通信工程專業《無線通信系統》課程教改探索

田野 石振剛 臧晶

摘 ?要：在仔細研究《無線通信系統》課程特點的基礎上，通過對該課程教學重點與難點的深入分析，對《無線通信系統》課程進行教學改革探索。為了使此門課程適應該校通信工程專業的工程背景，通過加強學生在無線通信工程實際應用實例的學習，在教學內容方面采用創新的教學模式，并針對課程的考核方法進行一系列的改革探索。通過實際的教學活動，該課程教改可以積極地調動學生學習的主觀能動性，對學生分析與解決具體工程實踐問題的綜合能力有很大提升，可以達到全面提升通信工程專業《無線通信系統》課程教學質量的目的。最后，對后續的教學改革提出一些設想。

關鍵詞：無線通信系統 ?通信工程 ?工程背景 ?教改

中圖分類號：G64 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2021）04（c）-0176-04

Exploration on Teaching Reform of Wireless Communication System in Communication Engineering

TIAN Ye ?SHI Zhengang ?ZANG Jing

（ Shenyang Ligong University， Shenyang， Liaoning Province， 110159 ?China）

Abstract： We analyze Wireless Communication System course characteristics seriously， and find its difficulty points and focal point. Aiming at the key points and difficulties of this course that we have discovered， we execute a series of teaching reform of Wireless Communication System course. Our school has engineering professional background. In order to meet characteristics of our school， we strengthen the learning of practical application examples of wireless communication engineering， and innovative teaching models， teaching content， and assessment methods. Proved by teaching practice， teaching reform can greatly improve the teaching effect. Interests on this course of students have been improved greatly， and our students' ability of analyzing and solving problems has been also improved greatly. In general， teaching effect of our school Wireless Communication System course has been greatly improved through this teaching reform. We also put forward some ideas for follow-up education reforms of Wireless Communication System course.

Key Words： Wireless Communication System; Communication engineering; Engineering background; Teaching reform

《無線通信系統》課程是沈陽理工大學信息科學與工程學院通信工程專業大學三年級本科生必修的一門重要專業課程，主要講述無線通信系統概述、無線頻譜劃分、無線通信系統模型分析方法、電波傳輸與短波通信系統、微波中繼通信系統及衛星通信系統等內容。此門課程所講授的教學內容既是通信工程專業本科學生必須掌握的專業理論知識，又是實際通信工程設計與集成的基礎，因此該門課程在通信工程專業的本科教學體系中具有較為重要的地位[1-3]。但是，由于無線通信理論及技術的快速發展，此門課程具有理論性較強、對學生抽象思維要求較高的特點，并涉及較多繁雜的數學公式，對學生數學基礎、算法理解及具體工程實踐應用能力都有很高的要求，因而在實際的教學活動中對講授此門課程的教師及學習此課程的學生都具有一定的挑戰性[4-6]。

通過對以前學生的調查及座談，并對整體的教學情況加以總結，在此門課程的教學中學生在學習中存在無線通信系統基礎理論知識理解困難，并不能夠扎實掌握，在解決實際無線通信工程問題時存在能力不足的問題。由于教學中存在諸多這樣或那樣的問題，因而在此門課程的教學內容、教學模式及考核方法等方面提出了相應的教學改革措施。

1 ?課程教學內容改革

由于該校信息科學與工程學院通信工程專業的《無線通信系統》課程存在要講授的內容較多而課時較少的矛盾，因而如何有效地進行教學內容的整合以滿足少課時多內容的實際情況成為教學內容改革的關鍵。在遠距離無線通信系統這部分，主要教學目標是培養學生學習無線通信系統理論的學習方法，也就是從無線通信系統的組成原理出發，然后建立起相應的通信系統模型。針對所建立的通信系統模型進行各個組成部分的深入研究。最后，再將所學的無線通信系統理論研究結果應用到具體的無線通信系統工程實踐中。在遠距離無線通信系統部分，還根據該校通信工程專業具有軍工背景的特點，主要講授無線通信系統在國防領域的應用，并引入具體的無線通信工程實例講授微波通信及衛星通信等部分的教學內容，對于無線通信系統中的繁雜理論進行大幅壓縮，以突出工程的特點。對于近距離無線通信系統部分，補充講解一些較前沿的近距離通信系統實例，用以增加學生對此門課程的學習興趣，同時可以大大地增強該課程的教學效果，加強了教學的靈活性。

通過這幾年將《無線通信系統》課程內容教改應用到實際課程中，已經取得了較好的教學效果，同時也發現了一些新的問題。為將《無線通信系統》課程的教學效果進一步提高，在后續的《無線通信系統》課程內容教改設想中，由于《無線通信系統》這門課程涉及到向量幾何、常偏微分方程求解等數學基礎內容，而該校通信工程專業本科教學的前序課程中對這方面相關數學教學內容的講授存在課時量不夠、學生基礎知識掌握過少的問題，因而不能滿足此門課程對相關數學基礎的要求。針對這種客觀情況，該校教師打算對教學內容進行進一步的改革，在課程開始時分出2個學時專門進行相關向量幾何及常偏微分方程求解等基礎數學知識的講授，為學生解決相關數學基礎知識較為薄弱的問題，為學生在后續學時中專業內容的學習打下數學工具基礎。另外，根據此門課程在近距離無線通信部分與物聯網無線通信系統課程存在一定交叉課程內容的特點，因而在近距離無線通信系統部分的講授內容以具體的通信工程實例講解為重點，打算著重講述近距離無線通信系統在實際通信工程案例中的應用，對于近距離無線通信系統的理論部分僅進行概要性的講述。這樣設置教學內容既可以節省有限的寶貴教學學時，又可以以回顧復習的方式使學生對已學過的物聯網無線通信系統中近距離無線通信系統理論知識得到全方面的強化，從而使學生在理論和實踐兩方面得到加強。

2 ?課程教學模式改革

《無線通信系統》課程的教學目的不僅僅是為了簡單地完成教學大綱所規定的教學內容，更為重要的是培養學生的思考能力、解決問題的能力、理論聯系實際的能力和創新意識。在這方面，對教學的技術手段進行改革，采用目前較為先進的電子教學手段，在教學模式方面進行改革。

由于此門課程在理論學習中有大量抽象、枯燥的理論和公式，為使學生能夠對這部分內容進行很好的理解，教師在教學模式上充分利用學校配備的現代化多媒體教育技術工具，制作圖文并茂、易于理解的課件內容，與講解形成良好的配合，便于學生學習。并對所有理論教學內容全程采取多媒體的教學模式，對于此門課程中較為重要的模型組成及相關軟件算法的講解，任課教師要充分地結合板書進行詳細講授。在此部分的講解過程中，要盡量結合學生前序課程已經學過的有關無線通信系統的相關知識，使學生對所講授的理論知識能夠較為透徹地理解和掌握。例如：在講解微波通信系統時，可以結合學生在電磁場與電磁波課程中所學的電磁波輻射相關知識，既可以使學生對電磁波輻射的相關知識點進行復習，也可以簡化微波通信系統的理論學習，從而使學生對這部分所講授的理論知識內容形成與之前的內容前后呼應、融會貫通的效果，從而使教學效果事半功倍。另外，此次教學模式改革要使此門課程的理論學習緊緊貼合通信工程專業的特點，著重培養學生將所學無線通信系統理論知識應用于解決實際無線通信工程問題的能力，真正做到將理論知識與工程實際相結合，做到活學活用。這樣學生在學習理論知識時結合與日常生活實際相關的通信工程背景進行學習，將在學習積極性上有很大的提升，從而既可以加深對所學無線通信理論知識點的理解，又可以加大學習這門課程的學習興趣，以此達到使該門課程教學效果提高的目的。

通過這幾年將《無線通信系統》課程教學模式的改革方法應用到實際課程中，已經取得了較好的教學效果，同時也發現了一些新的問題。為將《無線通信系統》課程的教學效果進一步提高，在后續《無線通信系統》課程教學模式教改的設想中，為了達到擴充學生學習知識面的目的，該校教師打算結合目前我國通信產業的熱點，進行遠距離及近距離無線通信系統的講解。在學習短距離無線通信系統時，可以讓學生思考藍牙通信系統是如何實現日常生活中的汽車無鑰匙開門功能的，讓學生搞清楚在生活中的汽車無線免接聽藍牙電話系統也是短距離無線通信系統在實際通信工程中的應用。這樣就更加強化學生在學習理論知識時結合與日常生活實際相關的通信工程背景結合的能力，進一步地提升學生的學習積極性。

3 ?課程考核方法改革

現在該校信息科學與工程學院通信工程專業《無線通信系統》課程的考核模式是期末成績（70%）與實驗成績（10%）再加上平時成績（20%）綜合計算出總成績的考核模式。為了與這次課程教學內容改革及課程教學模式改革相適應，利用該校編寫新教學大綱的契機，該門課程的考核模式改革為“綜合素質考核”模式，主要內容是通過學習過程考核、綜合能力考核以及知識考核這3個考核過程來評價學生的綜合學業水平。這其中學習過程考核占到總綜合成績的40%，考核內容由學生的課堂出勤率、課堂問題回答表現、課后作業完成質量、平時小測試成績以及完成自主學習論文情況5個部分構成。實驗能力考核占到最終總綜合成績的10%，這部分主要是在實驗室以模擬實際無線通信系統工程形式來對學生的動手能力進行考核，題目是采用實際無線通信工程模擬的形式由學生自主完成。這種形式既可以對學生理解相關理論知識有益，而不只是局限于死背公式與定理，又可以有效地提高學生的自主學習能力及運用所學理論知識對實際無線通信工程進行分析與解決的能力。

通過這幾年將《無線通信系統》課程考核方法的改革方法應用到實際課程中，雖然起到了一定的效果，但同時也發現了一些新的問題。為將《無線通信系統》課程的教學效果進一步提高，在后續《無線通信系統》課程考核方法教改的設想中，老師們打算在學校政策允許的情況下，對不同特點的學生采取不同的考核方法。

4 ?后續創新能力及思政教育的教改

我國新時代對大學生培養目標主要是培養大學生的創新能力及創造性，為了適應這種新的培養目標以及滿足教育部對于大學課堂中專業課程要加入思政元素的要求，該校《無線通信系統》的后續教學改革主要對學生積極思考并主動參與創新活動的能力進行著重培養，并要加強思政教育的力度。

根據對以往幾屆通信工程專業學生學習《無線通信系統》課程情況的調查、分析與研究，該校通信工程專業學生在學習《無線通信系統》這門課程時表現為注重對老師所講內容的記憶性學習，缺乏更深一層次的理解，很少在此門課程上進行進一步的創造性及創新性探討。因此，應該在教學活動中進一步有效地激發起學生的創新熱情，同時對學生的創新觀念進行有效的培養，培養學生在學習過程中的恒心、細心、耐心，養成創新所需的思考力、意志力，以及善于嘗試的精神，并培養出學生創新的興趣和創新意識。另外，對學生進行思政教育，提高學生的思想道德水平，培養出學生正確的人生觀、世界觀和價值觀，培養出學生的堅定意志，克服各種心理問題和壓力，推進學生努力學習、提高創新能力，對學生能力和素質的提高及不斷成長也是非常有益的。因而，加強對學生進行課程思政教育，已成為該門課程迫在眉睫的教改任務。

在后續《無線通信系統》課程創新能力及思政教育教改的設想中，該課程既要打牢學生們在《無線通信系統》重的專業知識基礎，也要培養學生的思考能力和創新能力，并為學生們積極地創造適合該門專業課程的創新氛圍，進而激發同學們對該門專業課程的創新靈感，使同學們處于創新的場景中，被周圍創新的場景所包圍，有意識地加強同學們的創新思維和創新意識。在鼓勵學生組建《無線通信系統》課程創新社團的基礎上，要求大多數有創新意識的同學積極加入創新社團。同時爭取學校和學院的支持，對于創新社團開放學校的軟硬件資源，譬如專用實驗室及專業圖書資料室等，使得這些場所成為學生進行專業課程創新的基地。另外，在學生在校內進行該專業課程學習的同時，教師還應該鼓勵同學們主動走出校門，參加無線通信系統在現實社會應用情況的調研，使學生能在學好該專業課程基礎理論的情況下，充分了解該專業課程在社會實際中的應用情況，將理論與實踐進行有機的結合，發現實際應用中存在的問題，形成創新思維，做到發現問題、分析問題、嘗試解決方案，并最終解決問題，從而形成創新成果。

對于通信工程專業的學生來說，學校的實驗室、學校的圖書以及學校聯系的社會實踐場所就是學生提高創新能力的重要場所。比如：通常每門專業課程幾乎都有的課程實驗，由于實驗指導老師在上實驗課時是按照規定的教學實驗大綱的要求去指導學生們進行實驗，因而實驗步驟都是成熟的、按部就班進行的，所得實驗結果當然與學生所學理論具有極高的符合度，從而使學生們有墨守成規之感，沒有創新之感。在后續的教改工程中，該專業所設計的實驗內容要加大綜合實驗和創新實驗的比例，實驗老師僅起到指導作用，在實驗中充分擴大學生的自由度，積極挖掘學生的創新潛力，在保證安全及符合各項規定的前提下，鼓勵學生進行創新試驗性實驗，這也是創新。

在后續《無線通信系統》課程創新能力及思政教育教改的設想中，教師會著重培養學生科學的學習習慣、分析能力、思考能力和解決問題的能力。

科學技術水平之所以先進，之所以科技新成果不斷涌現，最主要的原因就是教育鼓勵創新、以培養學生的創新思維及創新理念為目標。學生從學校畢業后，由于在學校學習過程中培養了良好的創新思維與創新習慣，就會在工作中慣性地進行發現問題、思考問題并最終解決問題，從而進行創新性的工作。因而在教學中就要學習這種先進的教學理念，要求學生摒棄“等靠要”及“填鴨式”的學習習慣，充分挖掘自己在學習《無線通信系統》課程中的興趣，并將所學理論知識與實際應用、工程實踐相結合，養成善于思考、善于分析、舉一反三的良好習慣。在此基礎上，對所遇到的實際問題進行解決，并善于總結，將發現問題到解決問題的全過程加以記錄存檔，為將來的創新研究打下良好的基礎。

另外，在《無線通信系統》課堂教學方法上還要加大教改的力度，包括線上教學與線下教學相結合，增加教學過程中教師與學生的互動，達到培養學生創新思維與創新意識的教學目標。在此門課程的后續改革設想中，教師們會從授課方法改革作為切入點，提倡采用啟發式的討論教學方法。針對目前該校《無線通信系統》課程實踐教學時間和空間不足并且是對理論性占用課時較多的現狀，計劃在實驗教學中鼓勵學生對實驗方案多做設計，多做探索性的嘗試，推動學生思考能力、創造能力的提升，使學生們在實驗中不斷鍛煉，提升創新能力。

最后，在今后課程的教學改革中，該專業會將學生的創新能力納入綜合測評體系。積極探索并建立整套的科學評價學生創新能力體系，形成有效的激勵方法，將學生的創新能力作為一項重要的考核點并將創新成績計入到學生的此門專業課程的總成績中，從而達到鼓勵學生進行學習創新、培養學生創新能力的目的。

5 ?結語

總之，該校信息科學與工程學院通信工程專業《無線通信系統》課程的教學改革是以我國通信行業發展對相關人才的需求及該校通信工程專業本科學生的自身水平為基礎，通過改革課程教學大綱的教學內容，在整個本科課程的教學過程中應用先進合理的教學理念并結合現代化科學的教學模式，以培養本科學生的創新意識與創新思維作為主要的教學目標，最終達到提高此門課程整體教學質量、提高學生思考和學習能力、能夠學以致用的教學改革目的。

參考文獻

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①基金項目：遼寧特聘教授項目（遼教函【2018】35號）。

作者簡介：田野（1977—），男，博士，教授，研究方向為無線通信系統。

石振剛（1971—），男，博士，副教授，研究方向為無線通信系統。

臧晶（1975—），女，博士，副教授，研究方向為數據處理、信息安全。