現(xiàn)代通信技術(shù)教學(xué)改革探討

耿敏明

（廣西大學(xué)計算機(jī)與電子信息學(xué)院，廣西 南寧 530004）

現(xiàn)代通信技術(shù)教學(xué)改革探討

耿敏明

（廣西大學(xué)計算機(jī)與電子信息學(xué)院，廣西 南寧 530004）

文章對現(xiàn)代通信技術(shù)課程在教學(xué)過程中存在的問題進(jìn)行了討論和總結(jié)，針對這些問題，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實驗課程、校企結(jié)合等多個方面提出了該課程的改革措施，并將這些措施應(yīng)用到實際的教學(xué)過程中，取得了良好的效果。

現(xiàn)代通信技術(shù)；教學(xué)改革；軟件仿真實驗

1 引言

當(dāng)前社會已經(jīng)進(jìn)入信息時代，為了提高通信電子類專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力，以及在就業(yè)市場上的競爭力，許多高等院校開設(shè)了現(xiàn)代通信技術(shù)課程，這是一門多學(xué)科交叉的專業(yè)性課程，涉及概率論、信息論、通信原理、交換技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等多個學(xué)科［1］。通信技術(shù)正處于不斷發(fā)展的狀態(tài)，其中以計算機(jī)、光纖和半導(dǎo)體技術(shù)為主的信息技術(shù)的發(fā)展最為快速，帶動通信技術(shù)發(fā)生巨大的變革。因此，推動現(xiàn)代通信技術(shù)課程教學(xué)的改革與實踐，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，盡量滿足企事業(yè)單位對通信人才的要求，已經(jīng)成為高等院校亟需解決的問題［2-4］。

2 存在的問題

通過近年來的教學(xué)觀察，并與學(xué)生進(jìn)行座談討論，筆者總結(jié)出現(xiàn)代通信技術(shù)課程教學(xué)過程中存在以下幾個突出問題。

（1）現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，各學(xué)科技術(shù)為了適應(yīng)社會發(fā)展的需求都在快速發(fā)展，造成現(xiàn)代通信技術(shù)課程的發(fā)展，包括教學(xué)理念、教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容等，已經(jīng)跟不上本學(xué)科技術(shù)的發(fā)展變化，導(dǎo)致課程的教學(xué)內(nèi)容遠(yuǎn)落后于技術(shù)的實際運用，如一些早期由于認(rèn)識受限認(rèn)為不能實現(xiàn)的技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用到了實際系統(tǒng)中。但教學(xué)內(nèi)容更新很慢，阻礙了學(xué)生去接觸、學(xué)習(xí)最新的技術(shù)細(xì)節(jié)和成果，這成為現(xiàn)代通信技術(shù)課程教學(xué)的重大弊端，亟待解決。

（2）現(xiàn)代通信技術(shù)教材內(nèi)容主要以理論講解為主，專業(yè)內(nèi)容廣泛，涉及多個學(xué)科，概念性強，缺少實際的通信設(shè)備、應(yīng)用需求給學(xué)生去探索和思考，使得很多知識與模型只有通過抽象的想象才能完成，學(xué)生很難把簡單的模型框圖與實際通信系統(tǒng)中的設(shè)備技術(shù)與協(xié)議流程聯(lián)系起來，是一門學(xué)習(xí)難度較大的學(xué)科。

（3）現(xiàn)代通信技術(shù)課程的知識體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜，綜合性強，涉及面廣，知識點散亂，學(xué)生不容易抓住重點和難點，很難掌握知識脈絡(luò)，因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會遇到較大困難，很難在短時間內(nèi)理解和消化本課程的知識，經(jīng)常是花了很多時間去學(xué)習(xí)，但學(xué)完之后不知道究竟學(xué)了什么，可以解決哪些具體問題。

（4）實驗課程內(nèi)容單一、設(shè)備陳舊，跟不上技術(shù)的發(fā)展速度，也無法滿足學(xué)生的實際需求?，F(xiàn)代通信技術(shù)的實驗教學(xué)手段比較單一，側(cè)重于驗證性的實驗，缺少對典型通信系統(tǒng)開設(shè)的實驗課程，還缺少讓學(xué)生自主設(shè)計、自主實踐的實驗內(nèi)容，因此難以發(fā)揮學(xué)生的積極主動性，實驗課程很難收到預(yù)期的效果。

3 教學(xué)改革探討

為了解決上述教學(xué)中遇到的實際問題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，必須對現(xiàn)代通信技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實驗課程進(jìn)行改革和創(chuàng)新。

（1）轉(zhuǎn)變一門課只有一本書、一套課件的教學(xué)模式，把最新的技術(shù)成果和前沿技術(shù)引入課堂教學(xué)，以專題講座的模式向?qū)W生介紹最新的通信技術(shù)發(fā)展趨勢，開拓學(xué)生的眼界，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

比如在介紹無線接入技術(shù)的過程中專題介紹Wi-Fi技術(shù)、在介紹移動通信的課程中專題介紹移動4G/5G技術(shù)的發(fā)展動態(tài)等等。這些技術(shù)中，有的已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我們的生活中，比如Wi-Fi技術(shù)，學(xué)生們接觸得很多，但對技術(shù)的細(xì)節(jié)、特點以及與其他同類技術(shù)的比較則基本沒有了解；有的則是仍然處于研究階段，但應(yīng)用的前景、給生活帶來的變化都非常巨大，比如移動5G技術(shù)，其通信速率有可能達(dá)到10Gbit/s，徹底改變移動通信帶寬小的問題。學(xué)生對這些技術(shù)內(nèi)容很感興趣，也許是因為講座內(nèi)容不用考試，沒有分?jǐn)?shù)的壓力，反而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。通過實踐我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生很喜歡專題講座這種模式，對書本外的新知識也很好奇，講座過程中主動發(fā)言、提問的學(xué)生很多，課堂氣氛十分活躍，一改往日老師一個人講，學(xué)生哈欠連天的沉悶情況。

（2）授人以魚不如授人以漁，讓學(xué)生掌握知識結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比掌握知識更加重要。所謂知識結(jié)構(gòu)，通常有兩層含義：一是指教材的基本內(nèi)容；二是指教材內(nèi)容按照怎樣的一種方式連系起來成為一個整體，即知識之間的內(nèi)在聯(lián)系。教師要重視向?qū)W生傳授學(xué)習(xí)現(xiàn)代通信技術(shù)課的方法和思路，即在設(shè)計教學(xué)內(nèi)容的過程中，不僅要傳授關(guān)鍵的知識點、基本概念和基本原理，還要將這些知識點、基本概念和基本原理之間的關(guān)系向?qū)W生講清楚，應(yīng)該幫助學(xué)生深入的理解和掌握這些核心內(nèi)容。

與學(xué)科基礎(chǔ)課不同，現(xiàn)代通信技術(shù)中沒有過于復(fù)雜的計算和推導(dǎo)，學(xué)習(xí)的重點是通信系統(tǒng)的框圖、各部分的功能、工作流程及相關(guān)的協(xié)議，主要包括通信系統(tǒng)概述、交換技術(shù)、調(diào)制解調(diào)技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、移動通信、光通信等。學(xué)生如果仍然以公式為學(xué)習(xí)重點就會陷入無目標(biāo)、無重點的困境。因此，教師在授課過程中就要把本課程的學(xué)習(xí)思路教給學(xué)生，講清楚教材前后章節(jié)之間的關(guān)系，比如在移動通信系統(tǒng)的具體功能模塊與通信系統(tǒng)概述中的系統(tǒng)框圖中的模塊的對應(yīng)關(guān)系，讓學(xué)生掌握課程的知識脈絡(luò)。還可以通過圖表法去學(xué)習(xí)各種通信系統(tǒng)的構(gòu)成，再通過比較法比較不同系統(tǒng)的異同，這樣就可以比較高效的學(xué)習(xí)和掌握本課程的知識點。

（3）有針對性的制定現(xiàn)代通信技術(shù)課的教學(xué)計劃和教學(xué)內(nèi)容?，F(xiàn)代通信技術(shù)課程的內(nèi)容繁多，涉及通信的方方面面，這么多內(nèi)容很難在一門專業(yè)課內(nèi)講完，但不同的專業(yè)只與其中的某個或某些內(nèi)容有較強的關(guān)聯(lián)性，比如通信工程專業(yè)就與通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)、調(diào)制解調(diào)技術(shù)、電信交換技術(shù)等關(guān)聯(lián)性較強，網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)就與通信協(xié)議、組網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等關(guān)聯(lián)性較強。因此，本課程教學(xué)內(nèi)容的改革可以從教學(xué)大綱的改革開始，即根據(jù)學(xué)生的專業(yè)類型或?qū)I(yè)培養(yǎng)方向的不同，設(shè)計特點鮮明的現(xiàn)代通信技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容，將現(xiàn)有的現(xiàn)代通信技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容重新過濾篩選，有針對性的根據(jù)學(xué)生的知識背景和學(xué)科培養(yǎng)目標(biāo)來安排現(xiàn)代通信技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容，突出學(xué)科重點和專業(yè)培養(yǎng)特色。

（4）實驗課程從硬件驗證型向軟件驗證探索型轉(zhuǎn)變。由于硬件實驗設(shè)備的購買、維護(hù)和更新都需要大量經(jīng)費，高校的實驗室難以維持，而且，通信技術(shù)的發(fā)展異常迅速，硬件技術(shù)的發(fā)展也進(jìn)一步推高了實驗設(shè)備的價格，這些情況使得高校的實驗教學(xué)硬件條件不可能跟上技術(shù)發(fā)展的節(jié)奏。為了解決這一客觀存在的困難，筆者將通信系統(tǒng)模擬軟件工具，包括MATLAB、LabVIEW等，引入到現(xiàn)代通信技術(shù)的實驗課程當(dāng)中，利用軟件模擬仿真實驗來替代硬件的實驗。

用軟件替代硬件大致需要以下幾個步驟，第一步，根據(jù)實驗課程的內(nèi)容匯總所需的硬件設(shè)備有哪些，并提取這些設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)，比如接口數(shù)據(jù)的格式、通信速率、數(shù)據(jù)處理流程等；第二步，根據(jù)硬件的關(guān)鍵參數(shù)對其進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，即用方程或函數(shù)來表示硬件的數(shù)據(jù)處理流程以及輸入輸出過程；第三步，將我們建立的數(shù)學(xué)模型輸入到仿真軟件當(dāng)中，并利用軟件來計算數(shù)學(xué)模型，從而模擬硬件的處理過程，并獲取最后的數(shù)據(jù)結(jié)果；第四步，利用數(shù)理統(tǒng)計或圖表的方式對獲取的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析，看是否與筆者預(yù)期的實驗結(jié)果一致，如果不一致，還要進(jìn)一步分析原因；第五步，由指導(dǎo)老師總結(jié)和評價學(xué)生的實驗結(jié)果。

如上所述，軟件模擬仿真與傳統(tǒng)的實驗箱實驗有很大的不同，學(xué)生需要從基本的信號源入手，編寫仿真代碼，一步步的把整個端到端的通信系統(tǒng)搭建出來。通過這樣的設(shè)計過程，學(xué)生可以更加深入的理解每個模塊所處的位置和具體功能；在完成基本的仿真驗證實驗后，還可以讓學(xué)生自由發(fā)揮，根據(jù)自己的想法去優(yōu)化設(shè)計通信系統(tǒng)，探索不同配置下通信系統(tǒng)的性能有哪些變化，并提出優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計的初步設(shè)想和方案。軟件仿真模擬實驗增加了學(xué)生的實驗參與度和思考的過程，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，做仿真實驗時非常投入。

（5）校企結(jié)合，建立教師、學(xué)生與企業(yè)工程師共同參與的教學(xué)模式。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中總有一個疑問，我現(xiàn)在學(xué)的這些知識有什么用，怎么用。為了更好的向?qū)W生解答這個問題，請有工作經(jīng)驗的企業(yè)工程師來校內(nèi)做技術(shù)講座是行之有效的辦法。一方面，企業(yè)工程師可以介紹最新的技術(shù)進(jìn)展和應(yīng)用的場景，學(xué)生更感興趣，另一方面，由企業(yè)工程師來告訴學(xué)生實際工作需要哪些知識和技能，更有說服力，學(xué)生更愿意接受。

學(xué)校與多家企業(yè)簽署了校企合作協(xié)議，建立了多個校外實習(xí)基地，在實習(xí)基地內(nèi)，學(xué)生首先學(xué)習(xí)企業(yè)工程師的技術(shù)講座，然后再進(jìn)行實際操作，實行“邊學(xué)習(xí)、邊設(shè)計、邊實踐、邊創(chuàng)新”的教育過程，拓寬了學(xué)生應(yīng)用技能、實踐能力和創(chuàng)新精神培養(yǎng)的有效途徑，提出并形成一套有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力、技術(shù)開發(fā)能力、創(chuàng)新精神的教育新機(jī)制。加強了學(xué)生技術(shù)研究與認(rèn)知能力、知識融通與遷移能力、實踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，提高了綜合素質(zhì)。

4 總結(jié)

筆者發(fā)現(xiàn)并總結(jié)了現(xiàn)代通信技術(shù)課程教學(xué)過程中存在的幾個突出問題，針對這些問題，筆者提出對現(xiàn)代通信技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及實驗環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，并應(yīng)用到了課堂教學(xué)中，取得了良好的效果，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性有了明顯的提高，特別是在增加了模擬仿真實驗教學(xué)和企業(yè)技術(shù)講座后，學(xué)生主動學(xué)習(xí)的動力明顯增加，教學(xué)的質(zhì)量和效果得到明顯提高。

［1］ 白和付.淺析現(xiàn)代通信技術(shù)［J］.中國科技縱橫，2015（14）:50.

［2］ 張莉萍.淺析現(xiàn)代通信技術(shù)課程教學(xué)改革與實踐［J］.中國信息技術(shù)教育，2014（22）:38.

［3］ 梁紅玉，陳宏濱.探究式教學(xué)在“現(xiàn)代通信技術(shù)”課程中的探索與實踐［J］.大眾科技，2013，15（10）:135-137.

［4］ 陳宏濱，趙峰，童琳.現(xiàn)代通信技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)課程研討式教學(xué)法［J］.大眾科技，2012（1）:249-250.

Discussion on the teaching reform of modern communication technology

This paper discusses and summarizes the problems existing in the teaching process of the modern communication technology course. Aiming at these problems， this paper puts forward the reform measures in the course of teaching content， teaching methods， experimental course， school enterprise combination and other aspects. These reform measures have been applied to the actual teaching process， and good results have been achieved.

Modern communication technology； teaching reform； software simulation experiment

G423.07

A

1008-1151（2016）08-0127-02

2016-06-10

廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項目“教育與游戲融合問題以及相應(yīng)的人才培養(yǎng)機(jī)制研究“（2015JGA127）。

耿敏明（1981-），男，廣西柳州人，廣西大學(xué)計算機(jī)與電子信息學(xué)院講師，研究方向為光通信技術(shù)。