應用型高校“現代移動通信原理”模塊化教學改革
——以武夷學院為例

劉 奇，夏婷婷，蔣 藝，閻兵早

（武夷學院數學與計算機學院，福建 武夷山 354300）

近年來，我國高等教育由原來的精英教育模式轉型為大眾教育模式，這也導致高校生源，特別是地方院校生源素質有降低的趨勢，地方院校課程體系缺乏更新，加上社會科學技術的飛速發展等因素，高校畢業生難于適應社會崗位的需求。在此背景下，2015年中華人民共和國教育部、國家發展改革委、財政部聯合下發了《關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見》，鼓勵地方院校向應用型大學轉型，核心思想是要培養理論基礎好，實踐能力強的應用型人才。

德國是發展應用型大學較早的國家之一，幾十年的探索形成了一套較為成熟的應用型人才培養方案，主要采取了模塊化教學手段，成功的培養了一批高水平的應用型人才，成為了世界應用型高校辦學的典范[1]。我國高校人才培養目標與德國高校有相似之處，借鑒德國應用型大學辦學的成功經驗對我國高校改革有較大的幫助[2]。

模塊化教學的優勢和特點近年來也受到國內外大學的重視，已經有許多學者將模塊化教學體系的概念引入到具體課程教學當中去[3-6]，但基于模塊化教學的“現代通信原理”課程改革目前未見報道?！艾F代移動通信原理”主要是針對高等院校本科高年級學生或研究生安排的課程，課程基本概念和原理性的知識較多，課程安排學時數相對較少，而移動通信技術更新快，實踐性強，如何培養學生在獲取一定深度的理論知識的基礎上，又具備較強實踐應用能力，是該門課程探索的重點。

1 模塊化教學的基本概念和特征

由文獻[1,2]可知，“模塊化教學”是將一門課程劃分為若干個模塊，每個模塊劃分的依據主要是以社會職業技能為導向，學生既要掌握一定寬度和深度的專業理論知識，也要有一定的實踐能力，是職業技能和專業能力的融合。與模塊化教學相比，傳統課程的教學是以該課程為一個整體模塊，教學過程一定要保證該課程的系統性和完整性。模塊化教學中的模塊可以是一門課程的片段，也可以是多門課程的融合，主要目的是讓學生獲得較好的專業知識和較強的職業技能水平，縮小學校教學與社會需求的距離。從整個專業學科體系來看，構建學科的模塊化教學體系，能最大限度的降低課程之間的內容重復，增強課程之間的緊湊性。

2 模塊化教學體系的構建思路

2.1 專業課程社會需求調研

首先要調查本專業在讀學生學習情況，對本校學生素質能力進行評價。分析往屆畢業生對課程的掌握情況，跟蹤畢業生在相關崗位的工作狀況，對近幾屆學生掌握的專業知識和實踐能力進行評價，獲取相關數據，為課程改革提供重要依據。

2.2 人才培養目標的確認

分析（1）獲取的數據，掌握社會崗位的需求，根據2015年我國教育部下發的《關于引導部分地方普通本科高校向應用型轉變的指導意見》和學校辦學定位的特點，對當前培養方案的不足之處進行改進，既要滿足課程的專業知識和職業能力的要求，也要重視學生素質的拓展。

2.3 能力要素的組合

根據人才培養目標的要求，分解各個模塊的要素，對教學內容進行重組。依照學校辦學的目標定位，分析社會崗位的需求，對相應課程進行必要的補充，精簡關聯性不強的教學內容，提高學生行業素質，縮短學校教學與崗位要求的距離。

3 武夷學院“現代移動通信原理”模塊化教學實施方案

武夷學院是2007新辦全日制普通本科院校，也是首批積極響應國家教育部號召，以建設高水平應用型本科院校為發展目標定位的地方性本科院校。傳統課程教學要求學生完整和系統的掌握專業知識，根據學校定位要求，課程改革應以社會需求為基礎，根據專業職業技能特點為依據，對課程進行模塊化處理，培養學生有一定深度和廣度的理論知識，具備較強社會實踐應用能力，圖1為《現代移動通信原理》課程實施方案流程。

圖1 現代移動通信原理模塊化教學實施方案流程Figure 1 Flow of modular teaching scheme for modern mobile communication principles

3.1 “現代移動通信原理”教學模塊的分解

根據武夷學院往屆畢業生回訪的反饋信息，我校通信工程專業學生較多涉及了運營管理、系統集成及維護、產品銷售等方面的工作，而從事通信技術開發、產品設計制造等方面的學生很少。主要原因是學生實踐能力不夠強，無法勝任行業要求或進入行業角色較慢，這其中不乏有學習成績較好的同學出現該現象。隨著通信行業的發展，第5代移動通信技術已經成熟，對通信技術行業人才的研發能力要求也在進一步提高，“現代移動通信原理”課程有較多知識涉及到技術研發的基礎技能，繼續按照傳統模式下的基礎教學難于滿足行業要求。

“現代移動通信原理”涉及的先修課程有“通信原理”，“信息論與編碼”等，培養計劃設置的課程時數為48學時，其中實驗學時數為0。按模塊化教學要求應從以下幾點進行改革：

（1）通信系統的基本概念、基本原理、編碼理論等在先修課都有詳細介紹，建議將該部分劃分一個模塊，根據需求精減一部分內容，將單純的理論講解改為實驗仿真加理論分析，該模塊用4課時進行介紹。重點介紹數字調制系統、模數轉換原理、編碼、信號同步和信道復用，CDMA技術可以按照仿真模型分析信號傳輸流程，通過現象說明輸入與輸出之間的關系，為銜接好第四代移動通信的技術的學習打下基礎。

（2）第四代移動通信調制技術作為第二個模塊，主要針對的是OFDM技術的教學，該模塊建議用20學時完成。模塊主要要素有：1、OFDM工作原理，重點分析保護間隔、循環前綴和加窗技術。根據我校生源情況，建議略去模型數學推導過程，重點分析每個模塊的物理意義，通過仿真現象和具體程序實現步驟對應基礎理論講解。2、OFDM峰均比問題，該問題是目前的研究熱點，重點介紹幾種解決峰均比問題的方法。3、OFDM系統的同步問題，可以簡要介紹同步誤差出現的影響，重點分析當前熱門的算法，通過仿真演示，程序分析等鞏固同步技術的概念。4、OFDM系統中的信道估計技術，說明信道估計的意義，重點分析LS和LMMSE兩種算法，其他算法只做仿真演示，說明各算法優缺點即可。5、OFDM多址接入技術，該模塊要素難度較大，建議簡要介紹下多址技術的方案，重點分析與TDMA、CDMA結合的系統，可采用Simulink模塊仿真，說明工作原理和信號流程，分析系統效果，精簡不必要的理論分析和數學推導過程。

（3）OFDM系統下的資源調度可以作為第三個模塊，建議4個學時完成。根據調研情況可以看出，在研發類崗位有涉及到相關知識點，該模塊是本課程的有效補充，目的是提高學生的職業技能。該模塊理論難度較大，主要通過仿真和程序單步調試講解，再回顧基本理論能有不錯的效果。

（4）將智能天線技術作為第四個模塊，建議16學時完成該模塊講解。分解要素主要有：1、MIMO系統信號處理，重點講解接收機和檢測算法，主要以仿真和程序分析為主，中間穿插講解基本原理，學生能夠直觀了解MIMO系統的工作原理和特點。2、MIMOOFDM系統，該模塊要素是整個模塊的重點內容，也是研究熱點。系統的時頻同步和信道估計技術需要仿真演示和程序分析，精簡不必要的理論分析，該要素只有通過實驗數據分析和程序思想的理解才更容易被掌握。3、天線選擇和波束選擇，該點要素引入雷達技術的概念，簡要介紹MIMO雷達系統工作原理，重點分析天線與波束的選擇。

（5）未來移動通信系統技術作為第五個模塊，該模塊用4學時完成。重點介紹LTE長期演進技術，系統討論LTE的技術要求、無線接口協議和物理層技術等。

3.2 打造一支教學能力過硬，專業能力強的教學團隊

（1）結合教師隊伍研究方向的特點，形成團隊教學

按照3.1的模塊化教學改革要求，每個模塊專業方向要求比較高，例如模塊二和模塊三更加適合研究移動通信技術的教師教學，模塊四適合研究移動通信和雷達技術的教師講解，而模塊五適合網絡通信研究的教師教學。按上述改革要求，單個教師進行教學難度較大，很難做到深入淺出，所以該門課程按不同研究方向的教師上課會更加有效果。應該注意團隊教學需要對整個專業培養計劃進行模塊化分解，這樣可以避免重復教學的現象。

（2）不斷提高教師隊伍職業技能水平

定期利用節假日送專業教師下到企業進修學習，實時掌握通信專業技術的發展狀況和崗位需求，教師在職業技能水平提高的同時，也進一步加強了基礎理論概念的理解。教師也能通過實際案例教學激勵學生對專業學習的興趣。聘請企業技術骨干來校講課，特別是實踐課程。邀請企業專家參與到模塊化教學設計的過程中去。條件允許的情況下可以引進國內外優秀學者，或派送老師出國交流學習，開闊專業教師隊伍的視野。鼓勵專業教師多做教學相關的教改和科研論文，對獲得成果的老師提供一定的獎勵，在科研提升的過程中，教學水平和實踐動手能力也得到了提高。

3.3 建設第二課堂，培養學生自主學習的能力

根據模塊教學的理念，模塊的劃分和要素的構成是依據社會崗位的需求和專業技能發展的狀況建立起來的。所以教學目標要求學生掌握一定深度的專業知識，這與課堂時間有限形成了矛盾。此外在實踐能力方面的培養是一個重點，而學生并沒有太多機會能夠進行實踐操作，因此建立第二課堂教學是完善課程教學改革的有效補充?？梢岳梦以嚎沼鄬嶒灆C房，在固定時間對學生進行開放，專業教師在課堂布置好實驗題目讓學生自主完成?！艾F代移動通信原理”中涉及較多復雜的算法問題，一些經典算法比較成熟，學生通過互聯網也較容易獲取，可以要求學生自主查材料并在機房驗證。通過第二課堂的學習，學生發揮了主觀能動性，提升了實踐能力，教師只需在課堂花較短的時間進行點評指導就能深化學生的知識體系。

3.4 課程采用多元化考核機制對學生成績進行評定

學生成績不能簡單以期末考試成績作為最終評定，應采用多元化的評定方式，綜合評定課程的成績。建議將平時成績納入考核機制，平時成績的比例重點分布在同學第二課堂的表現，評定依據主要包括學生在第二課堂作業完成的效果、查找和分析文獻的能力，學生優秀作品的展示等等，最大程度的激勵學生自主學習的積極性。除此之外，每完成一個模塊教學，專業教師應布置相應的一個大課題，按學生特點組成團隊進行討論和解決問題，對優秀的團隊和突出表現者給予更高的平時分激勵，幫助學生建立團隊協作意識，增強集體榮譽感。課堂表現也是平時分的另一重要依據，包括學生的出勤，平時作業上交情況，課堂表現等等?？傊?，通過多元化機制能更全面的評價學生的專業素質，培養學生的專業興趣和自信心，形成專業認同感。

4 “現代移動通信原理”模塊化教學成效和反思

4.1 模塊化教學取得的成效

（1）往屆學生普遍對“現代移動通信原理”課程的學習興趣不高，主要原因是學不懂，理論過于抽象。采用了團隊教學后，充分發揮了團隊老師各自學科的特長，每個模塊的理論教學和實踐教學融合度更高，學生反應強烈，學習興趣較高，對各個模塊的知識理解會更深入。團隊教師之間取長補短，在教學討論過程中不斷完善和提高了自身專業技能。

（2）往屆畢業生普遍反應融入企業時間較長，理論知識和企業需求有滯后現象。教師去企業培訓和學習，增強了課程更深層次的理解，為制定課程模塊化改革方案提供了重要依據，通過具體崗位實例教學培養了學生的專業技能，縮短了課堂教學與企業需求的距離，培養了學生的學習興趣和專業認同感。

（3）往屆學生調研情況說明學生學習比較被動，缺乏主動性和方向性。通過第二課堂的教學的改革，較好的促進了學生自主學習的積極性，學生發現問題，解決問題的能力得到提升。學生利用網絡資源獲取有用信息的能力普遍得到提高，實際操作能力和專業技能都有很大的提升，團隊協作能力和集體榮譽感明顯增強。

（4）模塊教學過程中，學生可以根據自身對各個模塊掌握的程度和興趣愛好，繼續進一步深入研究，為職業規劃創造了條件，實驗室長期開放為學生提供了必要的實驗條件，實驗室利用率也得到了提高。

4.2 模塊化教學存在的問題和反思

（1）“現代移動通信原理”課程各個模塊對專業理論知識要求較高，也需要好的數學基礎，部分同學理論知識的學習深度不夠，對實驗現象理解不夠清晰。主要原因是先修課程專業基礎不夠扎實，數學能力有限，另一重要原因是前期調研不夠全面，對我院的生源素質研究不夠充分。

（2）“現代移動通信原理”模塊化教學改革和其他相關學科融合度不高，目前屬于試點改革課程，后續還需對通信工程專業培養計劃進行完善和修改，保證相關課程模塊要素的組合更加科學。

（4）學校應提供必要的教改項目支持，鼓勵專業老師開展教研教活動，專業教師在教研和科學研究中不斷獲取最前沿的知識，轉化到課堂中去。

5 總結

模塊化教學對建設應用型高校有一定的指導意義，依據武夷學院通信工程系現狀，對“現代移動通信原理”課程進行了模塊化教學改革，提出了具體的實施方案，獲得了一定的教學改革成果。提出了目前改革過程中存在的具體問題并給出了相應的解決方案。

總之模塊化教學模式應根據學校的具體情況進行調整，完全照搬國外經驗或國內其他學校的改革方式不一定合理。結合本專業教學條件和學生生源素質的特點，在改革過程中不斷完善課程各個模塊的組成要素，在評價教學質量過程中發現和解決問題，形成一套較好的應用型人才培養方案。