◇魯東大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院 謝艷輝 張玉玲 王麗麗

在新工科背景下，為適應(yīng)移動(dòng)通信技術(shù)飛速發(fā)展和社會(huì)對(duì)通信工程專業(yè)人才的需求，現(xiàn)代移動(dòng)通信課程改革勢(shì)在必行。本文基于現(xiàn)代移動(dòng)通信課程的特點(diǎn)，以專業(yè)能力為導(dǎo)向，闡述如何緊跟技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，解決課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)中存在的問題，以優(yōu)化課程體系，探索教學(xué)改革新舉措。

國家在《“新工科”建設(shè)行動(dòng)路線》中指出，面向未來技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)和新要求，探索建立新工科范式。移動(dòng)通信方面，移動(dòng)通信技術(shù)迅猛發(fā)展[1-6]，我們已進(jìn)入5G 時(shí)代，緊隨技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與社會(huì)需求進(jìn)行現(xiàn)代移動(dòng)通信課程的改革不可避免。本文針對(duì)我院開設(shè)的現(xiàn)代移動(dòng)通信課程，在新工科背景下，以專業(yè)能力為導(dǎo)向，結(jié)合筆者多年的現(xiàn)代移動(dòng)通信教學(xué)，從課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)等方面進(jìn)行課程體系的優(yōu)化與探索。

1 現(xiàn)代移動(dòng)通信課程特點(diǎn)

現(xiàn)代移動(dòng)通信課程是我院通信工程專業(yè)的一門專業(yè)方向課程，以高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、隨機(jī)過程、信號(hào)與系統(tǒng)、通信原理等課程為基礎(chǔ)，圍繞移動(dòng)通信原理與技術(shù)、移動(dòng)通信系統(tǒng)等內(nèi)容展開。本門課程具有以下特點(diǎn)：①移動(dòng)通信發(fā)展迅速，從1G更新?lián)Q代到5G，對(duì)于開展的課程內(nèi)容而言要緊跟隨之而來的新技術(shù)、新理念；②課程涉及的前序課程較多，對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)功底要求較高；③開展的課程內(nèi)容多，且很多的概念、原理對(duì)學(xué)生而言生澀、抽象；④課程的實(shí)踐性很強(qiáng)，需要將所開展的教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際運(yùn)營的移動(dòng)通信系統(tǒng)緊密結(jié)合；⑤對(duì)任課教師的要求高，現(xiàn)代移動(dòng)通信課程的授課不僅僅是書本知識(shí)的簡單傳授，任課教師不但要有扎實(shí)的專業(yè)功底，還需有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力。

2 現(xiàn)代移動(dòng)通信教學(xué)存在的問題

2.1 課堂教學(xué)中存在的問題

（1）移動(dòng)通信發(fā)展速度快，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，移動(dòng)通信系統(tǒng)不斷更迭，而對(duì)應(yīng)教材的編寫、出版需要一定的周期，導(dǎo)致教材內(nèi)容與實(shí)際系統(tǒng)、技術(shù)相比比較滯后。

（2）移動(dòng)通信的教材種類繁多，如《移動(dòng)通信》《現(xiàn)代移動(dòng)通信》《移動(dòng)通信原理與系統(tǒng)》《移動(dòng)通信原理與技術(shù)》《LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)》《5G移動(dòng)通信原理與應(yīng)用》等，但是缺少與本科生的專業(yè)基礎(chǔ)和課程課時(shí)匹配的教材。

（3）現(xiàn)代移動(dòng)通信的全部教學(xué)內(nèi)容很多，包含移動(dòng)通信原理、1G、2G、3G、4G、5G移動(dòng)通信系統(tǒng)及技術(shù)，但是課時(shí)有限，在有限的課時(shí)內(nèi)不可能完成全部教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，所以教學(xué)內(nèi)容的選取對(duì)教師來說存在挑戰(zhàn)。

（4）涉及的前序課程較多，而每位同學(xué)、每屆同學(xué)的基礎(chǔ)是參差不齊的，在有限課時(shí)內(nèi)預(yù)留一定時(shí)間復(fù)習(xí)部分前序知識(shí)是不容忽視的問題。

（5）課程中一些公式、數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程相對(duì)繁瑣、枯燥，一些概念、術(shù)語又比較抽象，對(duì)教師來說教學(xué)的模式、觀念都要調(diào)整。

2.2 實(shí)踐教學(xué)中存在的問題

（1）課程的實(shí)踐性很強(qiáng)，與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系緊密，就我院現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件來說，可開設(shè)基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)、仿真性的實(shí)驗(yàn)及LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，如何優(yōu)化實(shí)踐課程體系，提升學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。

（2）任課教師的工程背景相對(duì)薄弱，雖然積極參與各類培訓(xùn)，但是與企業(yè)通信工程師的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)比還有差距，需要學(xué)院與企業(yè)的進(jìn)一步合作。

3 課程教學(xué)改革探討

3.1 課堂教學(xué)方面

（1）教學(xué)模式。教學(xué)信息化不斷發(fā)展，且現(xiàn)代移動(dòng)通信的內(nèi)容較多，技術(shù)發(fā)展迅速，早已不適合采用傳統(tǒng)的教學(xué)模式。對(duì)現(xiàn)代移動(dòng)通信課程來說，根據(jù)所涉及的知識(shí)量、難易程度及與前序課程的關(guān)系可以分別采用不同的教學(xué)模式。比如，第一章移動(dòng)通信概述部分由于學(xué)生剛開始接觸移動(dòng)通信知識(shí)，教師要首先采用線下學(xué)時(shí)來概述移動(dòng)通信，在老師的引導(dǎo)下再采用線上線下混合教學(xué)模式讓學(xué)生了解移動(dòng)通信的概念、移動(dòng)通信的網(wǎng)元、頻譜及國內(nèi)外移動(dòng)通信的發(fā)展。對(duì)于移動(dòng)通信組網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)通信電波傳播、調(diào)制技術(shù)及抗衰落技術(shù)部分可以采用線上線下混合教學(xué)模式。具體到每代移動(dòng)通信系統(tǒng)部分學(xué)習(xí)時(shí)，筆者認(rèn)為線下課時(shí)要適當(dāng)多些，里面涉及的一些知識(shí)點(diǎn)如各代系統(tǒng)的協(xié)議、接口、移動(dòng)性管理等對(duì)學(xué)生來說太抽象，需要教師的課堂講解并輔以其他的教學(xué)手段才可。由于課時(shí)關(guān)系教師不能詳細(xì)講解的知識(shí)點(diǎn)、移動(dòng)通信新技術(shù)新應(yīng)用等一些拓展知識(shí)可以采用線上或者線上線下混合教學(xué)模式。

（2）教材選取?，F(xiàn)代移動(dòng)通信課程市面上出版的教材很多，但是部分教材涉及的系統(tǒng)是2G、3G為主，4G、5G相對(duì)介紹的不多，部分教材介紹的很全面，但是和我們的課程課時(shí)不匹配，另一部分教材針對(duì)行業(yè)應(yīng)用的是單純的4G移動(dòng)通信系統(tǒng)或5G系統(tǒng)，這類教材對(duì)沒有移動(dòng)通信基礎(chǔ)的學(xué)生顯然也不合適。根據(jù)我院學(xué)生基礎(chǔ)、軟硬件配備及通信專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，采用任何單一的一本教材都存在受限的情況。所以教師在備課、授課過程中定是參考多本教材，根據(jù)開課學(xué)時(shí)，一方面保證學(xué)生掌握一定的現(xiàn)代移動(dòng)通信理論基礎(chǔ)，一方面也要保證所學(xué)知識(shí)能夠緊跟現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)與應(yīng)用。教師同時(shí)把多本教材的清單列給學(xué)生，學(xué)生可以通過學(xué)校圖書館和電子圖書數(shù)據(jù)庫等進(jìn)行查閱，另外鼓勵(lì)學(xué)生多瀏覽關(guān)于現(xiàn)代移動(dòng)通信的期刊、網(wǎng)站、論壇等，作為學(xué)習(xí)本門課程的有效補(bǔ)充。

（3）教學(xué)內(nèi)容。①課程教學(xué)內(nèi)容選擇方面。我院現(xiàn)代移動(dòng)通信學(xué)習(xí)內(nèi)容的開展以社會(huì)對(duì)通信工程專業(yè)的人才需求為導(dǎo)向，以通信工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)為主線，以移動(dòng)通信的基本原理、基本技術(shù)為基礎(chǔ)，以實(shí)際的移動(dòng)通信系統(tǒng)為重點(diǎn)，并緊跟移動(dòng)通信技術(shù)的最新進(jìn)展。在授課過程中講解的主線為：移動(dòng)通信概述→移動(dòng)通信電波傳播→移動(dòng)通信組網(wǎng)技術(shù)→移動(dòng)通信調(diào)制技術(shù)→移動(dòng)通信抗衰落技術(shù)→移動(dòng)通信系統(tǒng)→未來移動(dòng)通信發(fā)展。在具體每一部分授課的過程中，對(duì)于移動(dòng)通信的基本原理、基本技術(shù)方面盡量避免過多的數(shù)學(xué)表述和分析，比如移動(dòng)通信調(diào)制技術(shù)部分，筆者認(rèn)為學(xué)生應(yīng)在掌握每種調(diào)制技術(shù)一般原理的基礎(chǔ)上，更多的理解每種調(diào)制技術(shù)的特點(diǎn)，基于什么優(yōu)勢(shì)使其應(yīng)用于移動(dòng)通信系統(tǒng)中，而又基于什么劣勢(shì)被其他的調(diào)制技術(shù)所替代，這與在通信原理中學(xué)習(xí)調(diào)制技術(shù)的思路不同。另外在移動(dòng)通信系統(tǒng)及未來移動(dòng)通信發(fā)展方面，所開展的內(nèi)容需密切關(guān)注現(xiàn)網(wǎng)的商用、當(dāng)下移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展及研究狀況，也要結(jié)合學(xué)院移動(dòng)通信系統(tǒng)軟硬件的配備情況。目前現(xiàn)網(wǎng)中5G基站在全國范圍內(nèi)正在緊鑼密鼓的建設(shè)中，而我院配有LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)室，所以移動(dòng)通信系統(tǒng)1G在移動(dòng)通信概述部分簡單介紹即可，2G的系統(tǒng)雖然基本退出舞臺(tái)，但2G在系統(tǒng)的組成、協(xié)議、接口、系統(tǒng)的運(yùn)行等方面較3G、4G、5G系統(tǒng)簡單，掌握2G的系統(tǒng)再去學(xué)習(xí)3G、4G、5G系統(tǒng)對(duì)學(xué)生來說更適合，3G根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)營情況基本上只簡單介紹3G的發(fā)展、三種主流標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)。4G系統(tǒng)我們會(huì)重點(diǎn)介紹，內(nèi)容相對(duì)較多，學(xué)生有LTE實(shí)訓(xùn)設(shè)備輔以訓(xùn)練，學(xué)習(xí)的難易度、抽象性會(huì)大大降低，這樣在4G的基礎(chǔ)上再學(xué)習(xí)5G學(xué)生更容易接受，未來移動(dòng)通信發(fā)展部分就目前來說關(guān)注的熱點(diǎn)主要在5G的行業(yè)應(yīng)用及6G的標(biāo)準(zhǔn)制定、研究方向及應(yīng)用方面，這部分內(nèi)容本身容易激發(fā)學(xué)生的探索欲，教師稍加引導(dǎo)學(xué)生線上學(xué)習(xí)即可。②前序課程內(nèi)容復(fù)習(xí)方面。現(xiàn)代移動(dòng)通信課程涉及的前序內(nèi)容較多，而每屆學(xué)生的基礎(chǔ)又不盡相同。所以需要根據(jù)每屆學(xué)生的情況實(shí)施進(jìn)行調(diào)整，若基礎(chǔ)尚可，教師則把每次需要用到的前序知識(shí)點(diǎn)提前告知學(xué)生復(fù)習(xí)，并且可以通過學(xué)習(xí)平臺(tái)上的學(xué)習(xí)資源加以輔助，若基礎(chǔ)不好，教師則在學(xué)生復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上課堂上進(jìn)一步強(qiáng)化。

3.2 實(shí)踐教學(xué)方面

（1）移動(dòng)通信基本原理、基本技術(shù)方面開展部分的MATLAB軟件編程實(shí)驗(yàn)，如計(jì)算無線電波傳播的傳輸損耗，讓學(xué)生體會(huì)移動(dòng)通信系統(tǒng)信道預(yù)測(cè)模型對(duì)系統(tǒng)前期設(shè)計(jì)提供的思想，移動(dòng)通信調(diào)制技術(shù)各數(shù)字頻帶信號(hào)的功率譜及誤碼率的曲線圖，讓學(xué)生更深入體會(huì)各種調(diào)制技術(shù)應(yīng)用于的移動(dòng)通信系統(tǒng)的緣由。

（2）依托我院LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)室開展LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與綜合設(shè)計(jì)。我院LTE 移動(dòng)通信實(shí)訓(xùn)平臺(tái)包含LTE通信系統(tǒng)、LTE仿真系統(tǒng)、LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化系統(tǒng)，可開展LTE網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、LTE基站硬件與組網(wǎng)、LTE基站故障處理、LTE無線網(wǎng)絡(luò)信道影響評(píng)估、LTE接口信令分析、LTE全網(wǎng)規(guī)劃綜合設(shè)計(jì)、LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等全方位的實(shí)訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生的軟硬件開發(fā)能力和系統(tǒng)的實(shí)際操作維護(hù)能力。以LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)室建設(shè)為橋梁，我院與相關(guān)企業(yè)積極合作，教師與工程師在教學(xué)、科研、工程實(shí)踐等方面將有更多機(jī)會(huì)深入交流，以提升教學(xué)效果，使學(xué)生所學(xué)與社會(huì)需求接軌。

（3）對(duì)于基礎(chǔ)良好、綜合能力較強(qiáng)的學(xué)生，鼓勵(lì)其參加各類大賽，如大唐杯全國大學(xué)生移動(dòng)通信5G技術(shù)大賽、華為ICT大賽、5G+技術(shù)創(chuàng)新大賽等，參與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)與項(xiàng)目、教師的各類科研項(xiàng)目和學(xué)術(shù)講座等。此次激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣，提升專業(yè)能力。

4 結(jié)束語

移動(dòng)通信的發(fā)展給社會(huì)帶來深刻的變革，新工科背景下以專業(yè)能力為導(dǎo)向的現(xiàn)代移動(dòng)通信課程體系優(yōu)化與探索是大勢(shì)所趨。本文針對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展背景、現(xiàn)代移動(dòng)通信課程的特點(diǎn)及我院現(xiàn)狀對(duì)現(xiàn)代移動(dòng)通信從課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)方面進(jìn)行探索與研究。只有積極探索、不斷完善，才能順應(yīng)未來技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)和新要求，提高學(xué)生的社會(huì)認(rèn)可度和核心競爭力。