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1、【无线通信论文】无线通信与移动网络本科教学初探【摘要】通信行业的快速发展，要求无线通信与移动网络课程的授课老师及时更新知识点，不断完善本身通信知识体系，不断改良教学形式，要求现代信息工程相关专业的本科学生学习把握无线通信与移动网络的课程内容，及时把握最新的移动通信技术，以知足社会对于通信人才的需求。文章主要分析目前无线通信与移动网络课程教学中的难点，以及针对这些亟待解决的问题提出了一些教学改革的措施，希望能给无线通信与移动网络课程的本科教学带来一些参考价值。【关键词】无线通信与移动网络；本科课程；教学探索无线通信是目前信息行业中发展最为迅速的技术之一，对社会的发展以及人们的日常生活带来了宏大的
2、改变。进入21世纪以来，随着3G、4G、5G移动通信技术的相继问世，对无线通信和移动网络技术提出了更多的需求及更高的要求，这也要求通信领域的从业人员熟练把握无线通信和移动网络技术。无线通信与移动网络是普通高等学校信息与通信工程专业学生必须把握的一门专业课，也是计算机相关专业的必修课程。这门课程涉及的知识点范围广泛，要想深化学习通信专业的各种技术，应系统的学习把握无线通信和移动网络的基本概念和基本技术，包括无线通信与移动网络概论、无线通信基础、信道技术、数字调制解调技术、组网技术、移动网络系统与标准、手机原理。1课程的教学难点1.1课程内容涉及内容范围广无线通信与移动网络课程是通信专业的一门重要
3、必修课程，也是计算机相关专业需要学习了解的课程。对于通信专业的学生而言，在学习本课程之前，已经学习了通信原理、电磁场与电磁波、数字信号处理等前置课程，具有一定的基础知识。但对于信息工程学院中计算机专业的学生而言，学习本课程之前几乎没有学习过通信相关课程。所以在课程的前半段，需要首先向学生介绍通信原理、电磁场与电磁波、信号与系统的基础知识，课程后半段才能开展无线通信与移动网络课程的教学。内容涉及广泛导致的一个重要问题是：假如教授课程的所有相关知识点，每个知识点只能讲解皮毛部分，不能深化学习，这样会导致教学效果不佳。1.2课程内容理论性强无线通信课程中，需要学生学习自由空间中的麦克斯韦方程组、波动
4、方程、电磁波、电磁波频谱、边界条件、电磁波的极化、坡印廷定理等知识点，然后利用这些基础公式构建无线通信的各种数学模型。这时就需要学生熟练把握上述的基础知识，对其进行建模分析和烦琐的数学公式推导。例如，研究无线通信系统，首先要研究无线信道中的电波传播特性，这就需要建立通道模型。在信道模型中，包括编码器、调制器、发射转换器、传播媒质、接受转换器、解调器和译码器，在每两个模块之间，都需要根据各自的信号变换原理，对信号进行相应的处理，这其中的每一个环节都需要学生具有较为扎实的物理和数学知识理论基础作为支撑。另外，在无线通信与移动网络课程中，绝大多数的通信技术及物理量的表示，采用的都是英文缩写，只看英文
5、缩写很难了解其表示的含义，最佳的方式就是去学习把握这些英文缩写的全称，通过完好的英文表述理解算法或物理量的含义，这也就要求学生需要把握通信领域的专业英语词汇。1.3课程内容更新速度快移动通信行业是目前发展最为迅速的行业之一，而通信也是当今这个时代不断进步的重要保障之一。从最初的1G到目前已经投入使用的5G，每510年就会有新一代的移动通信系统问世。最早的第一代移动通信是模拟蜂窝移动通信，如今已经淡出了人们的日常生活，最新的第五代移动通信在正交频分复用OFDMA和多进多出MIMO基础技术上，为支持三大应用场景加强移动宽带eMBB、超高可靠低时延通信uRLLC和海量机器类通信mMTC，采用了灵敏的
6、全新系统设计。无线通信的相关教材都面临着无法实时跟进技术更新的难题，在学习无线通信这门课程时，假如仅仅根据教材进行讲解是不够的，需要授课老师及时跟进当前的移动通信技术，还要把握移动通信将来发展方向。假如老师的知识更新速度慢，就无法把握最新的移动通信技术，也就无法将最新的移动通信技术应用到教学实验中，这就需要老师在备课时投入更多的精神与时间，需要学习把握新知识新技术，重新设计教案和备课笔记，增加相应的实验教学，引导学生更顺利的理解最新的通信技术，这对授课老师而言，无疑增加了很大的教学难度。1.4课程配套实验开展难度大无线通信与移动网络课程中介绍的通信技术都需要能够应用到实际中，只学习理论的知识，
7、公式的推导、模型的建立是不够完好的，这些概念和算法大多数都比拟晦涩难懂，不能仅依靠传统的PPT演示和板书展示来讲授，必需要在授课经过中通过仿真软件展示模型是怎样实现的。要进行仿真实验就会使用到仿真软件，比方MATLAB、LabVIEW等，对于通信专业的学生而言，这些软件比拟容易上手，但对于计算机专业的学生而言，本身具有较好的编程基础，但是在前期的学习中，很多学生对于这些信号处理的仿真平台比拟陌生。另外前面也有提及，这门课的授课对象是计算机专业的学生，课程前期需要花费较多课时讲解基础知识，这样一来实验的课时安排也会比拟紧凑，没有办法对每部分的知识点都进行仿真分析，而且通信技术仍在不断更新，需要根
8、据当前的通信发展增加新的仿真实验，选择哪些理论算法进行仿真验证也是一个难题。1.5授课老师缺乏实践经历当前高校老师一般都是毕业后直接进入学校工作，除了在读书时积累了一些项目经历外，几乎没有接触过其他的实践，所以对于绝大多数老师而言，都没有从事过与5G以及将来的6G相关的移动通信技术的研究，老师把握的最新通信技术和算法都是理论居多，假如想要通过实验来展示其详细的实现经过，难度较大。所以在这样的背景之下，老师怎样更新移动通信知识体系，怎样将这些本人并没有实际操作过的技术和算法教授给学生，怎样改良教学方式，怎样培养学生对移动通信的兴趣，怎样引导学生本人主动去了解最新的通信动态，这些都是老师需要去解决
9、的问题。2课程的教学探索与实践2.1明确教学目的，突出教学重点这门课程的内容范围很广，而授课对象是信息工程专业中计算机方向的学生，他们对于通信的基础较为欠缺，想要学生在有限的时间里把握每一个细小的知识点是很困难的事情，这就需要老师在备课时明确教学目的，在授课经过中突出教学重点。2.2借助仿真软件进行课堂演示无线通信与移动网络课程中原理、算法、公式较多，仅学习理论知识不仅难度大而且较为枯燥乏味，所以课程安排了配套的实验教学，但是由于课时的限制，目前只安排了四次课后集中实验的时间，这是远远不够的。实验课时的缺乏，就需要通过课堂演示来补充。例如，在学习数字调制解调时，配套实验是四相移相键控QPSK的
10、调制解调和正交幅度调制QAM及解调，需要在课堂上补充最小频移键控MSK的调制及相干解调、正交频分多路复用OFDM的调制解调实验的演示。在其他章节也需要增加实验课程中没有涉及的部分。对于老师而言，课堂演示无疑会增加备课的时间，但是会使课堂愈加有条理、愈加生动活泼，对教学质量的提高很有帮助；对于学生而言，课堂演示这一环节无疑是收益颇丰的，既能够帮助消化理解理论知识，可以以对较为分散的实验课程进行衔接。2.3老师吸收最新知识，引导学生主动学习在课程的学习经过中，老师扮演的角色是知识和学生之间连接的载体，学生在老师的指导下能够使用正确的方式方法理解把握知识。老师需要定期查阅最新的国内外文献资料，建立移
11、动通信教学团队，团队定期组织集体备课沟通，针对最新的通信技术进行沟通沟通，对教学中碰到的问题和困难进行研究。老师还需要培养学生独立学习、独立考虑、独立解决问题的能力，老师要采用引导式的教学方法，面对通信领域的最新技术，先学后教是其中的一种方法，另外也要引导学生本人主动去搜索学习这些新技术，比方能够将学生分组，给每个组分配一个方向，请学生本人查找最新文献资料、阅读科技网站，然后请学生做课堂的主人，共享每个组学习到的移动通信领域的新技术，鼓励学生们互相沟通研究。2.4尝试校企联合开展实践教学无线通信与移动网络是一门实践性较强的课程，近年来学校已经与企业进行合作，联合培养学生。目前无线通信这门课还没
12、有合作的企业介入到教学中，使用的仍然是传统的教学方式。在学校内进行的实践教学一般是软件仿真实验以及实验箱，在仿真验证时，一般也只能针对课程中的某一个知识点进行，而不能对某个完好的项目进行，与实际的项目研发以及用人单位对于人才的需求具有一定的差距。高校能够与企业合作建立既能够进行技术开发，又能够让学生进行实践课程学习的实验室。学生能够做一些综合性的开发实验，不仅能通过实践来验证课堂上学习的理论知识，培养学生的工程素质，而且能够调动学生的积极性，提高学生的课程介入度。除了与企业共同建设实验室外，还应该邀请企业老师对学生进行培训。企业工程师相比于高校老师而言，具有愈加丰富的项目经历，能够指导学生开展
13、项目的实训。高校老师也不能完全依靠于企业老师对学生进行培养，高校老师也应该介入跟进这些实训项目，能够辅助企业老师监督催促学生，更重要的是介入学习一些实践项目，弥补本身项目经历的缺乏。2.5结合实际案例辅助教学对于工科专业，要求能够培养应用型的人才，目前的仿真实验固然属于实践课程，但笔者以为这些仿真实验仍然是偏理论的，由于这些软件仿真实验一般只是对于知识点的验证，对于学生而言，实验课做的事只是输入一些公式，然后得到一些课本上已经提供的结果图，学生在实验课程中缺乏考虑，进行的更多的是根据课本公式敲代码的工作，这样即便是经过实验仿真验证的知识点，学生也不会有太深入的印象。所以需要在授课经过中参加综合
14、性的实例，引导学生对这些综合性的项目进行分解考虑，鼓励学生自主学习、分组讨论，提出问题后，老师再通过软件仿真为学生答疑解惑。在课堂理论教学中结合实际案例的方式，能够把书本上的知识点和实际事物结合起来，一方面能培养学生主动学习探索的能力，另一方面能够提高学生的兴趣，稳固学习内容。无线通信与移动网络这门课程的本科教学目前还面临着一些困难，如知识更新过快、课程覆盖知识点过广等，明确教学目的，突出教学重点；借助仿真软件进行课堂演示；老师吸收最新知识，引导学生主动学习；尝试校企联合开展实践教学；结合实际案例辅助教学是这门课程进行改革的方向。无线通信与移动网络与人们的生活息息相关，是计算机专业的学生需要学
15、习把握的一门课程，老师要重视对这门课程的学习和探索，投入充足的时间和精神，使学生更好地接受课程知识。【参考文献】1黄宗伟.新时期下无线通信课程教学形式改革探索J.湖北开放职业学院学报，2019，3221：126-127.2李娜娜.无线通信原理课程的本科教学实践与探索J.中小企业管理与科技下旬刊，20199：79-80+82.3谭方青，陈宏滨.面向5G的通信工程专业课程（无线通信）教学改革与探索J.教育当代化，2019，694：65-67.4孔英会，鲍慧，韩东升，等.多维协同课程教学形式的探索与实践：以（当代通信理论）课程为例J.中国电力教育，20214：41-43.5李学华，王亚飞，杨尚文，等.以工程教育认证为导向的“无线通信综合实践课程方案设计J.实验技术与管理，2020，374：217-220.