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【摘 要 】为了提高无线通信课程的教学效果,从完善无线通信课程体系,强化课程教学理论与实践相结合,采用多样化的教学手段提高教学效果,注重教员队伍的建设等方面,对课程进行深化改革,旨在为高校学生的无线通信课程改革提供有益的借鉴.
【关 键 词 】无线通信 教学改革
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）11-0246-02
无线通信是本科通信工程专业的专业必修课程,在该课程的教学过程中,我们发现学员在学习过程中存在着一些问题.无线通信是一门理论与实际结合紧密的课程,学员掌握理论知识较快,但一遇到与实际系统相结合的问题就有畏难情绪,分析问题或无头绪,或不全面,或不能正确应用所学理论知识.另外,无线通信是一门知识综合运用的课程,较深入涉及到通信原理,信息论,天线与电波传播,数字信号处理等课程,学员在解决系统问题时综合运用所学知识的要求较高.
基于教学效果上的这些问题,并且考虑无线通信在近二十年来的飞速发展,我院无线通信课程组依据无线通信发展现状整合无线通信课程体系,不断尝试多种教学改革方法,包括不断深化多媒体教学,强化实验课程,引入案例教学,推进研讨教学等.现就该课程的基本情况和所做的教改实践加以介绍.
1.无线通信课程特点
无线通信课程的任务是使学员掌握无线通信技术的基础理论知识和无线通信系统特点,掌握无线通信系统的基本概念、基本原理、基本分析设计方法和关键技术,加强学生系统综合运用通信专业理论知识的能力.无线通信是目前民用和军事通信领域的研究热点,课程的主要内容包括无线信道、带通传输、扩频通信、无线通信组网等.
无线课程的讲授遵循学员的认知规律,体现在教学上不仅是知识的传授,更是思维方法和认知过程的学习.课程注重理论和实际的结合,课程讲授中与实际系统结合紧密,加深学生对无线通信原理的理解.课程建设着眼学员未来长远发展,强化基本理论、基本知识和基本技能的教学.课程紧密跟踪无线通信发展趋势,紧贴军事前沿,不断更新教学内容.课程本着学员是课程的主体的基本思想,积极鼓励学员参与讨论,引导学生自主深入地思考,结合身边的实际以激发学生的学习兴趣.
2.无线通信课程教学改革实践
2.1 构建完善的无线通信系列课程体系
以往在无线通信系列课程设置的考虑中,往往局限于一门课,缺乏系统,课程之间衔接不好,缺乏整体设计.面对飞速发展的无线通信现状,不断清晰的人才培养目标,无线通信系列课程体系必须加以改革与完善才能满足要求,无线通信作为这一系列课程中的核心课程在教学改革实践中才有准确的定位.
近年来,面向新的复合型人才培养战略,在学校深入进行教学改革,进行教学团队建设的要求下,课程组集合本专业的专家教授经过反复研究,结合十年来的经验总结与不断改革,对无线通信系列课程进行了整合,去芜存菁,形成了“纵向成体系,横向成系统”的无线通信课程体系.其中纵向包含本科、硕士、博士、高科技培训班四个培养层次,不同培养层次间教学内容彼此衔接,辅助以不同的教学手段,形成纵向知识体系；同一培养层次间考虑不同的培养目标,教学内容求同存异,形成横向知识系统.
这一无线通信系列课程体系的建立理顺了无线通信纵向体系的教学内容.本科生无线通信课程以基础内容为主,硕士生课程是本科生课程内容的延伸,博士生课程以专题为主,涉及当前无线通信的热点与前沿问题.教学内容在各层次间具有良好的继承性,注重主要内容的把握,规范了教学内容.无线通信属于这一体系中的本科课程,既是基础课程,也是核心课程.
2.2 课程教学强化理论与实践相结合
基于无线通信课程特点,课程教学中十分注重理论知识与实际问题的结合.在课程建设中提倡内容与能力并重,课堂授课与课程实验并重的原则.
一是在课堂教学中,知识点的讲授与实际问题相结合,使学生更直观的理解相关概念并掌握技能.例如在自由空间传播模型的讲授中,讨论室内小型无线网络的建立问题；在地面反射模型的讲授中,讨论岸边基站与海面船只的通信问题；在路径损耗和阴影衰落的混合模型中,讨论无线通信系统的链路设计问题,并引申到军用野外无线通信系统设计问题,接收机灵敏度等问题；在小尺度衰落类型中,加入课堂仿真系列实验,结合平时我们使用手机中的传输问题加以讲解；在无线通信中的典型数字调制中,列举并对比目前典型的军用民用无线通信的调制方式；在直接序列扩频中,讨论CDMA系统的传输问题；在跳频扩频中,讨论美军与我军的军用电台实例；在无线通信中的组网技术中,诸如多址接入,多信道共用,阻塞率,区域覆盖,频率复用,小区制中的干扰,扩大系统容量等问题,均与移动蜂窝网中的实际系统相结合.
在课堂授课的过程中,这些理论与实际相结合的环节采用了多种教学形式来进行.首先是案例教学,以实际系统为例来支撑知识点的讲解,例如频率复用等无线组网问题结合G网络来讲授教学效果就非常好,很容易激发学员的学习兴趣.其次是例题的形式,例如给定相关参数条件下设计一室内无线局域网,讨论诸如覆盖区域,接收机功率要求,布局等相关的问题.还有是提出实际问题,例如在高速移动的过程中,手机通话会突然出现“无声”或信号中断,会是什么原因呢?这一问题的解答就涉及了无线信道传输,无线组网等多个知识点.最后是计算机仿真在课堂上的演示,例如通过MATLAB仿真结果,在虚拟仪器上验证小尺度衰落的特性.
二是加强实验课程建设.无线通信课程注重实验课程的设置,实验课程是与课堂教授同步进行的,成绩计入课程考核成绩,占15%.近年来投入资金进行了无线通信课程实验的建设.购买了LTE-YD-02B型移动通信综合实验系统,在本科开设MSK/GMSK调制解调,CDMA扩频通信系统,G无线网络实验模拟手机的功能等实验.
在这些与实际系统紧密结合的教学过程中,学生表现出了浓厚的学习兴趣和强烈的求知欲,深化了学员对基础理论的理解,取得了较好的教学效果. 2.3采用多样化的教学手段提高教学效果
无线通信课程采用了多种教学手段,以期达到更好的教学效果.主要有：
一是教学中坚持采用多媒体教学手段.为提高学生的课堂学习理解程度,我们精心制作了一套多媒体电子课件.该课件中有大量的图形与动画,将一些不易理解的内容用生动形象的形式表现出来,使学员易于理解.电子多媒体课件有机地结合了教材、补充基础知识、练习等内容,突出了重点,既方便老师深入浅出的讲授,又利于学员课下复习,效果好.
二是采用MATLAB软件完成了多个仿真系统演示.尤其是课程第二章无线信道的特性,课程内容理论性强,内容较抽象,学员学习中有畏难情绪.因此,我们就其中的无线信道冲激响应,多径衰落,平坦衰落,频率选择性衰落等知识点增加了MATLAB仿真演示,通过实时修改参数,在虚拟仪器上观察输出,在课堂上与学员一起互动讨论问题,加深理解.
三是播放实验录像.实际系统调试中,在实验仪器中可以清晰地观察到一些无线通信信道的特性,我们将这些录像在课堂上播放,具有良好的教学效果.
四是加强信息化平台建设,促进网络教学的实施.无线通信课程建设了完善的课程网站,以促进教员与学生之间的交流.课程网站内容丰富,学员可以从中得到课程信息,课件,电子教案,电子教材以及其他相关的信息,同时网站是很好的交流平台,教员的作业发布,讨论问题发布,与学员的交流均可以在此完成.
2.4注重教员队伍的建设
经过多年的建设,无线通信课程形成了“学科带头人+创新团队”的师资队伍体系,呈现出突出的工程优势、学术优势和年龄优势.课程团队现有教师六人,其中教授二人,副教授四人,具有博士学位的五人,已形成一支结构合理、以老带新,中青年骨干挑大梁的教员队伍.
在强调学术队伍的科研水平的同时,无线通信课程团队突出强调教学水平的提高,突出了知识创新和知识传授在师资队伍上的融合.在工作中充分发挥有丰富教学经验和学术成果的老同志的传、帮、带作用,注重发挥中青年教员的作用.
对师资队伍进行严格的教学岗位培训,做到跟课一学期,严格试讲之后才能上岗.同时通过进一步改革、完善人才激励机制,建立合理的人才流动和竞争机制,激发教员的工作热情.
课程团队特别注重对后备师资力量的培养,强调培养与引进相结合,以事业凝聚人才,努力营造良好的成才环境.近年选派三位优秀中青年教学科研骨干赴国外知名大学访问学者,多人次参加国际国内重大学术交流活动,到国内外名牌大学及研究机构做访问学者或作课题研究,促进优秀人才脱颖而出.
3.结束语
无线通信课程教学改革经过了几个教学全过程得到了检验,得到了专家和同学们的肯定,取得了很好的教学效果.
课程教学建设是一个涉及多方面内容的系统工程,不是一蹴而就的,而是一个长期积累不断改进的过程.在课程改革深化的时期,我们不可轻言放弃原有的教学成果,既要学习别人的,更重要的是发展自己的,在发展中走好每一步,才能有效地提高并得到很好的发展.