移動通信實驗教學體系的構建

吉首大學信息科學與工程學院 鄧小飛 黃光亞 陳炳權 楊 喜

移動通信實驗教學體系的構建

吉首大學信息科學與工程學院 鄧小飛 黃光亞 陳炳權 楊 喜

《移動通信》是普通高校通信工程專業重要的專業必修課，該課程教學內容多且更新快，理論性強，教學內容與教學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驗教學，提高其教學質量，培養出適應市場需求的移動通信技術專業人才十分重要。在充分利用現有教學資源的基礎上，探討了實驗教學體系，為該課程的教學改革提出了新的思路。

移動通信；實驗教學體系；計算機仿真實驗環節；移動通信系統實驗環節；教學考核環節

1 引言

《移動通信》是吉首大學信息科學與工程學院通信工程專業的一門專業主干課。該課程具有理論性強、教學內容多且更新快、涉及面廣、實用性強、實驗儀器配置昂貴等特點[1]。然而，該課程理論與實驗教學課時相對較少，理論課時32學時，實驗課時16學時。《移動通信》理論教學在我院一直采用傳統板書教學和多媒體教學方式，以利于學生理解課程內容中概念、定理、結論推導的過程。移動通信實驗是配合課程課內開設的實驗課程，其目的是通過實驗課，鞏固、深化和補充理論課的教學內容，培養學生的動手能力，分析處理問題的能力，以及對實驗數據的分析綜合判斷能力[2]。在我院的實際教學活動中，也存在一些傳統課堂很難解決的問題：學校擴招后實行大班授課，理論教學效果差；學時相對較少教學內容講授不細致；課堂中的難點問題無法及時解決；實驗室和許多先進儀器設備使用效率低；缺乏對教學過程的及時反饋環節等。

因此，針對以上存在的問題，筆者大膽提出移動通信實驗教學體系的設想。利用多媒體教學的優勢構建移動通信計算機仿真實驗環節的教學環境，在其中進行與仿真實驗教學相關的工作，以輔助傳統的課堂教學；有效利用已有的移動通信實驗設備，根據設備和課程性質進行配套實驗環節的開展，在已有設備基礎上開發出更多、更好的創新性、應用性實驗，進一步提高實驗效果，充分體現移動通信技術面向工程應用的特性；通過督導專家聽課評課，學生評教及教學環節的學習成績反饋，讓教師及時發現問題并及時解決問題，達到最好的教學效果[3-5]。其體系構思框架圖如圖1所示。

2 《移動通信》實驗教學體系

2.1 計算機仿真實驗環節

《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，課堂教學中單純的文字講解和公式推導都太過抽象，學生理解起來比較困難；而通過MATLAB軟件進行相應的仿真，可以增強學生的直觀感受，使概念更清晰。對于調制技術，比如現在無線通信系統的關鍵技術OFDM技術，如果只用數學公式來表達，學生覺得抽象，就算是對原理圖同步進行詳細講解，學生仍難以想象信號的時域頻域特性，更不用說分析某種調制技術的優劣了。而運用MATLAB軟件對其數學表達式進行編程仿真，或者對OFDM系統進行SIMULINK建模仿真，將最后解調的時域波形及頻域波形仿真出來，學生對此進行直觀的觀察和仿真結果分析，就能夠深刻地了解調制技價，也影響到他們將來繼續深造和就業。所以進行課程教學很重要的一個環節就是最后成績的評定。考評機制不合理、不公平會在很大程度上打擊學生的積極性，也就背離了教與學的根本目的。而采用實驗教學體系之后，對學生參與的實驗完成情況的評定沒有一個固定統一的標準，存在很大的主觀性成分。筆者決定采用期末卷面成績和實驗成績各占50%的方法進行《移動通信》課程的成績評定。而實驗成績評定術之間的差別。

圖1 《移動通信》實驗教學體系構思框架

教師在課堂教學中適時地進行MATLAB仿真及結果分析，并讓學生課后進行仿真練習，既能加深對課堂學習內容的理解，又能掌握MATLAB仿真工具的使用，達到事半功倍的效果。

2.2 移動通信系統實驗環節

合理利用我校已有的移動通信實驗設備，并將主要內容規范于該課程對應的新實驗教學大綱中，在滿足課程基本實驗要求的基礎上，開發出更多能體現實驗教學目的的驗證性、創新性、設計性的實驗內容，為學生提供可操作性的實踐學習平臺，實現現有資源的優化利用。

首先，通過驗證性實驗加深學生對移動通信關鍵技術的理解；然后，通過創新性實驗理解技術實現的過程與性能影響因素；最后進行系統的移動通信系統設計性實驗，通過現有硬件設備與軟件仿真移動通信項目的實際工程環節，使學生全面、直觀地了解和掌握實際移動通信工程，以及工程中所涉及的設備、軟件及關鍵技術等技能。

2.3 教學考核環節

我校教學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期末完成,這種評價流程周期長，無法及時反饋結果給教師，無法讓教師及時發現存在的問題從而解決問題，達到最好的教學效果。將教學督導專家和學生評教結果實時反饋，實現評教靈活、準確、高效的評教系統值得提倡。

學生的根本任務是學習，學習成績是他們非常在意的一項指標。課程最后給出的成績，不僅僅是對他們學習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驗總成績。學生的學習成績也是教師授課效果的一種體現。

3 結語

通過移動通信實驗體系教學，既能擴展學生的學習空間，增進師生之間的交流，又能合理地規劃實驗室的使用，實現實驗設備的最大價值，實現教學資源的充分利用，以彌補傳統課堂教學的不足。以上是筆者對移動通信課程實驗教學的一些思考。總的來說，在移動通信課程的教學安排中應根據本校的人才培養定位、課程體系設置、學生自身特點、實驗條件等多方面因素綜合考慮，在實踐中探究最合適的教學模式。

[1]顧朝志,李世寶,舒若.“移動通信”課程研究型教學模式探討[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驗教學中的研究[J].實驗室研究與探索,2012,31(4):250-254,279.

[3]吳樂南.用于電類專業綜合創新的教學實驗平臺[J].電氣電子教學學報,2016,38(5):99-102.

[4]戴翠琴,冉海霞,鮑寧海.移動通信課程實驗教學改革與平臺建設[J].實驗技術與管理,2012,29(2):144-147.

[5]楊桂松,周亦敏,何杏宇,徐慧芬.基于物聯網技術的實驗教學體系[J].軟件導刊,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“吉首大學實驗教改項目資助”（編號：2014SYJG033）；吉首大學“十三五”通信工程專業綜合改革試點建設項目。