ICT融合背景下應用型高校通信工程專業“移動通信”課程建設探索與實踐

丁曉慧 汪文濤 孫琦

關鍵詞：ICT；移動通信；課程建設；雙師教學；實踐教學；Matlab

0引言

進入5G時代，移動通信不再僅僅是更高速率、更大帶寬、更強能力的空中接口技術，而是一個多業務、多技術的融合網絡。以華為、中興等為代表的通信設備生產商正逐步將傳統CT（CommunicationTechnolo?gy）本身具有的更高通信QoS保障的優勢與IT（Infor?mationTechnology）領域新術（如云計算、大數據）進行融合確保使其可以產生新的能量和價值；和以中國移動為代表的三大通信運營商數字化轉型的深入，同時具備CT和IT的ICT（InformationandCommunicationTechnology，簡稱ICT）人才培養對用型本科高校通信工程專業提出了更高的要求[1]。

通信企業的轉型，表面上是業務、技術的轉型，但從根本上來說是人才的轉型。高校是ICT應用人才培養和輸送的源泉，是數字化轉型過程中人才輸送的主要陣地。應用型本科院校通信工程專業的課程建設也要緊扣人才市場需求，如果課程內容仍延續傳統CT技術，而不與時俱進，緊跟時代發展，則培養的學生在通信行業數字化浪潮下不具備優勢和競爭力。所以通信工程專業課程建設必須具有現實性，又要具有前瞻性，課程建設要符合通信行業發展的需求。

普通高校通信工程專業在課程建設上，通常會參考重點高校通信工程專業的課程體系。但是由于師資力量、實驗環節、生源質量、資金投入等方面的差距，不能直接照搬其課程體系和教學方法[2]。對于應用型本科院校課程建設要更多地關注如何提高學生的實踐能力和應用能力使其具有就業競爭力，能夠滿足企業與社會對高素質應用型人才的需求。

本文將在這樣的背景下，以淮北理工學院移動通信課程為例，探索構建適合應用型本科院校通信工程專業的課程建設，圍繞新工科專業課程的教學設計、教學內容及教學方法環節，協同育人理念的貫徹以及校企合作方式等幾個方面進行深入研究[3-4]。

1傳統移動通信教學現狀

移動通信主要針對通信工程專業大三學生開設，在學習該課程之前需先修信號與系統、電磁場與電磁波、通信原理、計算機網絡等專業知識。該課程具有知識面廣、關鍵技術多、學習難度大、行業發展快等特點。傳統移動通信教學在教學內容、教學方式、教學團隊、實踐訓練等方面存在與新技術、新知識聯系不足，課程內容與企業一線的生產實際存在差距，教學方式單一、實驗環境落后的現狀。

1.1理論教學與實踐訓練方面

移動通信課程由32個理論課時和8個實驗課時構成。課程理論教學內容主要由移動通信信道、組網技術、調制技術、抗衰落技術、多址接入技術、GSM移動通信系統、3G移動通信系統、4G移動通信系統、5G移動通信系統等內容組成[5]。

實踐課程包含4個硬件實驗，實驗平臺為移動通信實驗箱，實驗項目為：抗衰落技術（線性分組碼）、調制解調技術（16QAM調制及解調）、擴頻技術（m序列產生及特性分析）、GSM/CDMA通信系統。學時分配與知識特點如表1所示：

在過去的教學過程中，由于課程內容中關于關鍵技術部分存在原理性強、公示繁多且復雜、學生學習困難、不易理解；課程內容中關于移動通信系統組網、架構等方面與企業生產實際有差別且內容更新跟不上技術發展；實驗內容靈活性不足，偏重原理，雖在一定程度上促進理論知識的學習和鞏固但實驗項目與企業實際未能接軌。最終使得學生在實際應用能力方面得不到足夠的實踐和鍛煉，不能用所學到的理論知識去解決實際問題[6]。

1.2教學方式與教學團隊方面

目前移動通信課程的教學方式主要以傳統講授方式為主，配合Matlab仿真演示法或案例教學法加深學生對理論知識的理解和提高學習興趣。教學團隊暫由院校專任教師組成，教師專業理論知識扎實，但面對一個技術更新快速且與企業生產一線緊密結合的課程，授課教師授課內容局限于教材，教材跟不上理論知識的最新進展，也跟不上企業的最新發展和應用。同時教學團隊內的教師的專業背景也鮮有移動通信方面的企業行業背景，在講授移動通信技術相關知識時，不能聯系實際，不易激發學生的學習興趣。這就造成學生學習了移動通信相關知識，但是走向工作崗位，發現校內學習的知識不能滿足現有工作崗位的要求，同時存在信息差，對行業的規范、標準不能充分地了解，這樣對培養應用型人才是非常不利的。

2ICT背景下的移動通信課程教學探索

2.1“雙師”模式下的工程案例法教學方式

移動通信技術發展迅速，內容更新快，理論教學過程更偏重原理，而關于移動通信網絡的建設及具體應用相關案例教材鮮有涉及。因此在傳統的課堂教學方法基礎上，開展“雙師”教學，通過校企合作來彌補高校教師工程實踐經驗不足的弊端。由校內老師在課堂上教授理論知識（如調制技術、抗衰落技術等原理），企業（中國移動公司）導師講授移動通信組網技術、2G-5G工程應用與案例，促進學生從多個角度理解移動通信技術，并激發學習移動通信的興趣。企業導師在授課過程中根據企業實際工程案例及工程項目中遇到的典型問題和解決方案，培養學生對課程知識的深入理解，提高分析和解決實際問題的能力[7]。

具體工程案例如下：2.1.1話務量工程案例

移動通信中關于多信道共用技術的“話務量”這一指標，在教材中這樣定義：

A為話務量，C為每小時平均呼叫次數，t0為每次呼叫平均占用信道的時間。教材中也給了相關例題對話務量指標進行計算。但是從工程應用角度來說，企業如何利用這一指標指導工作？教材并未涉及。從企業導師以案例法授課過程學生了解，企業無須人工計算話務量，借助關口局設備網管可實時或者針對忙閑時提取話務量指標，話務指標的高低對企業分析用戶通話行為特點、設備運行情況、線路是否需要擴容等工程建設具有指導意義（如圖1所示）。

2.1.2區域覆蓋工程案例

教材在介紹“小區制移動通信網絡的區域覆蓋”知識時，具有嚴謹、科學但是單調的特點，引用的圖例也大多為簡圖形式，鮮有結合某市地形、地貌、人口分布等多種現實因素分析移動網絡的區域覆蓋實際問題。企業導師授課過程中以實際工程案例法結合多種實用軟件介紹本市移動網絡區域及特殊場景如高鐵、地鐵、室分系統在基站建設、區域覆蓋、后期優化方面的工程應用，這對學生學習從理性到感性、從理論到實踐都有一定程度的升華和促進，另一方面也開闊了學生的視野，激發了學生學習這門課程的熱情和積極性（如圖2所示）。

2.2基于Matlab仿真平臺搭建移動通信系統的集中實踐教學

現有實驗項目多為原理驗證性實驗，實驗平臺為小型移動通信實驗箱，即便有2個綜合性的實驗如GSM通信系統、CDMA通信系統實驗，但該實驗側重系統驗證、語音通話質量感受，學生對一個完整移動通信系統的理解仍然不足，缺乏對通信系統的設計能力。為此開設基于Matlab仿真平臺搭建移動通信系統的集中實踐環節，以提高學生對完整移動通信系統的理解、計算機建模仿真能力以及編程能力。

集中實踐環節要求學生從OFDM通信系統、CD?MA通信系統選擇一個進行設計與仿真。學生能夠對OFDM、CDMA通信系統性能進行分析與設計，測試不同信道傳輸條件下該通信系統的頻帶利用率、頻率偏移量，并計算相應的誤碼率，得出BER曲線[8-9]。系統仿真完成后，從通信系統的設計思路、工作原理、參數選擇、調試方法、分析問題解決問題的方法、心得體會等方面的綜合訓練（如圖3所示）。

將移動通信課程知識點融入集中實踐環節，通過課程設計使學生加強對通信系統的理解，學生在設計過程中經過查閱文獻、方案比較、系統驗證等環節進一步鞏固所學的理論知識，加深對本課程理論知識的理解，培養其理論聯系實際、求真務實的科學精神。在設計的過程中，使學生掌握計算機輔助工具如Mat?lab軟件進行通信系統仿真、調試、設計的一般方法，增強對通信系統的感性認識[10]。促進其他專業課如通信原理、光纖通信、數字信號處理等課程的學習，構筑合理的知識體系，為后續專業課和畢業后從事相關領域研制工作打下一定的基礎。

3結束語

在ICT背景下，通信工程專業的人才培養需兼顧傳統CT技術，同時與時俱進，融合IT元素，IT元素的融入既可通過開設IT相關的課程實現，也可在傳統CT課程的基礎上，通過校企合作、雙師模式共建課程、利用計算機輔助軟件進行通信建模與仿真等多種手段進行，從而構建促進跨行業交流與融合的課程體系。這種改革極大地激發了學生的學習熱情和積極性，一定程度提升了課堂氣氛和教學效果，更符合應用型本科高校的定位。學生對該課程的改革也給予了積極的肯定，同時提出了進一步的設想，例如將該課程與認知實習或生產實習融合，實驗內容融入5G元素等。這些建議也為該課程接下來的進一步改革和探索提供了一定的思路和參考。