新工科建设背景下通信课程改革新思路

张莹

关键词：移动通信；仿真平台；互联网+

中图分类号：G424+ 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2023）08-0083-03

0 引言

近几年，移动通信技术发展迅速，从2G到5G，技术的革新促进人们生活质量的不断提升，通信技术专业人才短缺问题也日趋突显。如何培养高素质、高水平通信人才是应用型高校一直探讨的问题。

在各高校中，移动通信技术都以理论课堂讲授和实验课堂操作来完成。在理论上，教师专业知识丰富，紧跟技术发展，倾囊相授移动技术知识。但是实验课上，由于实验条件的局限，并不能达到理想的效果。目前，大多数高校使用的实验箱依然是移动通信实验课程的首选。实验箱能够对移动通信技术中的调制和解制、扩频和解扩等基础原理进行模拟仿真，通过示波器对各级信号波形的观察和分析来帮助学生们掌握移动通信的基础知识。同时，实验箱设备价格较低，易于配备，因此一直受高校青睐[1]。

实验教学作为检验学生是否充分理解并掌握理论知识的方式，应该与理论教学相辅相成，但是实验箱仅能满足基础性原理的验证，不能构建蜂窝无线通信系统，与现实的移动交换机、基站、手机用户等元素组建的通信网络相差较大；在实验箱中，多个信号处理模块集成在一起，学生无法观察到信号的传输和处理过程，对模块内部结构和工作原理不够清楚，也不能参与模块的设计与制作及改进；此外，实验箱的验证操作对于培养学生的创新意识、综合实验能力、解决问题的能力等方面，也存在一定的局限性，学生对理论知识理解和动手能力的培养都难以达到效果。

因此，为了让学生更好地掌握移动通信技术、提升实际工程组网能力、启发学生能够独自思考和解决问题、培养未来社会高素质通信人才，移动通信技术课堂需不断改革新的教学方式。

1 改革教学方式

1.1“互联网+信息技术”理论教学

《移动通信技术》是高等院校通信工程与信息工程专业的核心课程，涉及移动通信的基本理论、无线通信系统的传播特性和组网方式；移动通信的关键技术，如编码、数字调制、干扰和抑制等；不同类型的移动通信多地址接入方式；移动通信技术的应用系统，覆盖2G到5G移动网络，课程内容理论性强、知识点多，学生掌握困难，对理论教学的改革迫在眉睫。

1）“互联网+”的海量资源

近几年，学校通过网络、微信群等方式不断推送诸如中国大学MOOC、智慧树、超星、雨课堂等教学平台信息以及介绍各类线上教学优秀案例，移动通信课程组教师充分学习并借鉴上述资源，对该课程的教学单元内容、考核方式、课程资源等环节进行了建设。此外，在《移动通信技术》课程建设过程中，不断陆续增加教学团队自行录制的视频资源，针对学生专业特点和应用型高校需求，嵌入实践和案例资源，有效地丰富教学资源。

2） 信息技术为教学助力

随着信息技术的发展，将网络平台资源与线下教学相结合是帮助学生自主学习、激发学生学习积极性的有效途径之一。教师将课程内容按章节上传至网络平台，供学生自主查阅和学习，他们可以利用课余时间对移动通信技术进行课前预习和课后复习，加深对知识的理解；网络课库中设置的大量各章节的练习题，老师可以通过下发作业的形式对学生知识掌握的情况进行考核，學生也可以自主在题库中进行练习；课堂中，教师通过软件选人答题和全员答题投票的环节，加强了师生之间的互动，使课堂生动、有趣。图1为使用网络平台的教学情况。

3） 翻转课堂

“以学生为中心”教学理念不断深入，使移动通信课堂从原来的“由老师讲出来”转变为“由学生说出来”，教师引导学生查阅资料、提出问题、开展讨论、寻找答案，培养学生的自主学习能力、分析和解决问题的能力。尤其针对某个案例的头脑风暴、分组讨论、讲台展示，更能引起学生的兴趣，激发他们的胜负欲，取得“教”“学”双赢的效果[2]。

1.2 丰富实验教学手段

1） 实验箱教学

在实验教学中，利用模块化集成电路实验箱进行原理性实验，学生自己动手连接和测试电路板，利用示波器可以对波形进行观察和分析，结合实验现象，对结果和问题进行分析讨论，加深对信号产生、调制、解调原理的认识，提高实际操作和动手能力。

2） 仿真软件教学

目前，《移动通信技术》课程采用的虚拟仿真实验平台包含场景仿真系统和仿真路侧端系统两部分。场景仿真系统能够实时仿真，该系统模拟生成的数据能够被仿真路侧端系统采集记录，仿真结束后，场景仿真系统产生的数据能够供仿真路侧端系统导入并进行分析，通过对参数的调整来实现移动系统的优化。场景仿真系统和仿真路侧端系统相互配合使用能够形成一个闭环的操作系统，帮助学生们更好的学习移动通信网络以及相关的知识。仿真平台和仿真测试如图2所示。

3） 校企联合实验教学

对于应用类型的高校来说，教书育人的主要目标是培养能够为行业所用、企业好用的专业型人才。学校深度开展校企合作，丰富合作方式和内容，建立校企联合实验室，针对不同年级的学生，开展不同的教学模式。对于大一新生，邀请合作企业的工程师到校和师生交流，建立学生对专业的认识和认可，让学生了解通信专业的发展历程、前景和应用，建立专业自信。对于大二、大三的中年级学生，充分利用企业工程师资源，带案例和行业新技术进课堂、给予实训指导，促进教学内容与时俱进。对于大四毕业班的学生，学校积极响应搭建校企联合平台，输送毕业生到企业中实习，帮助学生理论联系实际，增强工程实战经验，促进“毕业”与“就业”的无缝衔接。

多样化的实验教学，是理论教学的补充，它把难懂的理论进行形象化展示，帮助学生们对加深对通信系统和关键技术的理解，提高系统设计能力和分析解决问题的能力，符合应用型高校人才培养的需求[3]。

1.3 以赛促学

培养学生创新实践和检验教学效果的重要途径之一就是参与各类竞赛，它有很强的针对性和专业性，能够激励学生向纵深方向学习、钻研和发展。在课堂教学中，教师会鼓励通信专业学生们积极参加各类学科比赛，如“大唐杯”“蓝桥杯”电子技术设计大赛“互联网+”等，经过参赛促进学生更主动、更深入地去学习，实现“以学促赛、以赛促学，学赛合一”。

1） 零基础培训计划。对于低年级的大学生，面向本专业学生开展基础培训，掌握专业技能，比如CAD工程制图、PCB印制板设计、单片机设计等，扩大学生的参与面，调动学生的学习兴趣，将竞赛项目融入基础的教学环节，有效地解决了理论课程枯燥乏味、课后作业抄袭严重、课程实践报告千篇一律等问题。

2） 实验室、创新创业平台开放计划。近几年来，学校先后与多个知名科技公司完成校企合作、共建联合实验室，实验室全面向学生进行开放，使学生有了创新的土壤、实践的平台。同时，企业携带创新项目与师生共同参与开发，企业工程导师为学生自主创新、创业团队提供指导和咨询，多样化的校企深度合作方式大力开展，实现企业、高校、学生三方共赢的局面。

3） 优质团队养成计划。实战经验丰富的优秀指导老师团队，围绕竞赛对参赛学生给予持续的关注和指导，旨在提高比赛成绩。前期开展校内选拔赛，针对优秀学生进行培训，采用持续培养模式，即“大一选拔入队加强基础学习，大二跟队锻炼申报学生课题，大三组队比赛成果量产”，形成周期良性循环，从深度和广度上提高学生的专业技能和实践创新能力，达到以赛促学目的。

“以赛促学”的逐步推进，学生们在各类竞赛中均取得多次国赛一等奖、二等奖的好成绩，同时，“以赛促学”有利于激发学生的学习潜能，提高学习热情；有利于提升他们分析、解决问题的能力，增强就业竞争力；有利于促进教师的工作积极性并热爱自己的职业，提升教师的责任感和成就感。

2 课程改革实施效果

1） 学习范围更广

互联网技术的飞速发展推动了相关其他行业的技术革新，智能手机的普及和4G/5G技术的成熟，使移动智能、互联互通成为互联网+时代的特征，利用超星学习通等平台，通过收集网络优质资源，打造精品课程，实现资源共享、互惠双赢。海量资源可通过首页找资料一键查找，包括各类电子书、期刊、论文、报纸、专题、视频、网课等，所有资源都可以供用户免费使用，使学生在知识的海洋中畅游[4]。

2） 知识掌握更高效

天道酬勤，壮志凌云。网络平台在课堂教学的使用拓宽了学生学习的方式和渠道，让知识的学习成为一种“交互式”学习，学生可以与教师平等交流，可以自主选择更感兴趣、更有针对性的学习内容，使理论的知识不再枯燥和无趣，变得生动而易懂，促進学生们德智并举，茁壮成长。

3） 实践力更强

实验箱+仿真实验平台的改变，结合各类专业比赛的推动，使《移动通信技术》内容更加丰富多彩、实用性强，加强学生对课程理论知识的掌握和理解，培养学生在实际工作中所需要的专业知识和技能，以及对移动通信系统的认知能力，开阔学生的眼界和知识面，提高了学生在行业内的就业竞争力，缩短了毕业生工作岗位适应期，实现从“毕业”到“就业”的无缝衔接，满足了新工科高校的需要。

4） 师生沟通更深入

翻转式课堂使学生掌握课堂的主动权，“以学生为中心”让他们有很深的融入感和归属感，师生之间更平等、更无拘无束，结合虚拟网络世界，教师与学生之间的沟通更加频繁和亲密，问题答疑、案例探讨、就业建议，甚至学习烦恼、情感疑惑都成为师生之间的“悄悄话”，给予学生充分的空间去表达和倾诉，引导学生良性地成长和始终保持积极向上的人生态度。

5） 学习兴趣更浓

《移动通信技术》课程新教学方式的使用，对传统的“老师讲，学生听”的方式进行了变革，“以学生为中心”成为教学目标和宗旨。翻转课堂式教学，提高了学生的学习兴趣和课堂的教学效率，杜绝上课走神、思维死板、自主学习能动性差、创新力不够等问题，把移动通信课堂交给学生来发挥、来设计，老师充分进行引导或者辅助，提高学生的学习自主性，让学生更好地参与教学的每一个环节，提升学生的融入感、获得感[5]。

3 结束语

从传统的《移动通信》课程教学现状出发，分析了实验箱教学的制约因素，并将虚拟仿真平台和校企合作引入移动通信实验教学课堂，使学生进行创新性、综合性的实验，加强了对通信网络的理解和掌握；网络教学平台的使用，拉近了师生距离，使枯燥的移动通信原理变得更加生动形象和更加有趣，学习的资源也更加丰富；“以赛促学”的推进，提高了学生的实践能力和分析、解决问题的能力，增强了学生就业竞争力。在新工科建设背景下，不断探索新的教学方式和思路，既有利于移动通信课堂的多元化发展，又促使学生“理论联系实际”，快速成长为通信行业人才。