课堂教学改革背景下无线通信课程引导式教学创新与实践

周 晓，王成优，王小利，李光明，张 亮

（山东大学 机电与信息工程学院，山东 威海 264209）

无线通信（以下简称“本课程”）作为电子信息科学与技术、通信工程等相关专业的核心课程，在本科生的培养中具有重要的地位和作用。本课程旨在让学生建立完整的通信理论体系，熟练掌握通信的基础知识与概念。伴随着经济的高速发展，高新技术产业日新月异，所需要的高科技人才要有更强的基础知识储备和实践能力，因此，学生需要做到学以致用，增强其应用和工程实践能力[1]。无线通信课程作为一门基础的综合课程，涉及多个领域，综合性强，拓展面广，为后续学生的学习和工作奠定基础[2-3]。本课程的发展历程已经持续了多年，对于通信领域具有极为重要的意义。伴随着5G 的商用和6G 的进一步发展，其中的内容也在不断地更新迭代。不仅如此，新时代下课程的学科交叉、人工智能背景下的无线通信[4]、物联网背景下的无线通信[5]和全英课程[6]等推动无线通信课程的发展，并充实其内容，但也因此，所对应的教学内容、教学方法和教学工具均需要不断地更新和完善。

技术和知识的更新必然也会带来新的问题。因此，需要我们抓住机遇和问题，应对挑战，使这门课程可以囊括更多的新知识，并更好地培养学生的创新能力和应对挑战的能力[7-8]。因此，需要持续关注无线通信技术的最新发展，及时更新课程内容，采用更灵活多样的教学方法，如实践项目、案例研究等，来激发学生的学习兴趣和动手能力。此外，也可以引入与产业界合作的机会，让学生参与实际项目，了解实际应用情况，提高其解决实际问题的能力。综上所述，我们需要持续关注无线通信课程的发展，帮助学生了解前沿，并将所学运用到实践上，通过不断更新和改进教学的方法，培养出新时代通信领域的优秀人才。

一 课程教学面临的问题

通过调研与教学实践发现，目前无线通信课程的教学中主要存在以下不足。

课程理论和公式复杂繁多且理解困难。无线通信领域涉及非常广的知识面，并且有些知识抽象难懂。学生在面对大量抽象、枯燥的理论和数学公式时，会很难抓住重点，学生对遇到许多相关联的数学基础知识也会有遗忘问题。

教学内容缺乏前沿技术。由于无线通信技术的前沿性和快速变化，每隔十年左右就会出现新一代无线通信技术，这要求教学必须紧跟技术的步伐，否则就会导致学生无法跟上前沿技术发展的问题。

理论与实践结合差。课程的理论内容是实际通信和标准的基础，而实际通信系统和应用案例是课程技术内容的有效展示和必要补充，因此不能只关注课程理论内容而忽略培养学生的实际应用能力。目前，学生存在很难将理论知识与实际应用相结合的问题。

二 无线通信教学改革方案

在课堂教学的改革背景下，为深化课堂改革，构建高效课堂，要始终以学生为中心，根据学生的实际需求和兴趣爱好，构建富有启发性和趣味性的教学环境，引导学生打好扎实基础，了解前沿技术，并能将理论与实践相结合。在课堂中引导学生积极自主地掌握所学无线通信基础知识，对概念和理论有深刻地认识并能熟练运用。紧密关注无线通信前沿方向的发展，引导学生去了解6G 等新发展的技术，并交流讨论，培养学生的科研兴趣。为培养学生对理论知识与实践相结合的能力，将最新的无线通信标准和实际通信系统应用案例融入到课程中来，弥补理论和实践之间的脱节现象。为学生展示无线通信实验过程，加深对概念的理解，并令学生自主合作完成仿真模拟，培养其动手实践能力。期末考核采取多样形式，注重过程考核，让学生能真正掌握并应用本课程所学到的知识。本文提出的整体改革方案如图1 所示。

图1 无线通信教学改革整体方案

（一）加强学生对无线通信理论基础的引导与培养

无线通信课程涉及大量抽象、枯燥的理论和公式，缺乏一定的数学基础和理解能力，导致对无线通信这门课程的学习感到吃力。在教学中加强对于数学基础的学习和无线通信知识的理解，将抽象、难懂的概念具象化，并穿插相关数学基础的讲解，引入互动式学习和教学方法，引导学生对无线通信知识的深层次理解。让学生从课程中开拓前沿科技视野，培养足够扎实的数学基础和通信工程师素养。因此，针对学生在学习无线通信课程时遇到的困难，需要加强对学生的引导和培养。

为了学生能够更好地理解和掌握本课程中抽象复杂的理论和公式，提高学习效率，改善教学效果，对无线通信课程的理论教学内容进行改革，改革的具体内容如下。

1）引导学生课前预习并回忆课程相关的数学知识。在本课程中，繁多且精细的理论知识会让学生在课堂中很难完全理解，所以需要学生课前预习。本课程包含许多相关联的数学基础知识，比如微积分、线性代数和复变函数等。学生对此难免会有遗忘，可以配合穿插数学知识的讲解，并在课前打印相关数学资料给学生，让学生提前学习，在课堂上更容易深刻理解所学内容，防止因为数学知识的遗漏导致理解出现偏差，影响后续教学。

2）利用先进工具引导学生理解无线通信知识。在教学模式上需充分利用学校配备的现代化多媒体教育技术工具和形象的道具模型如交互式电子黑板、玻璃幕墙、数学模型等。制作图文并茂、易于理解的课件内容或者选择合适的道具模型，与讲解形成良好的配合，便于学生学习和理解无线通信的概念，更容易抽繁化简，加深理解。

3）引导学生在日常生活中强化理论学习。例如，在学习近距离无线通信系统时，可以让学生思考蓝牙通信系统是如何实现日常生活中的汽车无钥匙开门功能的，让学生搞清楚在生活中的汽车无线免接听蓝牙电话系统也是短距离无线通信系统在实际通信工程中的应用。这样就更加强化学生在学习理论知识时与日常生活实际相关的通信工程背景结合的能力，进一步提升学生的学习积极性，调动学生浓厚的学习兴趣，打好无线通信知识的基础，做到学有所长，学以致用。

（二）引导学生对当前先进6G 技术的了解和学习

由于无线通信技术的前沿性和快速变化，每隔十年左右就会出现新一代无线通信技术，这要求教学必须紧跟技术的步伐，否则就会导致学生无法跟上前沿技术的发展和掌握最新的发展动态[9]。不紧跟前沿容易造成学生学习的知识无法适应新需求、无法解决实际问题和丧失竞争力等问题。因此，需要及时更新课程内容，将最新一代的6G 无线通信技术知识融入到课程中，与已有的知识相关联，以便让学生掌握最新的通信技术和前沿方向，达到教学与最新的技术同步发展的目的。我们定期监测和分析最新的无线通信技术趋势和发展方向，引导学生完成对6G 等新技术的了解与学习，提高竞争力和解决实际问题的能力。具体的改革内容如下。

1）引导学生研读最新无线通信资料。跟踪无线通信的最新发展趋势，不定期地给学生打印一些辅助的课程资料，在课堂上引导学生进行研读，培养学生发现问题、解决问题的能力。同时，要培养学生自主查阅最新资料的能力。学生通过深入调研和总结整理后，能够对无线通信理论进行归纳总结、仿真验证，培养复合型、开放型的无线通信专业人才。

连上了年纪的人都会这样抱怨：光电效应有什么用？三角函数真扯淡？立定跳远好干吗？为什么要学这些没用的东西？有时他们是焦灼的父母，在质疑教育制度，而我，只觉啼笑皆非。

2）双语教学，引导学生了解前沿。目前所接触的前沿内容大多以英语呈现，培养学生双语学习的能力[10]。应该引导学生学习通信专业英语，激发学生创新意识，提高教学效果，培养学生的专业兴趣。另外，还应引导学生阅读若干最新英文论文，参加前沿的学术讲座，培养学生总结与归纳外文文献蕴含的通信数学与通信技术原理能力。

3）引导学生汇报总结前沿内容。利用翻转式教学方法，让学生自主合作进行讲解，将归纳总结的内容制作成PPT 与班级内其他同学分享讨论，使学生的掌握更加深刻，提高学生课堂参与度。将其中精华部分的总结作为新教学材料，来更新无线通信实践教学，使师生共同扩大知识面，提高学生查询和吸收最新知识的能力。

（三）增强学生的理论与实践相结合的能力

增强学生的无线通信理论与实践相结合的能力是现代教育的一项重要任务。在课程教学中需要做到理论和实践并重，课程理论知识是基础，实际应用是课程内容必要补充[11]。只有理论知识的学习会让学生脱离现实，无法达到实际应用需求。在培养学生的过程中将传统的理论教学与实践环节相结合，引导学生主动思考，培养学生的专业自信和创新精神。这不仅可以提高学生学习效果、促进创新，还可以培养学生的综合素质，推动产学融合，增强学生的无线通信理论与实践相结合的能力以更好地适应现代社会的需求，培养学生成为具备实际应用能力和创新能力的专业人才。为了培养学生的学习实践能力，弥补理论和实践之间的脱节现象，提高学生的实用能力和应用水平，我们采取了如下措施。

1）加强实践性教学实用案例的引入。将最新的无线通信标准和实际通信系统应用案例融入到课程中来，弥补理论和实践之间的脱节现象。提供实际通信系统应用案例的案例研究，以帮助学生了解这些应用的实现方式和效果。与学生共同调研无线通信系统应用的案例研究，在课堂上讲解相关实例，并与相对应的课程基础知识结合。课后，学生需调研相关案例，撰写相关调研报告内容包括案例内容、涉及基础无线通信知识、有何启发和优缺点等。展示优秀调研报告和案例供其他学生学习。

2）增加实践和动手能力的培养。在课程中，引入相关的仿真软件或硬件实验平台，让学生能够模拟和实践无线通信系统的各种应用场景，培养其动手能力和实践能力，使课程更具前沿应用和工程实践特点。为学生展示真实的无线通信系统，并引导学生完成相应的模拟仿真，锻炼学生对实践知识的动手能力。让学生以团队的形式进行实践，训练多个学生间的团队合作能力，通过仿真结果检验学生对实验内容的真正掌握程度，以及学生在做实验过程中体现出的创新能力。让学生在学习这门课程时更加容易理解和掌握相关的理论知识，从而提高其学习效果。

3）引导学生积极参与科研项目。鼓励学生参加与无线通信相关的实习或科研项目。学生可以接触到最新的无线通信技术和发展趋势，了解实际应用中的需求和挑战。这种实践经验不仅可以增强学生的无线通信理论与实践相结合的能力，还有助于顺利地步入职业领域。

（四）多方位综合考核方式改革

当前的无线通信课程的教学往往以本课程的期末成绩为主，缺乏对学生的过程考核。需要特别关注学生在学习过程中对无线通信知识的掌握能力和学生综合能力的培养，避免学生只在考前进行死记硬背的突击。这门课程不仅要教授相关的无线通信知识，还要培养学生的批判性思维和创新能力，从而使学生在将来能够更好地应对复杂多变的现实挑战。

无线通信课程总成绩考核占比采用过程考核（50%）+期末成绩（50%）。过程考核提高比重，加强过程考核，重视平时学生对于无线通信知识的掌握能力，让学生在学习过程中打牢基础。期末考试是考查学生对无线通信理论基础知识的掌握程度和应用能力的重要手段。期末考试内容除基础的常规题目外，还需包括部分开放性综合性题目，设立非标准答案，可以培养学生的综合能力和主观能动性。过程考核可以体现学生综合素质和能力。如图2 所示，可以将过程考核分别设置为测验、作业、出勤、PPT 汇报和调研报告，分别赋予25%、25%、20%、15%和15%的比重。测验和作业的内容是课本中的无线通信知识，目的让学生打牢基础知识；PPT汇报的内容来自前沿知识的学习和调研的内容，目的是加强学生竞争力和创新能力；调研报告的内容是应用实践案例，目的是加强学生实践能力和专业认知。从多个角度出发，采用多方位的综合考核方式，注重学生综合能力的培养和学习过程考核，更全面地反应学生的能力和潜力。

图2 过程考核占比

三 结束语

以学生发展为中心，满足学生的个性化学习需求与能力发展需要。本文在课堂教学的改革背景下旨在将启发式、引导式教学理念引入课堂教学。针对无线通信课程概念难理解且需要相对应数学知识问题，本项目利用图文模型配合讲解，引导学生深刻理解相关基础知识，可以熟练掌握并能举一反三，灵活运用。本课程发展速度快，新技术不断涌现，为使学生掌握最新的无线通信知识，引导学生关注并查阅最新6G 等知识，提高学生查阅能力并培养学习兴趣。本课程基础理论知识较多，为培养学生实践与理论相结合的能力，引导学生学习应用案例并在课后自主完成模拟仿真，提高学生对理论知识的应用能力。本文提出了注重过程考核的多方位综合考核方式，在平时加强对学生的过程考核，提高学生对无线通信知识的掌握能力，注重对综合素质的培养。本文所提出的教学改革将为学生的综合能力提升和个性化发展奠定坚实基础，为新时代通信领域的优秀人才培养作出贡献。这种启发式、引导式教学理念的应用在无线通信课程中将为其他高校的课程教学提供参考和借鉴。通过持续不断的探索和创新，为学生在通信领域的进一步学习和就业打下坚实的基础。