《卫星通信》课程本科教学改革研究

洪涛

摘 要：随着卫星通信技术的发展和培养我国的卫星通信技术人才的需要，如何培养我国的卫星通信专业技术人才是当今我国高校教育中面临的一项挑战。该文从课程实际教学中遇到的问题出发，从课堂讲授方式、学生软硬件动手能力的培养和课程的考查方式这三个方面探讨了课程教学改革的措施。经过一段时间的教学实践，取得了较好的教学效果。

关键词：卫星通信  本科教学  教学改革  Matlab软件仿真平台

中图分类号：TN927 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（a）-0141-02

Research of Undergraduate Teaching Reform for Satellite Communication Course

Hong Tao

（College of Telecommunications & Information Engineering， Nanjing University of Posts and Telecommunications， Nanjing JiangSu 210003， China）

Abstract：With the development of satellite communication technique and requirement of technical personnel for our country，the problem of cultivating satellite communication talents has been a challenge for chinese universities.In this paper，we focus on the classroom teaching method，experimental hardware and software platform，and course examination method for satellite communication course according to the problem of practical teching.It is proved that teching reform had a better performance of this paper.

Key Words：Satellite communication;Undergraduate Teaching;Teching reform

卫星通信是指利用卫星作为中继站实现两个或多个地球站之间的信息交换的无线通信技术，综合了通信技术、计算机计算和航空航天技术的交叉学科[1-2]。近年来卫星通信技术不断革新，例如中低轨道的移动卫星通信系统等都受到了人们广泛的关注。我国的卫星通信技术相比与美国等发达国家还存在一定的差距，如何培养我国的卫星通信专业技术人才是当今我国高校教育中面临的一项挑战[3-4]。

在南京邮电大学本科生培养计划中《卫星通信》课程是作为大四学生专业限选课程。设置这门课程的目的是在《通信原理》等专业课的基础上，系统级的帮助学生巩固已经学习的通信基础知识、掌握通信基础理论在实际的无线通信系统中的应用、以及卫星通信的组网技术。课程总共分为5个部分的内容在教学计划中安排了32个学时和8个实验学时，考察方式为闭卷考试结合试验成绩。在其他高校卫星通信课程教师的教学经验[5-6]和笔者几年的教学过程中，总结了如下几点在教学过程中发现的问题：（1）本课程属于专业限选课程，讲授内容是建立在《通信原理》等基础必修课程的基础上的，学生对于无线通信基础知识掌握存在较大的差异，导致讲授过程中学生对于知识点的理解存在较大差异，课堂教学效果不能达到预定的目标;（2）大四学生面临毕业的压力，注意力主要放在的考研、找工作等方面，学生对于卫星通信技术学生的兴趣和学习效率普遍很低;（3）传统的教师课堂讲授的方式枯燥，加上卫星通信系统知识点的分散和抽象，使得学生课上对于知识点理解效率低下，课后更没有时间回顾课程的内容;（4）考试前学生只是结合前几年的考试试卷采用死记硬背的备考方式，根本不理解知识点的含义，导致学生考完就不记得所学习的课程。上述的几个方面导致课程的通过率逐年下降，学生选修学习这门课程的人数逐渐减少。如何提高课程的教学质量已是《卫星通信》课程迫切需要解决的问题。

针对上述的几个问题，作者在教学过程中引入了以下三点的改革思路：（1）激发学习兴趣，学生基础存在差异，需要教师在讲授过程中回顾对比无线通信的基础知识点，帮助学生理解无线通信基础知识在卫星通信系统级平台上的应用。采用多媒体、拓展课程等手段激发学有余力的学生对于从事卫星通信事业的兴趣;（2）知识点讲授，卫星通信课程知识点较为分散，在讲授的过程中对比其他的通信网络知识点，在对比的过程中使得学生掌握卫星通信课程中的关键知识点。引入Matlab软件仿真平台和硬件实验平台，使得抽象的知识点形象化;（3）课程考查方法，将传统上课点名和期末考试的课程考查方法改为平时大作业、实验成绩和期末考试相结合的考查方式。

1 教学方式改革

作者认为学生对于卫星通信课程学习的效果关键在于两个方面，一是教师的知识点讲授方法;二是激发学生对于课程的学习兴趣。为了做好上述的两个方面作者从以下的三方面入手，提高卫星通信课程的教学效果。

1.1 课堂讲授方式

卫星通信课程在无线通信体系中并不是一门孤立的课程，应该放在整个无线通信大的背景中来讲授。针对学生基础知识的差异，作者在传统讲授方法的基础上补充了以下的三种讲授方式：（1）支撑知识点的回顾，学生在理解卫星通信中新的知识点的时候，都需要用到无线通信中基础的知识体系，讲授在讲授之前用适合的时间回顾下基础知识点存在一定的必要性。如在讲授编码和调制技术的时候帮助学生回顾下编码的基本概念、正交调制等基础的知识点，再引申出卫星通信中使用的LDPC码、QAM调制技术等知识点。这样使得基础知识点较为薄弱的学生不会在课程的开始阶段就失去学习的兴趣，进而恶性循环;（2）联系对比教学，卫星通信网络是适用于卫星通信链路的网络体系，与传统的地面移动通信网络是存在一定的差异的。课程讲授过程中引入这些差异性讲授有助于学生更深刻的理解卫星通信的知识点。在这种上下联系，左右对比的教学环境中使得学生在原有的知识体系中引申出卫星通信的知识点;（3）拓展性课程，对于学有余力的学生，课堂时间中教师讲授的有限知识点并不能满足学生对于卫星通信系统的理解，需要激发学生对于卫星通信技术的学习兴趣，使得他们利用课余的时间利用图书馆、实验室等资源更好的学习卫星通信的知识。作者在课程中适当的加入了一些拓展课程的教学方式激发学生的学习热情，如在课程讲授中加入美国的探月工程和中国的嫦娥工程等视屏结合PPT的方式激发学生从事我国的卫星通信事业。endprint

1.2 Matlab软件仿真平台和硬件实验平台

卫星通信课程是一门需要软硬件结合教学的学科，教学过程中需要提高学生自主的软硬件动手能力。由于学校硬件实验平台受资金等方面的局限，学生的动手能力并不能得到很好的锻炼，这就要求教师在教学过程中也需要培养学生的动手能力。作者在平时的教学课程中基于Matlab仿真平台以大作业的形式布置一定的软件仿真实验，补充硬件实验平台的不足。布置这种探索性的大作业可以激发学生自主学习的热情，更好的理解学习的知识点，如在卫星通信VSAT网络中对于欧兰B公式的理解，作者布置了相关的Matlab编程大作业，学生在课程考试中对于这个知识点的掌握情况就很好，说明布置的大作业对于学生知识点的理解起到了一定的积极效果。在实验室的硬件实验中增加学生自主的动手实验内容，增加学生对于学科的感性认识，通过学生自主动手对于这些系统安装调试，提高学生的动手能力，在学习的同时激发他们课程实践的兴趣。

1.3 课程的考查方式

南京邮电大学卫星通信课程传统的考查方式是实验成绩占总成绩的30%，闭卷考试成绩占总成绩的70%的考查方式。作者在教学过程中发现这种考查方式并不能很好的反应学生的学习效果。课程结束后学生大多结合往年的考试试卷，采用死记硬背的方式通过考试，考完后就不记得所学的知识点。作者在实际的教学过程中采用平时Matlab大作业占总成绩的30%、硬件实验成绩占总成绩的20%和课程结束考试占总成绩的50%的考查方式。在软硬件实验中强调培养学生利用学校的图书馆和实验室的查资料学习和动手等能力。考试试卷中降低概念性试题的比例，适当提高探索性问题的比重，如在星站距和俯仰角知识点的考查中，在试卷中直接给出基本的计算公式，不需要学生去死记硬背计算公式，而在俯仰角的修正过程中增加试题的灵活度，如果学生在平时的课程和Matlab大作业中深入理解计算公式的物理过程能很容易的解答试题，而平时Matlab大作业不认真完成靠考试前死记硬背公式的学生不了解公式的物理含义很容易在修正的过程中出错，这样能更好的考查学生对于卫星通信知识点的掌握情况。作者通过两个学年的实验，这种综合体系的考查方式更能真实的反应学生对于本课程的掌握程度。

2 结语

作者通过与学生的交流，采用上述的三种教学改革方法，可以在一定程度上激发学生对于卫星通信课程的学习热情，选修这门课程的人数具有一定程度的增加，学生对于知识点的掌握更为清晰，取得了一定的教学效果。该文对于卫星通信这门课程的教学改革作了初步的研究，如何取得更好的教学效果还需要与广大高校中卫星通信课程教师共同探讨。

参考文献

[1] 王丽娜.卫星通信系统[M].国防工业出版社，2006.

[2] 夏克文.卫星通信[M].西安电子科技大学出版社，2008.

[3] 张更新，谢智东，谭哲.卫星通信的发展现状及产业发展综述[J].数字通信世界，2009（6）：24-30.

[4] 杜青，夏克文，乔延华.卫星通信发展动态[J].通信技术，2010（3）：24-29.

[5] 张晖.“卫星通信”课程本科教学的实践与探索[J].科技信息，2009（31）：169.

[6] 崔得龙.卫星通信课程改革的尝试[J].西藏大学学报，2006，21：51-53.endprint