無線通信實驗教學設計及其持續改進研究

李奕彤

（鄭州大學信息工程學院，河南鄭州 450001）

無線通信屬于整體通信工程專業當中的核心課程內容，并且在整體通信技術創新人才的培養體系當中起到了至關重要的作用，而在長時間的發展進程中，這種課程內容主要就是以多媒體教學或是板書等較為傳統的教學模式為主，其中極度缺乏各種實踐課程以及實驗課，但目前通信產業對于人才方面的主要需求，就在于創新實踐能力，簡單來說，也就是將各類理論知識應用在實際生活當中的能力，以此來更好地解決各種問題。因此，為了有效解決這種問題，在大多數無線通信實驗教學當中，其所采用的主要就是LabVIEW以及MATLAB/Simulink來進一步提升整體實驗能力，但這種實驗教學方案的缺點就在于很難有效對通信鏈路當中傳輸的信號進行直接觀測，也就是缺乏解決問題的能力。所以，必須要積極對無線通信課程展開持續地改進優化，在其中有效引入現代化的教育理念以及教育方式，在最大程度上提升整體教育質量。

一、無線通信課程的主要教學特點

在無線通信技術當中，主要就是將各類無線電技術作為核心，在根本上實現定向的數據信息傳輸以及遠程的信號傳輸，從而有效為智能化領域以及通訊領域的發展奠定堅實的技術基礎，以此來推動通信技術的多元化發展。而在當前的社會環境中，各大職業院校也相繼開設了無線通信專業課程，其中所主要采用層次化的教學模式，將各類與無線通信專業相關的知識理念以及概念進行科學合理地教授，并且進一步深化內部的專業性知識，以此來確保學生能夠更好地理解那些無線通信課程相關的理論知識，更加靈活地采用各類專業知識。而無線通信專業主要就是以各類技術重點、概念原理以及設計流程為主，這也使得無線通信技術在軍用通信以及民用通信這兩個領域當中得到了極其廣泛地應用，這就需要高職院校內部的主體課程培養方向，應當轉變到多頻通信、通信組網以及無線信道等多方面內容當中。同時，在無線通信技術專業所涉及的課程內容相對較多，其中的教學主旨也大多以認知過程作為核心內容，以求能夠更好地提升學生自身的獨立學習能力，通過實踐操作與理論知識融合在一起的方式，建立起更加完善的無線通信課程教育體系，使得各類知識內容能夠進一步被學生所掌握，提升對無線通信技術的理解程度。因此，這就需要將當前通信技術主要發展趨勢、社會環境以及市場環境作為主要內容，以此來實現對于教學體系以及教學內容的調整以及優化，確保學生自身的理論知識可以有效應用在實際工作當中，為社會經濟的發展提供技能型人才[1]。

二、當前無線通信課程的教學現狀

（一）師資力量方面存在問題

在當前的社會環境當中，無線通信技術已經成為我國的主要發展方向，并且大多數職業院校當中，也開設出了各類無線通信專業課程，以此來更好地滿足社會對于技能型人才的基本需求。然而，在一些職業院校當中，其內部的在師資力量的搭配方面存在著較為顯著的問題，特別是一些骨干教師、專業技師以及教授等，在具體的分配方面更是極其不合理，導致整體專業教學當中存在著比較明顯的教育漏洞。另外，一些教師自身的綜合素質以及專業能力較低，在教授兩種以上的課程內容時，很容易就會產生一種混淆式教學的不良現象，導致學生對于無線通信課程知識方面的理解不夠透徹，這也是目前社會中無線通信專業類的人才比較稀少的主要原因。

（二）教學方式過于單一

無線通信課程在本質上屬于一種融合了多種技術的專業課程，在實際教學階段，教師必須要根據自身的專業知識來在多個角度上展開深入分析，并充分結合這部分知識在現實生活中的應用來促進學生對于知識的理解，保證學生能夠更好地接受無線通信技術知識。然而，在大多數無線通信課程的教學階段中，教師都會將教材內容作為核心所在，并采取那些較為固定的教學方式以及教學大綱來完成對于課程知識的復述，這種填鴨式的教學方式不僅很難激發出學生自身的學習興趣，也不利于整體教學效率與教學質量的提升，特別是無線通信課程涉及了極強的專業性質，一部分課程內容難以理解，如果這時教師仍舊采用傳統的教育方式，沒有充分考慮到學生自身的學習能力以及接受知識能力，就會進一步降低學生的主觀能動性與學習興趣，導致學生無法有效掌握無線通信技術的專業知識，對學生未來的學習發展產生嚴重阻礙[2]。

（三）實踐過程嚴重脫節

理論知識以及實踐內容，屬于整體無線通信課程的基礎所在，學生通過對于各種理論知識的高效學習，也能為后續實踐教學內容的開展奠定堅實基礎，并且在實踐課程的作用下，也能對學生的實際操作能力以及理論知識理解程度進行全方位檢測。然而，大多數職業院校當中所開展的無線通信課程存在著較為嚴重與實際情況脫節的問題，學生也很難在實踐教學當中全方位掌握相應的教育知識，并且一些職業院校當中的實驗室以及實驗設備也比較老化，并沒有根據市場當中各類先進技術設備的發展同步更新，也會使得教學設備與教材內容之間出現較大的偏差，不利于學生的專業性發展。

三、無線通信實驗教學設計以及持續改進模式

在無線通信的實驗教學當中，最為重要的就在于如何高效完成課程學習成果，并持續對教學設計展開優化改進。在整體工程教育的認證體系當中，其所關注的重點內容就在于進一步培養學生自身解決復雜問題的主要能力，因此，在課程學習成果的設計階段中，需要重點關注以下三個主要內容。第一點是課程學習成果能否被進行測量；第二點是課程學習成果如何被學生評價；第三點則是課程學習成果能否對畢業提供支撐。舉例說明，在實際無線通信實驗過程中，就可以設計出這樣的課程，學生能夠正確對正交幅度調制方式的基本原理進行深入理解，并利用LabVIEW軟件以及無線電平臺來展開實驗內容，并根據最終得出的實驗數據信息來進一步分析其在不同信噪影響下所產生的誤碼率。而在無線通信實驗的教學設計中，所面臨的第二個問題就是如何以更高的標準來完成課程學習成果，為了有效提升學生自身的專業技能水平，就可以采取線上教學與線下教學混合的教學方式，并將混合教學進一步劃分為翻轉課堂、線上教學、線下教學以及校外實踐這四點主要內容，在其中的線上教學部分，則要優先為學生展示出演示視頻，使得學生可以更好地明確實驗教學中需要進行解決的各類問題，并進一步對問題解決效果展開深入觀察，從而有效激發出學生自身的學習興趣。而在具體的線下教學當中，則需要詳細劃分為兩方面內容，一方面為實現教學內容的技巧以及方式，另一方面則要進一步討論驗證過程當中可能出現的問題，并采取針對性的解決措施；在翻轉課堂當中，還要充分圍繞學生自身的口頭報告來進一步展開數據信息的分析以及問題探討，并且在這一教學環節當中，學生能夠更好地進行問題分析、問題反饋以及經驗討論，教師則要根據不同學生的實際學習情況來展開針對性指導，并在學生與學生以及教師與學生之間的討論當中，更好地達成相應的課程學習成果；在校外的實踐環節當中，通過參與各類產品開發研討會、工程交流等方式來明確項目開發階段以及專業知識的應用，同時，還要根據學生的具體實驗報告以及課程學習成果的反饋調查，對實驗設計以及教學方式進行更好地優化改進[3]。

四、無線通信實驗教學的具體優化措施

（一）基于物聯網的無線通信實驗教學

1.完善培養方案

在物聯網技術當中，其所重視的主要內容就在于實踐能力方面的培養，而為了有效提升整體實踐教學的建設水平以及建設質量，就應當在頂層設計方面入手，及時完善相應的人才培養方案內容。而在物聯網技術當中具體囊括了傳輸層、應用層以及感知層等多方面內容，不同的知識點之間有著極強的關聯性，這就需要在無線通信實驗教學過程中，在具體的教學體系建設方面將課程群建設作為核心內容，在最大程度上提升無線通信教學的人才培養效益。

2.通過各類競賽來促進改革

學科競賽在本質上屬于一種能夠對學生綜合能力進行深入考察的課外實踐活動內容，在提升學生實踐能力以及激發自身專業思維方面起到了十分重要的作用，而這部分學科競賽，與實驗教學之間同樣有著緊密聯系。而具體的學科競賽可以主要劃分為三種類型，分別為集中競賽、定期提交實驗成果的競賽以及創新類競賽。在當前的發展進程中，社會中與物聯網技術相關的競賽內容相對較多，比如物聯網設計競賽、物聯網創新大賽以及節能減排競賽等，通過多樣化的競賽，能夠促進物聯網技術與職業院校當中的教學內容有效結合在一起，進一步對無線通信實驗教學課程當中的教學內容加以完善，在最大程度上提升教學質量以及教學效率。同時，競賽也能夠促進教學形式方面的革新發展，使得競賽能夠科學合理地融入到教學過程當中，使得教學目標更加清晰合理，教師也能夠依據學生自身的學習能力以及各類知識的掌握程度，充分結合學生的學習興趣來對教學內容加以實驗，指導學生采取多樣化方式進行實驗教學，提升其主觀能動性。

（二）建立起校企聯合實驗室

在無線通信實驗教學設計當中，應當充分結合實驗室的具體安排，盡量在空閑的時間全面開放實驗室，學生也完全能夠根據自身的實際情況來預約好時間展開實驗。同時，在這種開放性的實驗室當中，也能夠為學生提供出一個自由學習以及實驗的空間，進一步激勵學生自身的創新思維以及創造性思維，全面提高學生的獨立實驗以及獨立工作能力。還可以與社會中的物聯網企業進行合作，建立起校企聯合實驗室，從而為學生的未來發展創造出必要條件，并定期安排專業人員進入學校進行指導，充分利用實驗室當中的各類軟件以及硬件條件來實現物聯網的工程開發[4]。

（三）適當地引入國外的教育技術與措施

世界中的其他國家，已經在無線通信實驗教學方面進行了幾百年的積累，其中具備著十分顯著的先進性特征，而我國的無線通信實驗教學起步較晚，還仍舊處在初級的發展階段中，這時就應當適當地引進國外的教育技術以及教育措施，突破外語壁壘問題產生的影響。首先，應當科學合理地引入無線通信實驗當中的理論基礎以及雙語實驗教學等方案，在逐步引入國外先進實驗教學理念的過程中，更好地激發出學生自身的創新意識，還應當積極組織教師培訓工作，促進課題教學效果的穩步提升，通過這種方式來強化學生自身的專業學習興趣；其次，還要引導學生學習通信數學基礎理論知識，教師也可以為學生提供出無線通信領域中的最新外文論文，使得學生能夠逐步對外文文獻當中蘊含的通信技術以及通信數學原理進行總結歸納，并以此為全新的教學材料來對無線通信實驗教學進行完善更新，這樣不僅可以拓展教師與學生的專業知識面，也能夠有效強化學生吸收最新知識的學習能力，使得學生能夠實現舉一反三，通過相關原理的應用來提出自身的改進意見，幫助學生更好地奠定好學科基礎，提高自主學習能力與學習效果，為其后續的學習發展起到良好的促進作用。

五、結論

在無線通信實驗教學當中，必須要進一步突破傳統教學方式以及教學理念帶來的限制，進一步對改革方案進行深入探索，確保無線通信實驗教學可以更加高效地開展，并站在實踐的基礎上來對問題加以思考，使得學生能夠更好地將理論與實踐有效結合在一起，更好地滿足社會對于人才的基本需求。