現(xiàn)代通信技術(shù)研討式教學

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摘要：對照新工科的產(chǎn)業(yè)需求，現(xiàn)代通信技術(shù)課程亟須改變教學方法和教學內(nèi)容。文章從新工科的產(chǎn)業(yè)需求出發(fā)，探索以通信工程課程群建設(shè)為突破口，在現(xiàn)代通信技術(shù)課程實施研討式教學，提升通信工程專業(yè)學生的工程理念和工程應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞：新工科；產(chǎn)業(yè)需求；課程群；研討式教學；現(xiàn)代通信技術(shù)

一、引言

為了適應(yīng)產(chǎn)業(yè)變革和調(diào)整，教育部從2017年起積極引導新工科專業(yè)和課程建設(shè)，先后形成“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，旨在發(fā)掘全球領(lǐng)先的中國工程教育模式和經(jīng)驗，以新經(jīng)濟、新產(chǎn)業(yè)為背景，樹立創(chuàng)新型、綜合化、全周期工程教育新理念[1]。我校高度重視新工科建設(shè)，已經(jīng)組建深圳研究院、人工智能學院和數(shù)字經(jīng)濟學院，開辦智能制造、人工智能、大數(shù)據(jù)等新工科專業(yè)。新工科專業(yè)和課程建設(shè)對大學生的工程理念和工程應(yīng)用能力培養(yǎng)提出了綜合性、創(chuàng)新性要求，也促使傳統(tǒng)工科專業(yè)重構(gòu)課程體系和完善培養(yǎng)方案。大多數(shù)高校的通信工程專業(yè)的現(xiàn)有課程體系主要涉及通信工程專業(yè)的理論知識，很少包含計算機、自動化等其他相關(guān)領(lǐng)域的理論知識和通信行業(yè)背景知識。另一方面，新工科和產(chǎn)業(yè)密切相關(guān)，需要具備寬廣的知識才能解決復雜工程問題，進而教學需要綜合多門課程的知識講解，而通信工程專業(yè)現(xiàn)有的課程都是獨立開設(shè)的，沒有交叉融合。針對這種情形，首先通信工程專業(yè)現(xiàn)有的培養(yǎng)方案和課程教學內(nèi)容都要按照新工科的產(chǎn)業(yè)需求做出大幅調(diào)整。其次通信工程專業(yè)相關(guān)課程的知識點要建立聯(lián)系，同時引入其他專業(yè)的相關(guān)知識，以課程群的形式組織專題教學。文章以現(xiàn)代通信技術(shù)課程為例，介紹如何按照新工科的產(chǎn)業(yè)需求，以通信工程課程群建設(shè)為突破口，實施研討式教學，旨在吸引更多同行參與通信工程專業(yè)課程群研究，提升通信工程專業(yè)學生的工程理念和工程應(yīng)用能力。

二、現(xiàn)代通信技術(shù)課程教學研究現(xiàn)狀

現(xiàn)代通信技術(shù)課程是通信工程專業(yè)的選修課，其目的是使通信工程專業(yè)學生掌握現(xiàn)代通信技術(shù)的基本概念，了解現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展路線和趨勢，掌握運用現(xiàn)代通信理論分析解決復雜工程問題的方法。傳統(tǒng)的現(xiàn)代通信技術(shù)課程教學注重理論內(nèi)容講解，教師先講解概念再舉例說明，對綜合運用通信、計算機、自動化等知識解決復雜工程問題能力的培養(yǎng)重視不夠，也沒有介紹產(chǎn)業(yè)需求和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。學生主動參與課堂教學的積極性不高，分析和解決復雜工程問題的能力沒有得到訓練，難以理解現(xiàn)代通信技術(shù)的理論，綜合運用現(xiàn)代通信理論更是無從下手。另外，現(xiàn)代通信技術(shù)課程教學內(nèi)容陳舊，完全沒有體現(xiàn)通信技術(shù)的快速發(fā)展，比如一些教材的移動通信章節(jié)還只介紹第四代移動通信，沒有提到第五代和第六代。因此教師亟須改進教學理念和方法，從“滿堂灌”轉(zhuǎn)變?yōu)椤把杏扅c評”，學生也從“要我學”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W”。教師從新工科的產(chǎn)業(yè)需求出發(fā)，給學生安排復雜工程問題的課程討論，調(diào)動學生參與課堂教學的積極性。同時教師要改變教學內(nèi)容，融入最新的現(xiàn)代通信和其他相關(guān)知識，特別是通信行業(yè)的發(fā)展情況。一些教師針對現(xiàn)代通信技術(shù)課程教學存在的上述問題開展了深入研究。例如，文獻[2]針對現(xiàn)代通信技術(shù)課程教學中呈現(xiàn)的問題，提出現(xiàn)代通信技術(shù)課程教學改革與實踐的對策。文獻[3]針對高職院校學生在現(xiàn)代通信技術(shù)教學過程中出現(xiàn)的問題，對課程進行教學內(nèi)容設(shè)置、教學方法設(shè)計、仿真軟件應(yīng)用以及實踐教學實施等方面的研究。文獻[4]改變傳統(tǒng)的實驗箱教學模式，將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到實驗教學中。文獻[5]整合《現(xiàn)代通信網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)》的教學內(nèi)容，重新設(shè)定目標，調(diào)整教學設(shè)計。文獻[6]對現(xiàn)代通信技術(shù)課程在教學過程中存在的問題進行討論和總結(jié)，針對這些問題從教學內(nèi)容、教學方法、實驗課程、校企結(jié)合等多個方面提出改革措施。文獻[7]針對現(xiàn)代電子通信技術(shù)課程教學改革進行簡單的淺析。文獻[8]針對現(xiàn)代通信技術(shù)課堂教學中存在的問題，提出利用傳統(tǒng)教學和網(wǎng)絡(luò)學習的優(yōu)勢、融合多種教學手段的混合式學習來提高課程教學效果。文獻[9]對《現(xiàn)代通信技術(shù)實驗》教學模式的改革進行探索，提出多樣化的考核方式與軟硬件結(jié)合的教學改革方法。這些研究都沒有考慮以新工科產(chǎn)業(yè)需求為導向，以通信工程課程群建設(shè)為突破口，在現(xiàn)代通信技術(shù)課程實施研討式教學，培養(yǎng)新工科人才。

三、通信工程課程群框架

對照新工科的產(chǎn)業(yè)需求實施現(xiàn)代通信技術(shù)研討式教學的通信工程課程群框架如下圖所示?，F(xiàn)代通信技術(shù)課程除了講授本課程的知識，還要綜合通信原理、計算機網(wǎng)絡(luò)、自動化、通信行業(yè)等知識，以新工科的產(chǎn)業(yè)需求為導向組織若干專題研討式教學，使得學生掌握通信行業(yè)所需的綜合知識，能夠快速適應(yīng)通信行業(yè)的崗位。

四、現(xiàn)代通信技術(shù)研討式教學

大學課程的研討式教學是大學生先分組討論然后教師評價引導的教學方法，在培養(yǎng)大學生的分析和解決復雜工程問題的能力方面將發(fā)揮著重要的作用。為了提升通信工程專業(yè)學生的工程理念和工程應(yīng)用能力，現(xiàn)代通信技術(shù)課程的研討式教學必須以新工科的產(chǎn)業(yè)需求為導向。新工科的產(chǎn)業(yè)需求總體來講就是既要掌握通信工程專業(yè)的理論知識，又要掌握其他相關(guān)領(lǐng)域的理論知識和通信行業(yè)背景知識，具備將理論知識應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)、解決復雜工程問題的能力。從這我們可以看到，現(xiàn)代通信技術(shù)的研討式教學要重點開展針對通信工程領(lǐng)域復雜工程問題進行初步描述和推理、認識通信技術(shù)發(fā)展迅速和更新周期短等教學。特別針對通信工程領(lǐng)域復雜工程問題進行初步描述和推理這塊教學需要綜合多門課程的知識，因此要開展通信工程課程群建設(shè)。從通信工程專業(yè)的課程體系來看，通信原理、計算機網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)代通信技術(shù)三門課程可以作為構(gòu)成通信工程課程群的主干。因此在講解現(xiàn)代通信技術(shù)課程知識的時候要結(jié)合通信原理、計算機網(wǎng)絡(luò)和其他相關(guān)專業(yè)知識，使得現(xiàn)代通信技術(shù)的講解更有趣和接地氣，學生也容易理解現(xiàn)代通信技術(shù)的概念和理論，同時課程群建設(shè)要融入通信行業(yè)背景，使學生能輕松地分析和解決來自產(chǎn)業(yè)的復雜工程問題。面對現(xiàn)代通信技術(shù)課程教學存在的不足，我們考慮以通信工程課程群建設(shè)為突破口，積極開展現(xiàn)代通信技術(shù)研討式教學，努力對接新工科產(chǎn)業(yè)需求。新的教學方法大致如下：將現(xiàn)代通信的概念和理論放在一起做成若干專題，對于每個專題內(nèi)容，教師先講解基本概念，并且對比相近的概念和延伸概念的含義，增加學生理解概念的深廣度。然后教師重點講解理論和來自產(chǎn)業(yè)的復雜工程問題，給學生演示綜合運用知識分析和解決問題的方法。最后教師從新工科的產(chǎn)業(yè)需求出發(fā)安排課堂討論，學生先自行分組討論如何解決復雜工程問題，然后每個組的代表上講臺介紹討論結(jié)果，最后教師點評問題解決的效果和應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)的可能性。課后學生再閱讀其他相關(guān)領(lǐng)域的書籍和查找通信行業(yè)背景，并且練習解決來自產(chǎn)業(yè)的復雜工程問題。通常教師從學術(shù)期刊和網(wǎng)頁上提取通信技術(shù)最新發(fā)展的文章片段，安排給學生做課外閱讀。課外閱讀內(nèi)容具有較大難度和挑戰(zhàn)性，拓寬了學生的視野。教學內(nèi)容適時穿插了通信原理、計算機網(wǎng)絡(luò)和自動化、通信行業(yè)等知識，反映了現(xiàn)代通信技術(shù)的最新進展和產(chǎn)業(yè)需求。例如我們在講第一單元現(xiàn)代通信技術(shù)概念時，先問學生信息通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，然后講解什么是通信、通信系統(tǒng)的組成和通信系統(tǒng)的分類，這樣學生對通信技術(shù)的發(fā)展就有了大致的印象。接著我們講具體的通信技術(shù)，教學過程分為以下幾個步驟：（1）講解通信技術(shù)的發(fā)展歷程，分有線通信和無線通信兩個部分；（2）講解基本概念，講到光纖通信時，加入光纖、電纜、激光、可見光通信這些詞匯進行對比，解釋這些概念的區(qū)別；（3）講解理論難點，講到光纖通信系統(tǒng)的組成時，要學生先回憶通信原理課程講的信源、信道、信宿等知識，再將它們和光纖通信對應(yīng)起來理解光纖通信系統(tǒng)的組成；（4）布置課堂討論題目“光纖通信和無線通信的區(qū)別及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展區(qū)別”，學生先分組討論光纖通信和無線通信及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展區(qū)別，然后每個組的代表上講臺介紹討論內(nèi)容，教師再逐個點評優(yōu)缺點。最后教師布置復雜工程問題“在偏遠海島部署光纖通信系統(tǒng)”，引導學生綜合考慮工程、環(huán)境、經(jīng)濟等因素，運用通信、計算機網(wǎng)絡(luò)、光纖通信行業(yè)等知識，解決這個復雜工程問題。我們接著講無線通信技術(shù)，教學過程分為以下幾個步驟：（1）先問學生移動通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，然后講解無線通信和無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程，特別是蜂窩網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程，提醒學生注意區(qū)分無線通信和無線網(wǎng)絡(luò)；（2）講解概念，講到蜂窩時，加入蜂窩網(wǎng)、小區(qū)、基站、移動站這些詞匯進行對比，并且解釋這些概念的區(qū)別；（3）講解理論難點，講到移動通信網(wǎng)時，要學生先回憶計算機網(wǎng)絡(luò)課程講的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、路由協(xié)議等知識，再將它們和移動通信網(wǎng)對照理解移動通信網(wǎng)的架構(gòu)和協(xié)議；（4）布置課堂討論題目“空天地一體化通信及其對移動通信產(chǎn)業(yè)的影響”，學生先分組討論衛(wèi)星通信和蜂窩通信的關(guān)鍵技術(shù)，然后每個組的代表上臺介紹討論內(nèi)容，教師再逐個點評優(yōu)缺點。我們還補充講解了第六代移動通信系統(tǒng)以及它和前五代移動通信系統(tǒng)對比的優(yōu)勢。最后布置復雜工程問題“無人機作為移動基站的蜂窩通信”，引導學生綜合運用通信、計算機網(wǎng)絡(luò)、移動通信行業(yè)和無人機產(chǎn)業(yè)等知識，解決這個復雜工程問題。這種教學方法和教學內(nèi)容的變革創(chuàng)新產(chǎn)生意想不到的教學效果。學生上課要參與課堂討論和復雜工程問題分析，注意力集中于新知識學習，參與課堂教學的熱情高漲，同時學到課本以外的知識特別是通信行業(yè)背景，提高了復雜工程問題分析和解決能力，對新工科有了更加深入的了解。教師也加深了對新工科和通信工程課程群建設(shè)的認識，從孤立的課程知識講解中跳出來，給學生加入和補充很多其他相關(guān)課程的知識，并且結(jié)合通信行業(yè)背景，提高理論課程教學水平。

五、結(jié)論

通信工程專業(yè)的課程都要跟蹤新工科的產(chǎn)業(yè)需求和現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，創(chuàng)新變革教學內(nèi)容和教學方法，以提高通信工程專業(yè)學生分析和解決復雜工程問題的能力。特別是現(xiàn)代通信技術(shù)作為培養(yǎng)通信工程專業(yè)學生新工科思維的重要課程，更需要強調(diào)通信和電子、計算機、自動化、通信行業(yè)等知識融合以及綜合運用這些知識解決復雜工程問題。從這點看，將通信原理、計算機網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)代通信技術(shù)三門課程以及其他相關(guān)知識聯(lián)系起來建設(shè)通信工程課程群，將是有益的嘗試，有助于實現(xiàn)新工科人才培養(yǎng)目標。

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作者：陳宏濱 趙響 單位：桂林電子科技大學