“抗干擾通信”一流課程建設(shè)的實(shí)踐與思考

王世練 庫(kù)錫樹(shù) 凌云翔

［摘要］為進(jìn)一步加強(qiáng)研究生課程體系建設(shè)、提升課程教學(xué)質(zhì)量，國(guó)防科技大學(xué)自2010年在全校范圍內(nèi)啟動(dòng)了研究生一流課程體系建設(shè)項(xiàng)目。基于“抗干擾通信”一流課程建設(shè)的實(shí)踐，本文重點(diǎn)探討了以科研成果進(jìn)課堂為出發(fā)點(diǎn)的課程內(nèi)容更新和研究型教學(xué)模式改革問(wèn)題，推出了基于科研成果和科研思想的教學(xué)內(nèi)容更新、案例教學(xué)和課程設(shè)計(jì)等舉措。

［關(guān)鍵詞］抗干擾通信 一流課程建設(shè)研究型教學(xué)模式改革

［中圖分類號(hào)］G642.3［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］2095-3437（2014）12-0085-02

根據(jù)《國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)“十二五”重點(diǎn)建設(shè)高素質(zhì)新型軍事人才培養(yǎng)（研究生教育部分）實(shí)施方案》，我校研究生院及時(shí)啟動(dòng)了研究生一流課程體系建設(shè)項(xiàng)目。針對(duì)學(xué)術(shù)學(xué)位研究生課程，提出了以“加強(qiáng)基礎(chǔ)、突出前沿、強(qiáng)化實(shí)踐、引導(dǎo)創(chuàng)新”為原則，重點(diǎn)提高課程內(nèi)容的學(xué)術(shù)水平，加強(qiáng)研究型教學(xué)模式改革，強(qiáng)化研究能力與創(chuàng)新能力培養(yǎng)；對(duì)于專業(yè)學(xué)位研究生課程建設(shè)，則以“完善知識(shí)結(jié)構(gòu)、提高思維能力，強(qiáng)化實(shí)踐培養(yǎng)”為原則，重點(diǎn)建設(shè)示范性教學(xué)案例、實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)、應(yīng)用性教材體系。根據(jù)研究生一流課程體系建設(shè)項(xiàng)目的具體要求，在“抗干擾通信”課程建設(shè)的實(shí)踐中，我們重點(diǎn)在課程教學(xué)內(nèi)容更新、教學(xué)模式改革等不同層次上進(jìn)行了一定的探索，以科研成果進(jìn)課堂為出發(fā)點(diǎn)，分別針對(duì)性地推出了基于科研成果和科研思想的課堂教學(xué)內(nèi)容更新、教學(xué)案例設(shè)計(jì)等重要舉措，有效地提高了課程的教學(xué)質(zhì)量。

一、課程建設(shè)概況

“十一五”以來(lái)，我們緊緊抓住新軍事變革和軍隊(duì)信息化建設(shè)的發(fā)展機(jī)遇，圍繞軍事信息系統(tǒng)和武器裝備體系建設(shè)等國(guó)防與軍隊(duì)建設(shè)的重大需求，先后開(kāi)設(shè)了作戰(zhàn)指揮學(xué)、軍事運(yùn)籌學(xué)、軍事通信學(xué)、軍事情報(bào)學(xué)、密碼學(xué)等五個(gè)二級(jí)學(xué)科30余門(mén)研究生專業(yè)課程。為進(jìn)一步提高軍隊(duì)指揮學(xué)的整體水平，滿足學(xué)校構(gòu)建科學(xué)合理、可持續(xù)發(fā)展的綜合化學(xué)科體系的重要需求，通過(guò)對(duì)照檢查，提出了以下主要建設(shè)內(nèi)容：加強(qiáng)一級(jí)學(xué)科頂層設(shè)計(jì)和融會(huì)貫通；密切注視軍隊(duì)指揮領(lǐng)域發(fā)展動(dòng)態(tài)，積極引進(jìn)新思想、新理論和新方法，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，提高課程內(nèi)容的學(xué)術(shù)水平；加強(qiáng)研究型教學(xué)模式改革，面向軍事斗爭(zhēng)和國(guó)防建設(shè)需求，緊密結(jié)合軍事實(shí)際，加強(qiáng)學(xué)員分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)和交叉創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

“抗干擾通信”是專門(mén)為軍隊(duì)指揮學(xué)學(xué)科研究生開(kāi)設(shè)的前沿課程之一，是目前“軍隊(duì)信息學(xué)”二級(jí)學(xué)科下的專業(yè)核心課程。“十一五”期間，該課程申請(qǐng)了學(xué)校研究生院發(fā)布的軍事案例教學(xué)改革項(xiàng)目——“抗干擾通信技術(shù)教學(xué)戰(zhàn)例與Matlab仿真軟件包”，完成了針對(duì)重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容的MATLAB仿真程序包和教學(xué)案例建設(shè)。在課程體系設(shè)計(jì)上，重點(diǎn)講授直接序列擴(kuò)頻、跳頻擴(kuò)頻、陣列信號(hào)處理等基本抗干擾技術(shù)，特別注重對(duì)干擾效能評(píng)估、通信干擾、偵察與反偵察等技術(shù)的探討；教學(xué)實(shí)施中，側(cè)重于培養(yǎng)研究生形成縝密的邏輯思維，提高學(xué)生基礎(chǔ)科研素質(zhì)，有助于提升研究生的科研潛力。結(jié)合軍隊(duì)指揮學(xué)研究生一流課程體系建設(shè)的具體要求，在“抗干擾通信”課程建設(shè)的實(shí)踐中，我們重點(diǎn)在教學(xué)內(nèi)容更新、教學(xué)模式改革等方面進(jìn)行了有益的探討。

二、積極推進(jìn)教學(xué)內(nèi)容更新

現(xiàn)代信息作戰(zhàn)賦予了通信抗干擾新的內(nèi)涵，包括其作戰(zhàn)需求、覆蓋范圍及抗干擾技術(shù)體制等。要求我們必須在教學(xué)內(nèi)容上做出及時(shí)的更新，將一些新的抗干擾技術(shù)及體制融匯到課堂教學(xué)中。一方面，可以通過(guò)赴軍隊(duì)科研院所和相關(guān)工業(yè)部門(mén)調(diào)研，掌握新的發(fā)展動(dòng)態(tài)和技術(shù)；另一方面，則可以結(jié)合大量的科研項(xiàng)目和科學(xué)研究成果，對(duì)教學(xué)內(nèi)容及時(shí)更新，更具可行性和實(shí)效性。

從技術(shù)體制上分，通信抗干擾主要分為擴(kuò)頻和非擴(kuò)頻抗干擾通信技術(shù)。這些技術(shù)目前已經(jīng)通過(guò)了大量的工程與實(shí)踐驗(yàn)證，相比常規(guī)通信，取得了較好的抗干擾效果。但隨著軍事信息技術(shù)的發(fā)展，新的干擾方式層出不窮，也相繼出現(xiàn)了一些改進(jìn)的增效抗干擾技術(shù)，在推進(jìn)科研成果進(jìn)課堂的實(shí)踐中，我們引入了“高速擴(kuò)跳頻收發(fā)信機(jī)”、“抗干擾NTDR電臺(tái)”等科研項(xiàng)目成果，包括超高速跳頻信號(hào)產(chǎn)生、跳頻碼同步、大動(dòng)態(tài)條件下偽碼快速捕獲等新技術(shù)，有力地推進(jìn)了跳頻擴(kuò)頻通信、直接序列擴(kuò)頻通信、變換域干擾抑制等抗干擾技術(shù)體制內(nèi)容的及時(shí)更新。

從技術(shù)范疇上看，現(xiàn)代信息作戰(zhàn)條件下的通信抗干擾已經(jīng)從信道層次的狹義抗干擾擴(kuò)展到多維空間的廣義抗干擾。狹義抗干擾即通信裝備和系統(tǒng)為抵抗敵方利用電磁手段進(jìn)行的干擾、以提高其在干擾威脅環(huán)境下生存能力所采取的抗干擾技術(shù)，廣義抗干擾即通信裝備為抵抗敵方通信干擾、通信偵察、通信截獲等電子進(jìn)攻手段，以提高其在復(fù)雜電磁環(huán)境下的綜合作戰(zhàn)效能所采取的通信抗干擾、反偵察、抗截獲等電子防御手段的技術(shù)體系總和。結(jié)合我們?cè)跓o(wú)線通信對(duì)抗領(lǐng)域的理論研究成果，將“xx電磁環(huán)境生成系統(tǒng)”、“寬帶通信信號(hào)偵察接收機(jī)系統(tǒng)”等科研成果積極轉(zhuǎn)化為復(fù)雜通信干擾信號(hào)生成、通信信號(hào)偵察、LPD/LPI通信信號(hào)波形設(shè)計(jì)等教學(xué)內(nèi)容，有效地實(shí)現(xiàn)了對(duì)通信抗干擾技術(shù)體制范疇及關(guān)鍵技術(shù)的補(bǔ)充。

三、加強(qiáng)研究型教學(xué)模式改革

在“抗干擾通信”一流課程建設(shè)的實(shí)踐中，我們特別注重推進(jìn)基于案例教學(xué)的研究型教學(xué)模式改革，并結(jié)合科研成果進(jìn)課堂，推出了理論教學(xué)案例、課程設(shè)計(jì)案例、實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例等設(shè)計(jì)。案例教學(xué)的關(guān)鍵是示范性案例的設(shè)計(jì)，案例的選擇有以下要求：1.案例要具有典型性和針對(duì)性，以幫助學(xué)生理解具體的理論教學(xué)難點(diǎn)、完成課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)；2.案例來(lái)源于生活，使學(xué)生能夠去體驗(yàn)和實(shí)踐，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；3.案例要有啟發(fā)性，通過(guò)案例分析，可以讓學(xué)生結(jié)合案例主動(dòng)建構(gòu)自己的知識(shí)體系，爭(zhēng)取達(dá)到觸類旁通的效果。而推進(jìn)科研成果進(jìn)課堂是案例教學(xué)的創(chuàng)新性舉措，以科研成果設(shè)計(jì)的教學(xué)案例來(lái)源于實(shí)際的科研項(xiàng)目，具有明顯的實(shí)效性和針對(duì)性；同時(shí)，科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)案例可以不斷用最新科技理論和成果充實(shí)、更新教育教學(xué)內(nèi)容，提高課程的建設(shè)水平和學(xué)員的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

（一）以理論教學(xué)案例提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

對(duì)于一些枯燥的公式推導(dǎo)和理論證明，如果能夠設(shè)計(jì)相關(guān)的理論教學(xué)案例，采用啟發(fā)式、討論式的方法，讓學(xué)生自己能夠圍繞案例提出問(wèn)題，然后再通過(guò)討論，找出解決問(wèn)題的方法，可以大大提高學(xué)生的興趣、活躍課堂氣氛。圍繞偽碼捕獲與跟蹤、擴(kuò)頻抗窄帶干擾等知識(shí)點(diǎn)，我們以“大動(dòng)態(tài)直接序列擴(kuò)頻調(diào)制解調(diào)設(shè)備”、“抗干擾NTDR電臺(tái)”等項(xiàng)目為背景設(shè)計(jì)了“直接序列擴(kuò)頻抗窄帶干擾”課堂教學(xué)案例，通過(guò)一些翔實(shí)的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵模塊實(shí)現(xiàn)流程等驗(yàn)證了相關(guān)理論。

（二）以課程設(shè)計(jì)案例提高學(xué)生的解決實(shí)際問(wèn)題和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

“抗干擾通信”課程的實(shí)用性和應(yīng)用性較強(qiáng)，通過(guò)設(shè)計(jì)相關(guān)的課程設(shè)計(jì)案例有針對(duì)性地展開(kāi)教學(xué)，可以大大提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。組織實(shí)施方面，課程教學(xué)初期，教員從平時(shí)的科研工作中抽離出部分適合研究生協(xié)作完成的課程設(shè)計(jì)課題，以類似項(xiàng)目指南的形式發(fā)布，學(xué)員每三人分為一組，彼此分工明確，申請(qǐng)并撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告，教員審核后可進(jìn)行開(kāi)題；課程后期，提交課題研究報(bào)告，并進(jìn)行答辯，答辯過(guò)程中全體學(xué)員都可以提出異議，讓每位學(xué)員通過(guò)全程參與的方式提高理論水平和實(shí)踐能力，增強(qiáng)課程的趣味性。結(jié)合“某無(wú)人機(jī)遙測(cè)遙控系統(tǒng)”、“星間鏈路關(guān)鍵技術(shù)研究”等科研項(xiàng)目，我們?cè)O(shè)計(jì)了“機(jī)載抗干擾統(tǒng)一擴(kuò)頻測(cè)控系統(tǒng)”等課程設(shè)計(jì)案例。“機(jī)載抗干擾統(tǒng)一擴(kuò)頻測(cè)控系統(tǒng)”課程設(shè)計(jì)的教學(xué)目標(biāo)是抗干擾通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使學(xué)生熟練掌握接收機(jī)靈敏度計(jì)算、通信鏈路預(yù)算、解調(diào)/抗干擾信噪比門(mén)限、直接序列擴(kuò)頻調(diào)制與解擴(kuò)解調(diào)等概念。在給定系統(tǒng)傳輸速率、輸入干擾大小等要求的前提下，確定合理的上/下行鏈路調(diào)制解調(diào)方式、抗干擾方式、數(shù)字化接收機(jī)采樣速率、上行擴(kuò)頻接收機(jī)的偽碼非相干捕獲與跟蹤、載波同步方案等。

（三）以實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力

鼓勵(lì)學(xué)員發(fā)揮主觀能動(dòng)性，開(kāi)放式的教學(xué)模式主要用于課程實(shí)踐環(huán)節(jié)中。實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為兩類，一類是硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，另一類可以是以軟件編程與演示的實(shí)驗(yàn)案例，后者的可操作性和開(kāi)發(fā)性更好。針對(duì)擴(kuò)頻通信抗干擾技術(shù)和多天線抗干擾技術(shù)等教學(xué)內(nèi)容，我們引進(jìn)了“高速擴(kuò)跳頻收發(fā)信機(jī)”、“擴(kuò)頻DBF中頻接收機(jī)”等科研項(xiàng)目成果，設(shè)計(jì)了“多天線-擴(kuò)頻綜合抗干擾系統(tǒng)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例，通過(guò)增加或者刪除相應(yīng)的模塊，分別實(shí)現(xiàn)直接序列擴(kuò)頻抗窄帶窄帶干擾、高速跳頻抗跟蹤式干擾、自適應(yīng)陣列抗強(qiáng)空間干擾等功能，運(yùn)行過(guò)程中實(shí)施顯示接收信號(hào)的頻譜、干擾抑制后的頻譜、干擾抑制前后的眼圖與星座圖等。通過(guò)引導(dǎo)教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，提高其工程素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的充分結(jié)合。

四、結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合“抗干擾通信”研究生一流課程建設(shè)的實(shí)踐，重點(diǎn)探討了以科研成果進(jìn)課堂為主線的教學(xué)內(nèi)容更新和研究型教學(xué)模式改革等問(wèn)題，分別給出了一些具體的實(shí)例。

［參考文獻(xiàn)］

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［責(zé)任編輯：左蕓］