如CAD工程制圖、PCB印制板設計、單片機設計等，擴大學生的參與面，調動學生的學習興趣，將競賽項目融入基礎的教學環節，有效地解決了理論課程枯燥乏味、課后作業抄襲嚴重、課程實踐報告千篇一律等問題。

2） 實驗室、創新創業平臺開放計劃。近幾年來，學校先后與多個知名科技公司完成校企合作、共建聯合實驗室，實驗室全面向學生進行開放，使學生有了創新的土壤、實踐的平臺。同時，企業攜帶創新項目與師生共同參與開發，企業工程導師為學生自主創新、創業團隊提供指導和咨詢，多樣化的校企深度合作方式大力開展，實現企業、高校、學生三方共贏的局面。

3） 優質團隊養成計劃。實戰經驗豐富的優秀指導老師團隊，圍繞競賽對參賽學生給予持續的關注和指導，旨在提高比賽成績。前期開展校內選拔賽，針對優秀學生進行培訓，采用持續培養模式，即“大一選拔入隊加強基礎學習，大二跟隊鍛煉申報學生課題，大三組隊比賽成果量產”，形成周期良性循環，從深度和廣度上提高學生的專業技能和實踐創新能力，達到以賽促學目的。

“以賽促學”的逐步推進，學生們在各類競賽中均取得多次國賽一等獎、二等獎的好成績，同時，“以賽促學”有利于激發學生的學習潛能，提高學習熱情；有利于提升他們分析、解決問題的能力，增強就業競爭力；有利于促進教師的工作積極性并熱愛自己的職業，提升教師的責任感和成就感。

2 課程改革實施效果

1） 學習范圍更廣

互聯網技術的飛速發展推動了相關其他行業的技術革新，智能手機的普及和4G/5G技術的成熟，使移動智能、互聯互通成為互聯網+時代的特征，利用超星學習通等平臺，通過收集網絡優質資源，打造精品課程，實現資源共享、互惠雙贏。海量資源可通過首頁找資料一鍵查找，包括各類電子書、期刊、論文、報紙、專題、視頻、網課等，所有資源都可以供用戶免費使用，使學生在知識的海洋中暢游[4]。

2） 知識掌握更高效

天道酬勤，壯志凌云。網絡平臺在課堂教學的使用拓寬了學生學習的方式和渠道，讓知識的學習成為一種“交互式”學習，學生可以與教師平等交流，可以自主選擇更感興趣、更有針對性的學習內容，使理論的知識不再枯燥和無趣，變得生動而易懂，促進學生們德智并舉，茁壯成長。

3） 實踐力更強

實驗箱+仿真實驗平臺的改變，結合各類專業比賽的推動，使《移動通信技術》內容更加豐富多彩、實用性強，加強學生對課程理論知識的掌握和理解，培養學生在實際工作中所需要的專業知識和技能，以及對移動通信系統的認知能力，開闊學生的眼界和知識面，提高了學生在行業內的就業競爭力，縮短了畢業生工作崗位適應期，實現從“畢業”到“就業”的無縫銜接，滿足了新工科高校的需要。

4） 師生溝通更深入

翻轉式課堂使學生掌握課堂的主動權，“以學生為中心”讓他們有很深的融入感和歸屬感，師生之間更平等、更無拘無束，結合虛擬網絡世界，教師與學生之間的溝通更加頻繁和親密，問題答疑、案例探討、就業建議，甚至學習煩惱、情感疑惑都成為師生之間的“悄悄話”，給予學生充分的空間去表達和傾訴，引導學生良性地成長和始終保持積極向上的人生態度。

5） 學習興趣更濃

《移動通信技術》課程新教學方式的使用，對傳統的“老師講，學生聽”的方式進行了變革，“以學生為中心”成為教學目標和宗旨。翻轉課堂式教學，提高了學生的學習興趣和課堂的教學效率，杜絕上課走神、思維死板、自主學習能動性差、創新力不夠等問題，把移動通信課堂交給學生來發揮、來設計，老師充分進行引導或者輔助，提高學生的學習自主性，讓學生更好地參與教學的每一個環節，提升學生的融入感、獲得感[5]。

3 結束語

從傳統的《移動通信》課程教學現狀出發，分析了實驗箱教學的制約因素，并將虛擬仿真平臺和校企合作引入移動通信實驗教學課堂，使學生進行創新性、綜合性的實驗，加強了對通信網絡的理解和掌握；網絡教學平臺的使用，拉近了師生距離，使枯燥的移動通信原理變得更加生動形象和更加有趣，學習的資源也更加豐富；“以賽促學”的推進，提高了學生的實踐能力和分析、解決問題的能力，增強了學生就業競爭力。在新工科建設背景下，不斷探索新的教學方式和思路，既有利于移動通信課堂的多元化發展，又促使學生“理論聯系實際”，快速成長為通信行業人才。