現(xiàn)代通信技術(shù)研討式教學(xué)

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摘要：對(duì)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(xué)方法和教學(xué)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(shí)施研討式教學(xué)，提升通信工程專業(yè)學(xué)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(xué)；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(dǎo)新工科專業(yè)和課程建設(shè)，先后形成“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”和“北京指南”，旨在發(fā)掘全球領(lǐng)先的中國(guó)工程教育模式和經(jīng)驗(yàn)，以新經(jīng)濟(jì)、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(xué)院和數(shù)字經(jīng)濟(jì)學(xué)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(duì)大學(xué)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(shí)，很少包含計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等其他相關(guān)領(lǐng)域的理論知識(shí)和通信行業(yè)背景知識(shí)。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(shí)才能解決復(fù)雜工程問(wèn)題，進(jìn)而教學(xué)需要綜合多門課程的知識(shí)講解，而通信工程專業(yè)現(xiàn)有的課程都是獨(dú)立開設(shè)的，沒有交叉融合。針對(duì)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(xué)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(shí)點(diǎn)要建立聯(lián)系，同時(shí)引入其他專業(yè)的相關(guān)知識(shí)，以課程群的形式組織專題教學(xué)。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(shí)施研討式教學(xué)，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(xué)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(xué)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(xué)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(shì)，掌握運(yùn)用現(xiàn)代通信理論分析解決復(fù)雜工程問(wèn)題的方法。傳統(tǒng)的現(xiàn)代通信技術(shù)課程教學(xué)注重理論內(nèi)容講解，教師先講解概念再舉例說(shuō)明，對(duì)綜合運(yùn)用通信、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等知識(shí)解決復(fù)雜工程問(wèn)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(xué)生主動(dòng)參與課堂教學(xué)的積極性不高，分析和解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力沒有得到訓(xùn)練，難以理解現(xiàn)代通信技術(shù)的理論，綜合運(yùn)用現(xiàn)代通信理論更是無(wú)從下手。另外，現(xiàn)代通信技術(shù)課程教學(xué)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(dòng)通信章節(jié)還只介紹第四代移動(dòng)通信，沒有提到第五代和第六代。因此教師亟須改進(jìn)教學(xué)理念和方法，從“滿堂灌”轉(zhuǎn)變?yōu)椤把杏扅c(diǎn)評(píng)”，學(xué)生也從“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。教師從新工科的產(chǎn)業(yè)需求出發(fā)，給學(xué)生安排復(fù)雜工程問(wèn)題的課程討論，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂教學(xué)的積極性。同時(shí)教師要改變教學(xué)內(nèi)容，融入最新的現(xiàn)代通信和其他相關(guān)知識(shí)，特別是通信行業(yè)的發(fā)展情況。一些教師針對(duì)現(xiàn)代通信技術(shù)課程教學(xué)存在的上述問(wèn)題開展了深入研究。例如，文獻(xiàn)[2]針對(duì)現(xiàn)代通信技術(shù)課程教學(xué)中呈現(xiàn)的問(wèn)題，提出現(xiàn)代通信技術(shù)課程教學(xué)改革與實(shí)踐的對(duì)策。文獻(xiàn)[3]針對(duì)高職院校學(xué)生在現(xiàn)代通信技術(shù)教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)課程進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容設(shè)置、教學(xué)方法設(shè)計(jì)、仿真軟件應(yīng)用以及實(shí)踐教學(xué)實(shí)施等方面的研究。文獻(xiàn)[4]改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)箱教學(xué)模式，將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。文獻(xiàn)[5]整合《現(xiàn)代通信網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)》的教學(xué)內(nèi)容，重新設(shè)定目標(biāo)，調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)。文獻(xiàn)[6]對(duì)現(xiàn)代通信技術(shù)課程在教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行討論和總結(jié)，針對(duì)這些問(wèn)題從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)課程、校企結(jié)合等多個(gè)方面提出改革措施。文獻(xiàn)[7]針對(duì)現(xiàn)代電子通信技術(shù)課程教學(xué)改革進(jìn)行簡(jiǎn)單的淺析。文獻(xiàn)[8]針對(duì)現(xiàn)代通信技術(shù)課堂教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出利用傳統(tǒng)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)、融合多種教學(xué)手段的混合式學(xué)習(xí)來(lái)提高課程教學(xué)效果。文獻(xiàn)[9]對(duì)《現(xiàn)代通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)》教學(xué)模式的改革進(jìn)行探索，提出多樣化的考核方式與軟硬件結(jié)合的教學(xué)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(dǎo)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(shí)施研討式教學(xué)，培養(yǎng)新工科人才。

三、通信工程課程群框架

對(duì)照新工科的產(chǎn)業(yè)需求實(shí)施現(xiàn)代通信技術(shù)研討式教學(xué)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(shí)，還要綜合通信原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)化、通信行業(yè)等知識(shí)，以新工科的產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向組織若干專題研討式教學(xué)，使得學(xué)生掌握通信行業(yè)所需的綜合知識(shí)，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(xué)

大學(xué)課程的研討式教學(xué)是大學(xué)生先分組討論然后教師評(píng)價(jià)引導(dǎo)的教學(xué)方法，在培養(yǎng)大學(xué)生的分析和解決復(fù)雜工程問(wèn)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(xué)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(xué)必須以新工科的產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向。新工科的產(chǎn)業(yè)需求總體來(lái)講就是既要掌握通信工程專業(yè)的理論知識(shí)，又要掌握其他相關(guān)領(lǐng)域的理論知識(shí)和通信行業(yè)背景知識(shí)，具備將理論知識(shí)應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)、解決復(fù)雜工程問(wèn)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(xué)要重點(diǎn)開展針對(duì)通信工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行初步描述和推理、認(rèn)識(shí)通信技術(shù)發(fā)展迅速和更新周期短等教學(xué)。特別針對(duì)通信工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行初步描述和推理這塊教學(xué)需要綜合多門課程的知識(shí)，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(lái)看，通信原理、計(jì)算機(jī)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(shí)的時(shí)候要結(jié)合通信原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和其他相關(guān)專業(yè)知識(shí)，使得現(xiàn)代通信技術(shù)的講解更有趣和接地氣，學(xué)生也容易理解現(xiàn)代通信技術(shù)的概念和理論，同時(shí)課程群建設(shè)要融入通信行業(yè)背景，使學(xué)生能輕松地分析和解決來(lái)自產(chǎn)業(yè)的復(fù)雜工程問(wèn)題。面對(duì)現(xiàn)代通信技術(shù)課程教學(xué)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(xué)，努力對(duì)接新工科產(chǎn)業(yè)需求。新的教學(xué)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(duì)于每個(gè)專題內(nèi)容，教師先講解基本概念，并且對(duì)比相近的概念和延伸概念的含義，增加學(xué)生理解概念的深廣度。然后教師重點(diǎn)講解理論和來(lái)自產(chǎn)業(yè)的復(fù)雜工程問(wèn)題，給學(xué)生演示綜合運(yùn)用知識(shí)分析和解決問(wèn)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(xué)生先自行分組討論如何解決復(fù)雜工程問(wèn)題，然后每個(gè)組的代表上講臺(tái)介紹討論結(jié)果，最后教師點(diǎn)評(píng)問(wèn)題解決的效果和應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)的可能性。課后學(xué)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(xí)解決來(lái)自產(chǎn)業(yè)的復(fù)雜工程問(wèn)題。通常教師從學(xué)術(shù)期刊和網(wǎng)頁(yè)上提取通信技術(shù)最新發(fā)展的文章片段，安排給學(xué)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(xué)生的視野。教學(xué)內(nèi)容適時(shí)穿插了通信原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和自動(dòng)化、通信行業(yè)等知識(shí)，反映了現(xiàn)代通信技術(shù)的最新進(jìn)展和產(chǎn)業(yè)需求。例如我們?cè)谥v第一單元現(xiàn)代通信技術(shù)概念時(shí)，先問(wèn)學(xué)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(xué)生對(duì)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(xué)過(guò)程分為以下幾個(gè)步驟：（1）講解通信技術(shù)的發(fā)展歷程，分有線通信和無(wú)線通信兩個(gè)部分；（2）講解基本概念，講到光纖通信時(shí)，加入光纖、電纜、激光、可見光通信這些詞匯進(jìn)行對(duì)比，解釋這些概念的區(qū)別；（3）講解理論難點(diǎn)，講到光纖通信系統(tǒng)的組成時(shí)，要學(xué)生先回憶通信原理課程講的信源、信道、信宿等知識(shí)，再將它們和光纖通信對(duì)應(yīng)起來(lái)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(wú)線通信的區(qū)別及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展區(qū)別”，學(xué)生先分組討論光纖通信和無(wú)線通信及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展區(qū)別，然后每個(gè)組的代表上講臺(tái)介紹討論內(nèi)容，教師再逐個(gè)點(diǎn)評(píng)優(yōu)缺點(diǎn)。最后教師布置復(fù)雜工程問(wèn)題“在偏遠(yuǎn)海島部署光纖通信系統(tǒng)”，引導(dǎo)學(xué)生綜合考慮工程、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等因素，運(yùn)用通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、光纖通信行業(yè)等知識(shí)，解決這個(gè)復(fù)雜工程問(wèn)題。我們接著講無(wú)線通信技術(shù)，教學(xué)過(guò)程分為以下幾個(gè)步驟：（1）先問(wèn)學(xué)生移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，然后講解無(wú)線通信和無(wú)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(xué)生注意區(qū)分無(wú)線通信和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；（2）講解概念，講到蜂窩時(shí)，加入蜂窩網(wǎng)、小區(qū)、基站、移動(dòng)站這些詞匯進(jìn)行對(duì)比，并且解釋這些概念的區(qū)別；（3）講解理論難點(diǎn)，講到移動(dòng)通信網(wǎng)時(shí)，要學(xué)生先回憶計(jì)算機(jī)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(shí)，再將它們和移動(dòng)通信網(wǎng)對(duì)照理解移動(dòng)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(duì)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的影響”，學(xué)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(gè)組的代表上臺(tái)介紹討論內(nèi)容，教師再逐個(gè)點(diǎn)評(píng)優(yōu)缺點(diǎn)。我們還補(bǔ)充講解了第六代移動(dòng)通信系統(tǒng)以及它和前五代移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)比的優(yōu)勢(shì)。最后布置復(fù)雜工程問(wèn)題“無(wú)人機(jī)作為移動(dòng)基站的蜂窩通信”，引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通信行業(yè)和無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)等知識(shí)，解決這個(gè)復(fù)雜工程問(wèn)題。這種教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容的變革創(chuàng)新產(chǎn)生意想不到的教學(xué)效果。學(xué)生上課要參與課堂討論和復(fù)雜工程問(wèn)題分析，注意力集中于新知識(shí)學(xué)習(xí)，參與課堂教學(xué)的熱情高漲，同時(shí)學(xué)到課本以外的知識(shí)特別是通信行業(yè)背景，提高了復(fù)雜工程問(wèn)題分析和解決能力，對(duì)新工科有了更加深入的了解。教師也加深了對(duì)新工科和通信工程課程群建設(shè)的認(rèn)識(shí)，從孤立的課程知識(shí)講解中跳出來(lái)，給學(xué)生加入和補(bǔ)充很多其他相關(guān)課程的知識(shí)，并且結(jié)合通信行業(yè)背景，提高理論課程教學(xué)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(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，以提高通信工程專業(yè)學(xué)生分析和解決復(fù)雜工程問(wèn)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(xué)生新工科思維的重要課程，更需要強(qiáng)調(diào)通信和電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、通信行業(yè)等知識(shí)融合以及綜合運(yùn)用這些知識(shí)解決復(fù)雜工程問(wèn)題。從這點(diǎn)看，將通信原理、計(jì)算機(jī)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(shí)聯(lián)系起來(lái)建設(shè)通信工程課程群，將是有益的嘗試，有助于實(shí)現(xiàn)新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)。

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作者：陳宏濱 趙響 單位：桂林電子科技大學(xué)