電磁頻譜管理數字教學資源與在線課程群建設

摘" 要：適應教育網絡化、信息化給電磁頻譜管理教學帶來的機遇和挑戰，構建了產學研用結合的教學團隊，依托國家級虛擬教研室組織數字化教學資源建設，打造“實踐+實戰+思政”三位一體案例庫，創新設計電磁行動實踐項目，建立電磁頻譜管理模擬仿真實驗平臺，建設包括基礎、業務、指揮等三個子群的在線課程群，采用知識圖譜方法構建電磁頻譜管理在線課程群內容體系，探索基于任務行動、崗位業務、課題項目的課程群協同運用模式，進一步提升電磁頻譜管理課程育人水平，取得較好的教學效果。

關鍵詞：電磁頻譜管理;數字化教學資源;在線課程群;協同運用模式;產學研用結合

中圖分類號：G642" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-000X（2025）05-0085-05

Abstract： To adapt to the opportunities and challenges brought by education networking and informatization to the teaching of Electromagnetic Spectrum Management， we have built a teaching team that combines production， learning and research with application. Relying on the national virtual teaching and research office to organize the construction of digital teaching resources， we have created a trinity case base of \"practice + actual combat + ideological and political affairs\"， innovatively designed electromagnetic action practice projects， and established an electromagnetic management simulation experiment platform. An online course group consisting of basic， business and command is constructed. The content system of online course group of Electromagnetic Spectrum Management is constructed by using knowledge graph method. The collaborative application mode of course group based on task action， post business and project is explored， which further improves the education level of Electromagnetic Spectrum Management courses and achieves good teaching effect.

Keywords： Electromagnetic Spectrum Management; digital teaching resources; online course group; collaborative application mode; combination of production， learning and research with application

電磁頻譜管理是通信工程、信息工程、電子科學與技術、電子信息工程和信息對抗技術等專業的重要基礎課。它幫助學生正確理解電磁頻譜管理理論知識，充分認清復雜電磁環境[1]下電磁頻譜管理工作的重要性，熟悉電磁頻譜管理主要業務工作，為學員崗位任職奠定基礎。當前電磁頻譜管理教學面臨一些問題：一是學生學習動力不足，沒有充分理解電磁頻譜管理課程對未來崗位任職的能力儲備作用。二是教學資源和教學手段大眾化有余、針對性不足，沒有充分體現細分專業的特點。三是教學內容上管理理論、電子技術、軍事應用融合深度還不夠，貼合電磁頻譜管理前沿、貼近電磁空間安全形勢不緊。四是不同課程相對獨立建設，建設內容有缺項，建設周期長，建設效率不高，難以滿足學生不斷增長的學習需求。

為了解決這些問題，適應教育網絡化、信息化給電磁頻譜管理教學帶來的機遇和挑戰，提高學生自主、探究、合作學習能力，豐富教學方法手段，使學生學習更加便捷、更加智能、更有趣味，2017年以來，國防科技大學信息通信學院電磁頻譜管理教學團隊按照“協同建設、協同運用、協同育人”的思路，一體設計電磁頻譜管理課程體系、深化教學內容改革、創新在線課程運用方式方法，構建“電磁頻譜管理在線課程群協同共育”教學體系，圍繞電磁頻譜管理專業在線課程群的設計[2]、建設[3]、運用[4]等方面開展實踐，取得了一系列成果。

一" 教學團隊和數字化教學資源建設

（一）" 構建產學研用聯合教學團隊

構建由教學名師、骨干教師、用人單位專家、電磁頻譜管理設備研發生產單位專家組成的聯合教學團隊。由教學名師和用人單位專家指導課程總體設計，從崗位需求上把握課程建設實用性;由電磁頻譜管理設備研發生產單位專家指導教學條件建設，從實踐條件上保證設備配套性和先進性;由中青年骨干教員擔綱課程主講，從一線課堂上保證教學質量，產學研用協作共育高素質專業化電磁頻譜管理人才。

（二）" 依托國家級虛擬教研室組織數字化教學資源建設

依托首批國家級虛擬教研室[5]試點項目電子科學課程群虛擬教研室[6]，申報《基于“虛擬教研室”的電磁頻譜管理專業在線課程群教學改革研究》《院校改革后多校區異地辦學模式下數字化優質教育資源共建共享研究》教學改革與研究課題，發表教學研究論文5篇。在虛擬教研室組織下[7]，建設新形態電磁頻譜教材1部，約10萬字，含微課10個、演示動畫8個、拓展視頻16個、拓展文獻40份。作為虛擬教研室建設的重要成果，依托國防工業出版社、國防科技大學出版社，出版大學規劃教材《電磁頻譜資源管理》《電磁頻譜管理行動方法》《電磁頻譜監測系統及運用》《聯合電磁頻譜管理》，編印講義《電磁環境》《電磁頻譜感知》《電磁頻譜管控》，并在用人單位推廣應用，有效擴大了電磁頻譜管理數字化教學資源的影響力。

（三）" 打造實踐-實戰-思政三位一體案例庫

建立無線電安保實踐、電磁頻譜管理實戰問題、電磁頻譜管理課程思政三位一體案例庫。一是依托優勢電磁頻譜管理專業，通過調查研究、科研成果轉化等方式，建立了內容涵蓋重大閱兵、重大賽事、重要發射、重要國際會議的無線電安保[8]案例庫。二是通過開展翻轉課堂[9]活動，學生圍繞野外陌生地域電磁頻譜監測車互聯、異構電磁頻譜數據融合、電磁頻譜信息跨網傳輸等實戰性問題，構建了48個實戰問題解決方案庫，并作為探究性問題在線上線下混合式教學中使用。三是建立電磁頻譜管理歷史與英模課程思政案例庫。通過俄烏沖突電磁對抗案例、重大訓練電磁頻譜管理案例將學員帶入崗位想定場景，使學員產生崗位沉浸感和建功立業使命感。教師通過講電磁頻譜管理歷史、電磁頻譜管理崗位職責、處置電磁頻譜管理情況，與學員一起探討首次任職關心的問題，引導學員熱愛電磁頻譜管理崗位，筑牢聽黨指揮的軍魂意識，樹立扎根基層的奉獻意識，強化電磁頻譜管理準備工作的責任意識，傳承電磁頻譜管理大無畏精神，以電磁頻譜管理精神塑造人，以電磁頻譜管理先進典型影響人，培養電磁頻譜管理事業接班人。

（四）" 創新設計電磁行動實踐項目

創設陸上電磁行動、海上電磁行動、空中電磁行動等場景，設置電磁行動方案擬制、電磁頻譜管理要素現地勘察、頻譜監測要素開設值勤與撤收、頻譜管控要素開設值勤與撤收、頻譜檢測要素開設值勤與撤收、頻譜管理安全防護等項目，創設學員沉浸感。學員闡述項目設計思想和工作機理，教員組織、協調、引導學員思路交流、觀點碰撞、成果分析。教員對學員的項目成果進行評估，對交流中學員提出的問題進行回答，對理論和技能要點進行總結，對學員實踐項目中的表現進行講評，聯系實際進行深化、遷移與提高。

（五）" 建立電磁頻譜管理模擬仿真實驗平臺

建設電磁頻譜管理模擬仿真實驗平臺，提供典型用頻場景、臺站、力量、初始態勢，編寫配套實踐指導書，學生圍繞頻譜監測、頻譜檢測、頻譜管控等任務，通過人工智能算法程序或任務規劃指令，控制電磁頻譜參數、設備部署位置與行動軌跡、行動時序、用頻優先級等，提高學生用頻沖突智能消解和電磁戰場智能管理能力。學生通過模擬仿真實驗平臺對頻譜使用進行優先級排序、綜合、同步、去沖突，實現電磁頻譜統一、有序、高效使用。

二" 打造電磁頻譜管理在線課程群

（一）" 一體化設計電磁頻譜管理在線課程群

以系統工程理論為指導，按照“需求主導、一體設計、多方協作、體系倍增”的思路整體設計戰教深度耦合的電磁頻譜管理專業在線課程群。將全面、多維的電磁頻譜管理專業課程加以組合，根據電磁頻譜管理專業人才培養目標，融入思政和OBE教育理念，通過部隊崗位需求實地調研、學員需求線上問卷調查等方式摸清部隊需求，以部隊需求為主導整體設計在線課程群。在已有的3門MOOC、10門微課、3門音頻課的基礎上，通盤規劃、一體設計電磁頻譜管理專業在線課程，將具有內在邏輯聯系、能夠相互支撐的相關課程集結成子群，形成“基礎、業務、指揮”3個子群、26門課程組成的電磁頻譜管理在線課程群，通過部隊演訓成果進線上課堂、院校教研成果線上服務部隊，實現戰教耦合。

（二）" 一體化構建電磁頻譜管理知識體系

按照“聚合性、模塊化、訂單式”思路，一體設計電磁頻譜管理專業人才能力素質模型和電磁頻譜管理知識圖譜[10]，構建電磁頻譜管理在線課程群內容體系。面向頻譜管理的應用需求，采用自頂向下的方式，建立知識目標-知識領域-知識單元-知識點構成的知識體系，高度概括和抽象知識關系，通過知識圖譜建立知識的分類、知識屬性的描述和知識之間相互關系。電磁頻譜管理對象圍繞電磁頻譜資源和電磁頻譜設備展開;電磁頻譜管理業務包括頻率管理、臺站管理、秩序管理;電磁頻譜管理行動包括頻譜監測、頻譜檢測、頻譜管控[11]。電磁頻譜管理在線課程知識體系包括知識類別、實體及其屬性，見表1，其中，知識類別代表在線課程類別，縮進表示知識、實體間的從屬關系，實體后的括號內列舉了實體的屬性舉例。實體間關系的類型和關系的作用范圍見表2。通過建設，形成了銜接一體的電磁頻譜管理專業在線課程群知識圖譜，學員可根據自身知識和能力素質需求訂單式選擇知識點和能力點，實現電磁頻譜管理專業課程在線個性化學習。

在電磁頻譜管理在線課程知識體系下，電磁頻譜管理知識圖譜采用三元組的形式描述實例知識，即頭實體、關系、尾實體。頭實體為電磁頻譜管理在線課程知識體系中的概念或實體。尾實體既可以是概念或實體，也可以是實體的屬性值。關系可以為連接頭實體、尾實體的謂詞或關聯關系、屬性關系。一個三元組稱為一個事實。電磁頻譜管理知識圖譜中的實體和字段對應圖中的節點，實體間的關系、實體屬性對應圖中的邊，形成網狀圖，將零散的電磁頻譜管理知識聯系在一起。

為高質量進行課程建設，課程組參加電子科學虛擬教研室研討會、虛擬教研室知識圖譜專題研討會、電磁場與微波研討會，組織電磁頻譜技術創新虛擬教研室研討會、電磁頻譜技術與安全防御研討會，線上線下活動10余次，與國家級教學名師、國家精品在線課程建設負責人進行了多次研討，制定了專門的基于“協同共育”的電磁頻譜管理在線課程群教育教學方案。電磁頻譜管理基礎在線課程2018年開始建設，2019年上線。電磁頻譜管理業務在線課程2021年開始建設，2022年上線。電磁頻譜管理指揮在線課程2022年開始建設，2023年上線。基于“協同共育”的電磁頻譜管理專業在線課程群建設與實踐在2022年獲批立項校級教學成果培育項目。國防科技大學信息通信學院（簡稱“本?！保┏蔀檐婈犑讉€建設完成完整電磁頻譜管理在線課程體系的高校。

三" 探索電磁頻譜管理專業在線課程群協同運用方法

著眼全譜全域綜合素質能力提升，按照“學員中心、效果導向、多維協同”的思路，探索電磁頻譜管理專業在線課程群協同運用方法。基于協同作用機理，按照能力生成規律，打造包含院校教授團隊、頻管部隊骨干、科研院所技術專家在內的在線課程群“虛擬教研室”，設計建設方、管理方、運維方、使用方等多方協同的在線課程群運用模式，通過三種方式綜合運用（圖1），全方位提高電磁頻譜管理教學效果和人才培養質量。

（一）" 基于任務行動的課程群協同運用模式

針對訓練中需要遂行的用頻籌劃、用頻協同、用頻管控等任務，以及電磁頻譜管理力量開進、開設、值勤等行動，運用課程群的專業知識和教學團隊的智力資源，引導學習者攻關聯合電磁頻譜管控重難點問題，建立“在線課程群專題學習+虛擬教室專題討論+教學團隊協助難題破解”的探究式教學模式，實現難點問題講明白，重點問題說透徹、爭論問題辨清楚，在探尋電磁難題答案的過程中達成教學目標。

（二）" 基于崗位業務的課程群協同運用模式

針對管頻用頻崗位任職需求和能力素質模型，一體設計頻譜管控、頻譜監測、用頻裝備檢測、電離層探測、電磁頻譜信息服務等電磁頻譜管理業務課程，建立“在線課程群學業務+模擬訓練練技能+現地教學練指揮”的虛實結合式教學模式，全方位提高學員參與度與崗位沉浸感。

（三）" 基于課題項目的課程群協同運用模式

針對電磁頻譜管理研究人員知識更新和協同創新需求，運用“在線課程群學創新理論+虛擬仿真作戰實驗+線上線下結合效能評估”的協同創新式教學模式，為前沿問題探索提供豐富的前沿知識和靈感源泉。

四" 實施成效

電磁頻譜管理在線課程群自2019年10月陸續上線以來，相關業務機關單位和管頻用頻部隊官兵踴躍注冊學習。根據軍職在線統計，截至2023年9月，課程注冊學習人數2.4萬人，課程考核通過2.3萬人，產生了顯著的育人效益。

（一）" 本校應用情況

截至2023年9月，本校有9個學期4 500多名學員使用電磁頻譜管理在線課程群進行學習，為通信工程、電子科學與技術、信息工程、電子信息工程等教學對象開展線上線下混合式教學提供平臺和資源支撐。課程運用中積極探索“虛實一體、兩線三段”的綜合運用模式，通過課前導學（線上課堂+學情預測）-課中研學（線下課堂+迭代監測）-課后拓學（線上線下+反饋提升）教學模式，開設專門的學習班級、作業和討論專區，促進“教”與“學”的改進，并根據反饋有效調整完善了電磁頻譜管理在線課程群教學資源，保證上線課程的質量。同時，課程組依托電磁頻譜管理在線課程群開展了《電磁頻譜管理任職核心課程小班化教學改革研究》《基于“虛擬教研室”的電磁頻譜管理專業在線課程群教學改革研究》《院校改革后多校區異地辦學模式下數字化優質教育資源共建共享研究》《電磁頻譜管理探究式教學改革研究》等4項教學改革課題研究，有力支撐了《新體制下電磁頻譜管理指揮人才培養創新與實踐》獲得軍隊教學成果三等獎。

（二）" 校外應用情況

課程上線之后，立即在相關業務機關單位和管頻用頻部隊推廣，引起較大反響。業務機關、用頻部隊積極注冊學習。業務機關和用頻部隊85%以上人員選修課程，個別部隊全員選修課程，并將課程學習與年度考核工作緊密結合。某部隊總工程師評價課程能夠讓學員“熟悉和掌握電磁頻譜管理的應用理論和業務技能，強化了專業素質，提升了崗位任職能力，取得了良好的學習效果”。

五" 結束語

國防科技大學信息通信學院開展電磁頻譜管理教學已經有30年的歷史。近幾年來，圍繞網絡化、信息化教學，信息通信學院在團隊建設、數字化優質教學資源建設、在線課程建設和在線課程群協同運用方法等方面開展了積極探索，打造了電磁頻譜管理在線課程群，在提升學生自主式、探究式、協同式學習能力方面取得了一定的成效。在強軍新工科和一流本科課程建設背景下，電磁頻譜管理在線課程群應當如何建設和組織運用，還需要不斷地探索和嘗試。

參考文獻：

[1] 劉尚合，孫國至.復雜電磁環境內涵及效應分析[J].裝備指揮技術學院學報，2008，19（1）：1-5.

[2] 王衛軍，楊薇薇，鄧茜，等.在線課程設計的原則與理念思考[J].現代遠距離教育，2016（5）：54-60.

[3] 侯云赫，王鈺瑩.智慧教育背景下在線課程建設對高校教學的影響[J].中國新通信，2021，23（16）：213-214.

[4] 彭華容.計算機輔助藝術設計在線課程群的建設與實踐[J].產業與科技論壇，2020，19（24）：267-268.

[5] 教育部辦公廳關于公布首批虛擬教研室建設試點名單的通知[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202203/t20220322_609822.html.

[6] 杜湘瑜，韓韜，李德鑫.建設電子科學課程群虛擬教研室，打造領域“四通”教研新生態[J].高校智慧教研，2022（1）：119-127.

[7] 陳彬，龔佳琦.虛擬教研室：做好人才培養“最后一公里”的引領[N].中國科學報，2022-04-26（4）.

[8] 吳傳，龍張翔.重大活動中的無線電安全保障[C]//烏魯木齊：2019年全國公共安全通信學術研討會，2019：385-389.

[9] 郭建鵬.翻轉課堂教學模式：變式與統一[J].中國高教研究，2019（6）：8-14.

[10] 張育瑜，趙磊，郭文彬，等.基于知識圖譜的無線電監測及盲信號識別[J].無線電工程，2020，50（3）：187-192.

[11] 王新榮，田青波.淺析電磁頻譜管理[J].信息通信，2015（4）：197.

基金項目：2022年度湖南省普通高等學校教學改革研究項目“基于‘虛擬教研室’的電磁頻譜管理專業在線課程群教學改革研究”（HNJG-2022-0403）

第一作者簡介：康國欽（1981-），男，漢族，四川廣元人，博士，副教授，碩士研究生導師。研究方向為教育理論、網電空間安全、電子科學與技術。