通信信息技术融合下的移动通信课程改革研究——以山东建筑大学通信工程专业为例

宫淑兰，许鸿奎，庄华伟，王玉玲，张明玉

（1.山东建筑大学信息与电气工程学院，山东 济南250101；2.山东省智能建筑技术重点实验室，山东 济南250101）

通信信息技术融合下的移动通信课程改革研究
——以山东建筑大学通信工程专业为例

宫淑兰1，2，许鸿奎1，2，庄华伟1，2，王玉玲1，2，张明玉1，2

（1.山东建筑大学信息与电气工程学院，山东 济南250101；2.山东省智能建筑技术重点实验室，山东 济南250101）

移动通信课程是通信工程专业的一门重要的专业必修课，是以满足从事通信系统的管理维护、研究以及开发奠定坚实的理论基础为目的而设置的课程。文章以山东建筑大学通信工程专业为例，分析了通信信息技术融合下的移动通信课程存在着人才培养定位落后、理论教学重于实践教学、教材内容落后于行业技术发展、教学实验设备陈旧、专业教师行业培训缺乏等问题；阐述了移动行业发展的特点及移动通信课程的重要性；围绕移动通信课程教学内容、教学方法的融合应用及实践教学手段等方面提出了教学改革措施。

通信信息技术；移动通信；课程改革；教学改革

0 引言

移动通信是移动互联网、物联网、智能制造等新兴产业的载体，具有知识点多、信息量大、技术更新快等特点。随着移动通信技术的发展和第四代移动通信系统及物联网技术在我国商用规模不断地扩大，截止到2017年7月，根据工业和信息化部官网的数据显示全国电话用户合计为19943.1万户，其中移动电话用户为137270.4万户［1］。通信信息技术ICT是通信技术CT（Communication technology）与信息技术 IT（Information technology）行业的融合，并且因为融合紧密，导致社会对通信专业技术人才需求的急剧增加，同时对通信技术人才的要求也越来越高。在实际培养学生过程中，以山东建筑大学通信工程专业为例，2012版课程大纲培养方案与当前通信行业技术的发展存在一定程度的技术脱节，主要体现在：人才培养定位落后；理论教学重于实践教学；实验设备陈旧；专业教师行业培训跟不上［2］等方面。当前通信技术飞快发展及通信行业对通信人才要求更高的新环境下，如何抓住当前发展机遇尽快适应现代通信技术的变革，移动通信技术课程改革势在必行。

移动通信课程是山东建筑大学通信工程专业的专业必修课，是一门专业性、综合性及实践性都很强的专业课［3］。《移动通信》教材包含的内容多，如移动通信无线信道、数字调制技术、组网技术、抗衰落技术、多址技术及一些通用通信系统［4］，且涉及面广，但与现代通信技术快速发展相比教材的部分内容就显得过于陈旧。同时，通信工程专业移动通信实验设备比较落后，大多数实验只能进行验证，实验设备无法满足教学发展的要求。教师在上课时若仅仅依靠传统方式讲授课本的理论知识远远满足不了学生对新知识、新技术的汲取；不能满足教育部在《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》中提出的“积极推动研究性教学，提高大学生的创新能力”的要求；学生缺乏对实际通信工程技术的整体理解和系统级认识和实践工程经验。在通信行业CT与IT越来越融合的新形势下，如何提高移动通信课程的教学质量，改进教学效果，培养和提高学生分析问题、解决实际问题及创新的能力，使其既具有扎实的理论知识又具有实际工程经验，以适应现代通信技术发展对通信人才的需求，山东建筑大学通信工程专业的移动通信课程改革势在必行。移动通信课程改革的前提是要认清当前通信行业技术发展的特点。考虑到新技术的生存时间越来越短，核心技术（通信技术、计算机技术和网络技术）之间越来越融合，通过课程改革可以在有限时间内使学生不仅掌握正在发展的技术，还可以学会将要发展的技术，掌握好各种相关技术的内在联系［5］。文章从移动通信课程教学内容、教学方法、教学手段等方面进行改革研究。

1 移动通信教学内容构建

1.1 教学内容改革

移动通信2012版教学大纲中的教学任务主要是以第二代移动通信系统2G蜂窝移动通信系统为背景，以使学生掌握现代蜂窝移动通信系统的基本理论和核心技术为目的，讲述移动信道中的电波传播特性、移动通信系统中的调制技术、组网技术、抗衰落技术、多址接入技术等。移动通信课程所包含的理论内容繁多复杂且课时少，如果在教学过程中做到面面俱到，则教学内容无法深入，最后学生感觉内容繁杂零散没有形成一个系统的概念，学生缺乏对移动通信系统整体架构和技术标准的理解。针对通信行业快速的发展及CT与IT行业越来越融合的新背景，2012版教学大纲所给出的教学内容不能满足当前通信行业新型人才培养要求。针对教学内容陈旧这一问题，在制定2015版的移动通信课程教学大纲时，山东建筑大学通信工程教研室老师在进行多次调研及通过聘请相关行业专家论证的基础上，形成以“理论与实用并进、加强实践、满足需求”为原则，以一种通信制式分时长期演进 TD-LTE（Time Division-Long Term Evolution）为主线，摒弃2012版教学大纲讲解多种通信系统。以系统级、网络级的综合知识与技术为重点进行讲述，以确保教学内容对通信行业核心技术的跟随性，使2015版移动通信课程大纲所包含的教学内容能够满足通信行业发展对专业人才的需求。

在实际教学过程中，教师根据移动通信技术的发展特点，遵循由浅入深，尽量将专业术语通俗化，同时删掉移动通信教材中的一些陈旧的理论基础知识如第二代通信系统，重点突出第三代、第四代移动通信系统［6］，教师在讲解理论层面的知识时，减少过多的理论推导而将重点放在课程的重点和难点上，对于一些比较抽象的理论知识，如网络信令如何在现网中运行及当网络运行出现故障时如何通过信令分析问题等抽象内容进行动画图解演示，让学生对知识的理解有一个由抽象到具体的客观认识过程。对于专业层面的知识，结合教师的工程实践经验、技术规范、生产工程注意的问题进行讲授，让学生及早了解行业的发展及生产需求［7］。整个教学内容的设计是以不打乱移动通信网系统性知识的前提下，以移动通信网中一种通信制式为主线，将通信技术相关问题以融合贯通的方式进行讲解［8］。精致的教学内容设计既丰富了学生的理论知识，又提高了学生的学习热情。通过对第三代移动通信系统和第四代移动通信系统网络结构讲解及对比，使学生对当今移动通信发展的数字化、扁平化、宽带化及个人化等特点有深入的理解。

1.2 通信技术课程群构建

通信工程专业教师在讲授专业课时，离不开通信系统，主要内容包括：通信基本原理、接入网、传输网、交换网等，相关课程主要有“通信原理”、“移动通信”、“光纤通信”、“现代交换原理”等课程。为了能更好地在有限的课时内讲好每一门课，山东建筑大学通信工程专业结合专业特点及行业需求，建立了优质的通信技术课程群。在建设课程群时，教师对课程群中各门课的教学内容进行重构，确定各门课程的教学目标与定位。通信原理课程主要讲授通信系统的基本原理、模拟调制、模拟系统的数字化、数字信号的基带传输和调制传输、信道编码等；移动通信课程主要讲授无线接入、无线信道的特征、无线组网及抗衰落技术（以TD-LTE为主线讲授）；现代交换原理课程主要讲授通信系统中的核心网及系统间的同步技术；光纤通信课程主要讲授同步数字体系 SDH（Synchronous Digital Hierarchy）、波分复用WDM（Wavelength Division Multiplexing）、光传送网OTN（Optical Transport Network）、基于 SDH的多业务平台 MSTP（Multi-Service Transmission Platform）。以通信网为主线对课程群中的课程内容进行整合，并且将课程群中的每一门课程所讲授的内容进行明确分工，避免课程之间重复讲解。如大多数移动通信教材都有数字调制与解调技术（在通信原理课程讲解中这一部分是比较重要的），教师在讲解移动通信所涉及相关内容时，会根据移动通信网络发展中的实际情况以及移动通信现网中所使用的不同调制技术进行讲述，不再是单纯从技术上进行讲解，让学生充分理解实际的移动通信系统所采用的调制技术及不同的制式系统间调制技术的差异［9］。同时创新地将课程群中相关课程的实践环节融合在一起，形成以接入网为主线，传输网和核心网相互辅佐的一个系统级的课程群实践环节。课程群中各课程教师精心准备教学课件，建立开放、灵活、互动的网络教学平台，构建了以培养学生的自主学习能力、丰富实践能力、开拓创新能力和勇于创业能力为核心的通信技术专业课程群。

2 教学方法的融合应用

通信行业是一个技术日新月异的产业，对人才的需求不仅要有扎实的专业基础知识还需要专业技术人员能跟上行业的发展变化［10］。移动通信课程具有系统性、综合性、实践性很强、更新速度快等特点，为了使学生迅速掌握理论知识、提高工程实践能力、加强创新能力及跟上通信技术的发展，教师在实际教学过程中进行多种教学措施改革，来提高教学质量［11］。

2.1 论教学与仿真实验相结合

教师在以往讲解理论知识时，大多采用多媒体加板书的形式讲授，教师在讲授比较抽象的理论知识时，学生当堂课很难将其消化理解，授课效果不是很明显。在讲授抽象理论时，教师通过仿真实验对移动通信的关键技术进行验证。在教学过程中利用直观的仿真结果既可以加深学生对理论知识的理解，同时又培养了学生应用理论知识进行实际操作的能力［12］。比如在讲解正交频分复用 OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）系统教学过程中，通过对OFDM系统仿真，使学生对相关技术有一个由抽象到具体的认识，不再是模糊不清，能够对OFDM系统知其然并且还知其所以然，对OFDM系统的原理、实现过程、性能分析及应用有进一步的理解。

2.2 案例和任务驱动

为了培养学生学习的热情，教师在教学过程中设置了部分案例和教学任务［13］。案例主要使用运营商在建或已建工程，教师通过分析具体的工程案例，使学生逐渐在学习过程中形成一张移动通信网的概念，不再是零散的知识片段。教师在进行教学任务的设置时，要使知识点之间具有连贯性，让学生在完成任务的同时，掌握系统的知识、分析技能和独立学习的方法。教师设计的学习任务要具有目标性、可行性、应用性和趣味性。由于课时的限制，教师在设置好任务进行相应分析后，让学生自由分成小组在课下进行任务的执行，形成一种课外研学的氛围。使学生在学习知识的同时有一种对教师讲授知识的参与感，并且培养学生团队合作的意识，为以后在工作岗位上协同工作打下良好的基础。并最后成果以调研报告或小论文的形式考核，教师要对学生完成的任务积极进行评价，并且将此评价纳入期末成绩考核中。

2.3 讲授与研讨相结合

以往教师单一讲授，学生被动听讲“一言堂”式讲课方式满足不了现在大学生对于知识汲取的需要。为了锻炼学生的思维能力、表达能力、分析能力和应对新鲜事物的能力，教师在讲课时改变由老师讲授学生被动接受的单一授课模式［14］；教师在授课之前设计好本堂课需要讨论问题的调查提纲，对于学生感兴趣的教学内容进行总结；针对课程内容和相关生产生活实际，引导学生提出问题，相互讨论、质疑，老师最后进行综合评议总结，使学生的学习由被动变主动，提高学生的创新意识及学习热情，培养学生思考、分析和解决问题的能力。

2.4 现翻转课堂

就像马云所说不要让年轻一代对于新知识处于一种看不见、看不起、看不懂、来不及的学习状态，要使学生对于新知识能看得清、看得懂、赶得早［15］。由于课时限制，老师将新技术、新知识的视频及相关材料，如第五代移动通信系统相关技术，放在通信技术课程群网站上，学生能根据自身情况来安排和控制自己的学习进度。学生观看视频的节奏快慢全靠自己掌握，在学习的过程中还可以停下来仔细思考自己感兴趣的知识点、笔记或查看其它参考资料，还可以通过视频向老师和同伴寻求帮助。让学生对于部分新技术在课堂外进行自主学习，同时整理收获、提出问题；课堂内进行展示交流、协作探究；教师在学生交流的过程中巡视并进行个性化指导，使学生更愿意主动动手尝试，而不是被动听讲，培养学生自主学习的良好习惯［16］。

2.5 校企联合

目前移动通信实验设备主要是2G系统的实验箱，没有系统网络级的设备提供学习，学生缺乏对移动通信系统整体架构和技术标准的理解［17］。为了弥补专业实践课程教学的不足，缩短学校教学和企业需求的差距以及更好的适应通信信息技术下的“移动通信”课程实践教学，让学生对于移动通信网整体架构有个直观的认识，教师利用学生的认知实习课及相关实践课，主动联系移动运营商及相关行业。带领学生现场参观学习，让有实际丰富工作经验的工程师专家进行讲解，使学生对移动通信系统不再是一个抽象的概念，而是真实存在的一张移动通信网，同时组织学生定期参加一些企业组织的大赛，使学生的理论学习与实际工程相结合，增强学生的工程意识和工程经验。定期聘请企业精英人才到学校讲授课程，让行业专家走进课堂与学生面对面交流，学生既学到了在课本上学不到的知识，也为他们将来考研、就业增加了机遇，同时，为校企联合进行移动信息技术服务业务的开发提供了机遇。

2.6 产学研相结合

以往教师的科研与讲课内容通常处于并行的状态，教师需要在讲课与科研之间进行切换，既耗费了教师大量的宝贵研究时间，学生又不了解教师的科研情况，对学科的发展有一定的制约作用。奥尔特加曾指出：大学需要与科学长期、永久的接触，否则就会萎缩退化；需要与公共生活、历史事实以及整个现实环境保持接触［18］。校企背景下的产学研合作是学校拓宽与社会接触面的最佳方式表现为（1）校企背景下的产学研相结合，可以使高校迅速地将自己的科研成果应用到生产中去，从而可以缩短由科研到产品的周期；（2）教师在讲课时以自己的科研方向为背景，引入与课程相关的通信技术作为学生课外的研究主题，引导学生进行相关查阅及研究。在讲授移动通信网信令时，教师将科研团队与山东移动通信责任有限公司的合作科研项目（基于大数据的网络优化）中的信令、数据采集过程与分析有机结合，让学生直观地理解信令在通信网中的作用。在讲授基站子系统时，教师将与山东泉清通信有限责任公司合作的微基带天线项目与基站系统的理论知识有机结合，使学生在学习理论知识的同时，有了工程应用的经验。将科研成果与教学有机结合起来，既提高了教师的实践教学能力，又培养了具有企业急需的创新能力的优秀人才，拓展了学生的就业渠道。

3 结语

文章针对当前通信信息技术移动通信快速发展的通信行业的背景下，对移动通信课程在课程体系建设、教学内容、教学方法及教学手段进行了课程改革的初步探索。通过教学改革，不仅可以提高学生学习的积极性，同时提高了学生的工程实践能力，为学生适应日新月异的通信发展提供了有力的支持，并且可以满足现代通信行业发展对通信工程专业学生的要求，提高了通信专业学生的就业竞争力和考研率。

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Study on curriculum reform of mobile communication based on CT＆IT integration：A case study of Shandong Jianzhu University

Gong Shulan1，2，Xu Hongkui1，2，Zhuang Huawei1，2，et al.
（1.School of Information and Electrical Engineering，Shandong Jianzhu University，Jinan 250101，China；2.Shandong Provincial Key Laboratory of Intelligent Buildings Technology，Jinan 250101，China）

Mobile communication is an important compulsory course for communication engineering，and the curriculum will lay a solid theoretical foundation for themanagement，maintenance，research and development of communication system.By taking the communication engineering of Shandong Jianzhu University as an example，the paper analyzes the existing problems in the theoretical teaching and practical teaching ofmobile communication，such as disintegrating theory with practice，obsolete and backward experimental facilities，lacking of industry training of professional teachers，etc.It expounds the characteristics of the mobile industry development and the importance of the mobile communication，and puts forward reforms on teaching contents，teaching methods and practical teaching ofmobile communication.

ICT；mobile communication；course reform；teaching reform

G423.07

A

1673-7644（2017）05-0502-05

10.12077／sdjz.2017.05.015

2017-09-17

山东省重点科技计划（2014GGX101017）

宫淑兰（1970-），女，副教授，硕士，主要从事信息与通信技术等方面的研究.E-mail：gongsl2008＠sdjzu.edu.cn［*

］

（学科责编：孙浩森）