ICT融合背景下应用型高校通信工程专业“移动通信”课程建设探索与实践

丁晓慧 汪文涛 孙琦

关键词：ICT；移动通信；课程建设；双师教学；实践教学；Matlab

0引言

进入5G时代，移动通信不再仅仅是更高速率、更大带宽、更强能力的空中接口技术，而是一个多业务、多技术的融合网络。以华为、中兴等为代表的通信设备生产商正逐步将传统CT（CommunicationTechnolo?gy）本身具有的更高通信QoS保障的优势与IT（Infor?mationTechnology）领域新术（如云计算、大数据）进行融合确保使其可以产生新的能量和价值；和以中国移动为代表的三大通信运营商数字化转型的深入，同时具备CT和IT的ICT（InformationandCommunicationTechnology，简称ICT）人才培养对用型本科高校通信工程专业提出了更高的要求[1]。

通信企业的转型，表面上是业务、技术的转型，但从根本上来说是人才的转型。高校是ICT应用人才培养和输送的源泉，是数字化转型过程中人才输送的主要阵地。应用型本科院校通信工程专业的课程建设也要紧扣人才市场需求，如果课程内容仍延续传统CT技术，而不与时俱进，紧跟时代发展，则培养的学生在通信行业数字化浪潮下不具备优势和竞争力。所以通信工程专业课程建设必须具有现实性，又要具有前瞻性，课程建设要符合通信行业发展的需求。

普通高校通信工程专业在课程建设上，通常会参考重点高校通信工程专业的课程体系。但是由于师资力量、实验环节、生源质量、资金投入等方面的差距，不能直接照搬其课程体系和教学方法[2]。对于应用型本科院校课程建设要更多地关注如何提高学生的实践能力和应用能力使其具有就业竞争力，能够满足企业与社会对高素质应用型人才的需求。

本文将在这样的背景下，以淮北理工学院移动通信课程为例，探索构建适合应用型本科院校通信工程专业的课程建设，围绕新工科专业课程的教学设计、教学内容及教学方法环节，协同育人理念的贯彻以及校企合作方式等几个方面进行深入研究[3-4]。

1传统移动通信教学现状

移动通信主要针对通信工程专业大三学生开设，在学习该课程之前需先修信号与系统、电磁场与电磁波、通信原理、计算机网络等专业知识。该课程具有知识面广、关键技术多、学习难度大、行业发展快等特点。传统移动通信教学在教学内容、教学方式、教学团队、实践训练等方面存在与新技术、新知识联系不足，课程内容与企业一线的生产实际存在差距，教学方式单一、实验环境落后的现状。

1.1理论教学与实践训练方面

移动通信课程由32个理论课时和8个实验课时构成。课程理论教学内容主要由移动通信信道、组网技术、调制技术、抗衰落技术、多址接入技术、GSM移动通信系统、3G移动通信系统、4G移动通信系统、5G移动通信系统等内容组成[5]。

实践课程包含4个硬件实验，实验平台为移动通信实验箱，实验项目为：抗衰落技术（线性分组码）、调制解调技术（16QAM调制及解调）、扩频技术（m序列产生及特性分析）、GSM/CDMA通信系统。学时分配与知识特点如表1所示：

在过去的教学过程中，由于课程内容中关于关键技术部分存在原理性强、公示繁多且复杂、学生学习困难、不易理解；课程内容中关于移动通信系统组网、架构等方面与企业生产实际有差别且内容更新跟不上技术发展；实验内容灵活性不足，偏重原理，虽在一定程度上促进理论知识的学习和巩固但实验项目与企业实际未能接轨。最终使得学生在实际应用能力方面得不到足够的实践和锻炼，不能用所学到的理论知识去解决实际问题[6]。

1.2教学方式与教学团队方面

目前移动通信课程的教学方式主要以传统讲授方式为主，配合Matlab仿真演示法或案例教学法加深学生对理论知识的理解和提高学习兴趣。教学团队暂由院校专任教师组成，教师专业理论知识扎实，但面对一个技术更新快速且与企业生产一线紧密结合的课程，授课教师授课内容局限于教材，教材跟不上理论知识的最新进展，也跟不上企业的最新发展和应用。同时教学团队内的教师的专业背景也鲜有移动通信方面的企业行业背景，在讲授移动通信技术相关知识时，不能联系实际，不易激发学生的学习兴趣。这就造成学生学习了移动通信相关知识，但是走向工作岗位，发现校内学习的知识不能满足现有工作岗位的要求，同时存在信息差，对行业的规范、标准不能充分地了解，这样对培养应用型人才是非常不利的。

2ICT背景下的移动通信课程教学探索

2.1“双师”模式下的工程案例法教学方式

移动通信技术发展迅速，内容更新快，理论教学过程更偏重原理，而关于移动通信网络的建设及具体应用相关案例教材鲜有涉及。因此在传统的课堂教学方法基础上，开展“双师”教学，通过校企合作来弥补高校教师工程实践经验不足的弊端。由校内老师在课堂上教授理论知识（如调制技术、抗衰落技术等原理），企业（中国移动公司）导师讲授移动通信组网技术、2G-5G工程应用与案例，促进学生从多个角度理解移动通信技术，并激发学习移动通信的兴趣。企业导师在授课过程中根据企业实际工程案例及工程项目中遇到的典型问题和解决方案，培养学生对课程知识的深入理解，提高分析和解决实际问题的能力[7]。

具体工程案例如下：2.1.1话务量工程案例

移动通信中关于多信道共用技术的“话务量”这一指标，在教材中这样定义：

A为话务量，C为每小时平均呼叫次数，t0为每次呼叫平均占用信道的时间。教材中也给了相关例题对话务量指标进行计算。但是从工程应用角度来说，企业如何利用这一指标指导工作？教材并未涉及。从企业导师以案例法授课过程学生了解，企业无须人工计算话务量，借助关口局设备网管可实时或者针对忙闲时提取话务量指标，话务指标的高低对企业分析用户通话行为特点、设备运行情况、线路是否需要扩容等工程建设具有指导意义（如图1所示）。

2.1.2区域覆盖工程案例

教材在介绍“小区制移动通信网络的区域覆盖”知识时，具有严谨、科学但是单调的特点，引用的图例也大多为简图形式，鲜有结合某市地形、地貌、人口分布等多种现实因素分析移动网络的区域覆盖实际问题。企业导师授课过程中以实际工程案例法结合多种实用软件介绍本市移动网络区域及特殊场景如高铁、地铁、室分系统在基站建设、区域覆盖、后期优化方面的工程应用，这对学生学习从理性到感性、从理论到实践都有一定程度的升华和促进，另一方面也开阔了学生的视野，激发了学生学习这门课程的热情和积极性（如图2所示）。

2.2基于Matlab仿真平台搭建移动通信系统的集中实践教学

现有实验项目多为原理验证性实验，实验平台为小型移动通信实验箱，即便有2个综合性的实验如GSM通信系统、CDMA通信系统实验，但该实验侧重系统验证、语音通话质量感受，学生对一个完整移动通信系统的理解仍然不足，缺乏对通信系统的设计能力。为此开设基于Matlab仿真平台搭建移动通信系统的集中实践环节，以提高学生对完整移动通信系统的理解、计算机建模仿真能力以及编程能力。

集中实践环节要求学生从OFDM通信系统、CD?MA通信系统选择一个进行设计与仿真。学生能够对OFDM、CDMA通信系统性能进行分析与设计，测试不同信道传输条件下该通信系统的频带利用率、频率偏移量，并计算相应的误码率，得出BER曲线[8-9]。系统仿真完成后，从通信系统的设计思路、工作原理、参数选择、调试方法、分析问题解决问题的方法、心得体会等方面的综合训练（如图3所示）。

将移动通信课程知识点融入集中实践环节，通过课程设计使学生加强对通信系统的理解，学生在设计过程中经过查阅文献、方案比较、系统验证等环节进一步巩固所学的理论知识，加深对本课程理论知识的理解，培养其理论联系实际、求真务实的科学精神。在设计的过程中，使学生掌握计算机辅助工具如Mat?lab软件进行通信系统仿真、调试、设计的一般方法，增强对通信系统的感性认识[10]。促进其他专业课如通信原理、光纤通信、数字信号处理等课程的学习，构筑合理的知识体系，为后续专业课和毕业后从事相关领域研制工作打下一定的基础。

3结束语

在ICT背景下，通信工程专业的人才培养需兼顾传统CT技术，同时与时俱进，融合IT元素，IT元素的融入既可通过开设IT相关的课程实现，也可在传统CT课程的基础上，通过校企合作、双师模式共建课程、利用计算机辅助软件进行通信建模与仿真等多种手段进行，从而构建促进跨行业交流与融合的课程体系。这种改革极大地激发了学生的学习热情和积极性，一定程度提升了课堂气氛和教学效果，更符合应用型本科高校的定位。学生对该课程的改革也给予了积极的肯定，同时提出了进一步的设想，例如将该课程与认知实习或生产实习融合，实验内容融入5G元素等。这些建议也为该课程接下来的进一步改革和探索提供了一定的思路和参考。