移動通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建

吉首大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 鄧小飛 黃光亞 陳炳權(quán) 楊 喜

移動通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建

吉首大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院 鄧小飛 黃光亞 陳炳權(quán) 楊 喜

《移動通信》是普通高校通信工程專業(yè)重要的專業(yè)必修課，該課程教學(xué)內(nèi)容多且更新快，理論性強(qiáng)，教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)效果間的矛盾非常突出。在普通高校有效開展移動通信課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高其教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出適應(yīng)市場需求的移動通信技術(shù)專業(yè)人才十分重要。在充分利用現(xiàn)有教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，探討了實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，為該課程的教學(xué)改革提出了新的思路。

移動通信；實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系；計算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)；移動通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)；教學(xué)考核環(huán)節(jié)

1 引言

《移動通信》是吉首大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院通信工程專業(yè)的一門專業(yè)主干課。該課程具有理論性強(qiáng)、教學(xué)內(nèi)容多且更新快、涉及面廣、實(shí)用性強(qiáng)、實(shí)驗(yàn)儀器配置昂貴等特點(diǎn)[1]。然而，該課程理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時相對較少，理論課時32學(xué)時，實(shí)驗(yàn)課時16學(xué)時。《移動通信》理論教學(xué)在我院一直采用傳統(tǒng)板書教學(xué)和多媒體教學(xué)方式，以利于學(xué)生理解課程內(nèi)容中概念、定理、結(jié)論推導(dǎo)的過程。移動通信實(shí)驗(yàn)是配合課程課內(nèi)開設(shè)的實(shí)驗(yàn)課程，其目的是通過實(shí)驗(yàn)課，鞏固、深化和補(bǔ)充理論課的教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，分析處理問題的能力，以及對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析綜合判斷能力[2]。在我院的實(shí)際教學(xué)活動中，也存在一些傳統(tǒng)課堂很難解決的問題：學(xué)校擴(kuò)招后實(shí)行大班授課，理論教學(xué)效果差；學(xué)時相對較少教學(xué)內(nèi)容講授不細(xì)致；課堂中的難點(diǎn)問題無法及時解決；實(shí)驗(yàn)室和許多先進(jìn)儀器設(shè)備使用效率低；缺乏對教學(xué)過程的及時反饋環(huán)節(jié)等。

因此，針對以上存在的問題，筆者大膽提出移動通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的設(shè)想。利用多媒體教學(xué)的優(yōu)勢構(gòu)建移動通信計算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的教學(xué)環(huán)境，在其中進(jìn)行與仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)的工作，以輔助傳統(tǒng)的課堂教學(xué)；有效利用已有的移動通信實(shí)驗(yàn)設(shè)備，根據(jù)設(shè)備和課程性質(zhì)進(jìn)行配套實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的開展，在已有設(shè)備基礎(chǔ)上開發(fā)出更多、更好的創(chuàng)新性、應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)效果，充分體現(xiàn)移動通信技術(shù)面向工程應(yīng)用的特性；通過督導(dǎo)專家聽課評課，學(xué)生評教及教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)成績反饋，讓教師及時發(fā)現(xiàn)問題并及時解決問題，達(dá)到最好的教學(xué)效果[3-5]。其體系構(gòu)思框架圖如圖1所示。

2 《移動通信》實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

2.1 計算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

《移動通信》課程中有許多非常抽象的原理，尤其是無線信道的時域頻域特性，課堂教學(xué)中單純的文字講解和公式推導(dǎo)都太過抽象，學(xué)生理解起來比較困難；而通過MATLAB軟件進(jìn)行相應(yīng)的仿真，可以增強(qiáng)學(xué)生的直觀感受，使概念更清晰。對于調(diào)制技術(shù)，比如現(xiàn)在無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)OFDM技術(shù)，如果只用數(shù)學(xué)公式來表達(dá)，學(xué)生覺得抽象，就算是對原理圖同步進(jìn)行詳細(xì)講解，學(xué)生仍難以想象信號的時域頻域特性，更不用說分析某種調(diào)制技術(shù)的優(yōu)劣了。而運(yùn)用MATLAB軟件對其數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行編程仿真，或者對OFDM系統(tǒng)進(jìn)行SIMULINK建模仿真，將最后解調(diào)的時域波形及頻域波形仿真出來，學(xué)生對此進(jìn)行直觀的觀察和仿真結(jié)果分析，就能夠深刻地了解調(diào)制技價，也影響到他們將來繼續(xù)深造和就業(yè)。所以進(jìn)行課程教學(xué)很重要的一個環(huán)節(jié)就是最后成績的評定。考評機(jī)制不合理、不公平會在很大程度上打擊學(xué)生的積極性，也就背離了教與學(xué)的根本目的。而采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系之后，對學(xué)生參與的實(shí)驗(yàn)完成情況的評定沒有一個固定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，存在很大的主觀性成分。筆者決定采用期末卷面成績和實(shí)驗(yàn)成績各占50%的方法進(jìn)行《移動通信》課程的成績評定。而實(shí)驗(yàn)成績評定術(shù)之間的差別。

圖1 《移動通信》實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)思框架

教師在課堂教學(xué)中適時地進(jìn)行MATLAB仿真及結(jié)果分析，并讓學(xué)生課后進(jìn)行仿真練習(xí)，既能加深對課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，又能掌握MATLAB仿真工具的使用，達(dá)到事半功倍的效果。

2.2 移動通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)

合理利用我校已有的移動通信實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并將主要內(nèi)容規(guī)范于該課程對應(yīng)的新實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱中，在滿足課程基本實(shí)驗(yàn)要求的基礎(chǔ)上，開發(fā)出更多能體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的的驗(yàn)證性、創(chuàng)新性、設(shè)計性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，為學(xué)生提供可操作性的實(shí)踐學(xué)習(xí)平臺，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有資源的優(yōu)化利用。

首先，通過驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對移動通信關(guān)鍵技術(shù)的理解；然后，通過創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)理解技術(shù)實(shí)現(xiàn)的過程與性能影響因素；最后進(jìn)行系統(tǒng)的移動通信系統(tǒng)設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，通過現(xiàn)有硬件設(shè)備與軟件仿真移動通信項(xiàng)目的實(shí)際工程環(huán)節(jié)，使學(xué)生全面、直觀地了解和掌握實(shí)際移動通信工程，以及工程中所涉及的設(shè)備、軟件及關(guān)鍵技術(shù)等技能。

2.3 教學(xué)考核環(huán)節(jié)

我校教學(xué)測評制度是對教師授課效果的總體評價,但每次測評幾乎都是在學(xué)期末完成,這種評價流程周期長，無法及時反饋結(jié)果給教師，無法讓教師及時發(fā)現(xiàn)存在的問題從而解決問題，達(dá)到最好的教學(xué)效果。將教學(xué)督導(dǎo)專家和學(xué)生評教結(jié)果實(shí)時反饋，實(shí)現(xiàn)評教靈活、準(zhǔn)確、高效的評教系統(tǒng)值得提倡。

學(xué)生的根本任務(wù)是學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)成績是他們非常在意的一項(xiàng)指標(biāo)。課程最后給出的成績，不僅僅是對他們學(xué)習(xí)過程的評采取隨堂測試的方式，所有小測試取平均即為該生的實(shí)驗(yàn)總成績。學(xué)生的學(xué)習(xí)成績也是教師授課效果的一種體現(xiàn)。

3 結(jié)語

通過移動通信實(shí)驗(yàn)體系教學(xué)，既能擴(kuò)展學(xué)生的學(xué)習(xí)空間，增進(jìn)師生之間的交流，又能合理地規(guī)劃實(shí)驗(yàn)室的使用，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的最大價值，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的充分利用，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足。以上是筆者對移動通信課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一些思考。總的來說，在移動通信課程的教學(xué)安排中應(yīng)根據(jù)本校的人才培養(yǎng)定位、課程體系設(shè)置、學(xué)生自身特點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)條件等多方面因素綜合考慮，在實(shí)踐中探究最合適的教學(xué)模式。

[1]顧朝志,李世寶,舒若.“移動通信”課程研究型教學(xué)模式探討[J].中國電力教育,2014(9):113-114.

[2]許曉榮,李光球,章堅武.無線信道仿真在通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的研究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2012,31(4):250-254,279.

[3]吳樂南.用于電類專業(yè)綜合創(chuàng)新的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2016,38(5):99-102.

[4]戴翠琴,冉海霞,鮑寧海.移動通信課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與平臺建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2012,29(2):144-147.

[5]楊桂松,周亦敏,何杏宇,徐慧芬.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系[J].軟件導(dǎo)刊,2016,15(12):182-184.

The Construction of Experimental Teaching System on Mobile Communication

Deng xiaofei，Huang guangya，Chen bingquan，Yang xi
（College of Information Science and Engineering，Jishou University，Jishou，Hunan 416000）

"Mobile communication"is an important professional compulsory course in communication engineering in colleges and universities. The contradiction of teaching content and teaching effectiveness is very prominent because the course contains many contents，the content renews quickly and difficult theories.And how to effectively carry out the mobile communication experiment teaching，so as to improve the quality of experimental teaching is important.And also it is very important to train a large number of mobile communication technology professionals that adapts to market demand.On the basis of making full use of the existing resources，the paper investigates the experimental teaching system and puts forward a new idea for the teaching reform of the course.

Mobile communication；Experimental teaching system；Computer simulation experiment link；Mobile communication system experiment link；Teaching assessment link

課題資助：本文由“吉首大學(xué)實(shí)驗(yàn)教改項(xiàng)目資助”（編號：2014SYJG033）；吉首大學(xué)“十三五”通信工程專業(yè)綜合改革試點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。