《移動通信系統(tǒng)》教學中研究性學習探索

胡海峰

摘要：本文結(jié)合實際教學工作經(jīng)驗，對如何提高移動通信系統(tǒng)教學水平進行了論述，從研究性學習的特點、組織形式和效果等方面進行了初步的探討，以改進移動通信系統(tǒng)的教學方法和試驗環(huán)節(jié)。

關鍵詞：移動通信系統(tǒng)；研究性學習；合作學習

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）52-0181-02

一、引言

移動通信系統(tǒng)是通信技術專業(yè)的一門主干專業(yè)課，綜合了無線通信系統(tǒng)的原理和應用，課程以數(shù)字移動通信為主要內(nèi)容，結(jié)合當前廣泛應用的移動通信系統(tǒng)和代表發(fā)展趨勢的移動通信新技術，使學生通過學習掌握移動通信系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)和組成類型，以適應移動通信領域的發(fā)展。移動通信教學內(nèi)容不僅涉及無線通信的基礎知識，還涉及移動通信領域的前沿技術，內(nèi)容多而抽象[1]，為提高課程教學質(zhì)量，針對教學難點，深入開展教學方法、教學內(nèi)容和教學手段的改革和實踐，是教育工作者面臨的切實問題[2]。因此，本文結(jié)合教學實踐，從研究性學習的角度出發(fā)，對移動通信系統(tǒng)的教學進行探索。

二、研究性學習在教學中的應用

（一）研究性學習在移動通信系統(tǒng)教學中的作用

大眾化時期，以學為主的方法迅速發(fā)展，甚至呈現(xiàn)出超越以教為主的方法的趨勢，美國人稱之為“以學習者為中心的教學”。教的終極目標是為了不教，“教師傳授給學生的最寶貴的本領，不是事實和原理，而是精神狀態(tài)和思想方法”[3]。

移動通信系統(tǒng)教學作為專業(yè)基礎課，課堂傳授的是整理好的系統(tǒng)的“死”的知識，學生體會不到探索和發(fā)現(xiàn)科學的喜悅，感覺不到科學思想形成的生動過程，了解不到科學的本質(zhì)，更不能真正理解和運用科學方法去解決實際問題。而學生通過研究移動通信系統(tǒng)的科研問題，特別是實際系統(tǒng)的真實問題，不僅可以學習科學知識，體驗科學研究過程，運用科學研究方法，還可以培養(yǎng)質(zhì)疑、批判、不迷信權威并執(zhí)著追求真理的科學精神及熱愛科學、事實求是的科學態(tài)度。

愛因斯坦說：“興趣是最好的老師?！比绻麑W生對移動通信有興趣，可以促使他們排除干擾，最大限度地發(fā)揮學習的主觀能動性。在這方面，研究性學習的教學方法可以體現(xiàn)出很大的優(yōu)勢。比如教師在課前根據(jù)內(nèi)容需要設計準備適當?shù)膯栴}，在課堂教學適當?shù)臅r候提出，留給學生適當?shù)乃伎紩r間，同時鼓勵學生提問，根據(jù)學生反饋信息和問題，與學生探討問題的解決思路，而非給出答案。這樣在提出問題、解決問題的研究性學習的過程中，激發(fā)學生對教學內(nèi)容的思考，使用交互式方式增加學生的學習興趣。比如可以提出“為什么可以換機不改號？”“根據(jù)所學知識，能不能對被盜手機進行跟蹤？”等。并且就一些大家比較關心的話題，啟發(fā)學生進行發(fā)散式的課題討論，進一步激發(fā)學生參與研究的興趣。比如社會上比較關注的山寨機問題，啟發(fā)學生從技術和社會等多角度進行討論，課堂上出現(xiàn)了令人興奮的踴躍發(fā)言現(xiàn)象。課后對10個學生進行了隨機調(diào)查，調(diào)查顯示在沒有進行研究性學習的教學方法之前，只有5個同學對移動終端結(jié)構(gòu)比較清楚；進行研究性教學后，有8個同學掌握了終端結(jié)構(gòu)，教學效果有了顯著提高。

（二）研究性學習在教學中的具體方法

1.問題學習。采用問題學習法教學的學生，最終在記憶、應用和動機方面普遍優(yōu)于采用傳統(tǒng)教學方法教學的學生。具體在實施時注意下面幾點。

（1）引入案例注意啟發(fā)性、科學性、實際性相結(jié)合。例如，在講解GSM鑒權和加密時，給學生引入一個案例：如果你是一個黑客，需要攻擊GSM系統(tǒng)，應該如何操作？這個問題與實際結(jié)合緊密，學生對此表現(xiàn)出很濃的興趣。上課討論特別認真，經(jīng)過思考，大家發(fā)現(xiàn)不論從空中接口竊取密碼，還是想進行欺騙式攻擊，GSM都有很好的應對方案，從而論證了GSM作為成熟的商用系統(tǒng)，在安全方面有比較高的性能，也加深了對鑒權和加密功能的理解。

（2）做好案例的分析與討論。在分析與討論過程中，教師可以給予學生適當提示，但應當以激勵和引導學生自主分析為主，并鼓勵學生敢于大膽思維，使案例教學呈現(xiàn)開放性。當學生的思維陷入誤區(qū)時可予以引導，如輔助性的提問式教學方法，又稱蘇格拉底式教學方法。教師不斷向?qū)W生提問，務求達到學生啞口無言為止。通過提問方式啟發(fā)學生的思維，在討論中引導學生逐漸悟出技術上的基本原理。比如，面對移動通信系統(tǒng)中關鍵的漫游技術討論，在講解了基本原理之后，提出問題：為什么不論你在南京還是廣州，都可以通過打電話準確的找到你？大家經(jīng)過討論研究，覺得關鍵的技術是歸屬位置寄存器必須知道手機漫游所屬的移動控制中心；然后教師可以繼續(xù)追問：歸屬位置寄存器是如何知道手機現(xiàn)在所屬的移動控制中心？同學們討論后發(fā)現(xiàn)，原來位置更新技術就是解決這個問題的；最后，教師繼續(xù)追問：手機是怎么知道網(wǎng)絡在呼叫你的呢？為了回答這個問題，很多同學研究了GSM呼叫流程，并對邏輯信道的分配也進行了了解。這樣經(jīng)過問題的討論和分析，許多同學了解了移動通信的技術核心和設計理念，并對一些技術和細節(jié)爛熟于心。

2.合作分組學習。

（1）教學環(huán)節(jié)。在移動通信的課堂教學中，全體學生圍繞中心問題展開討論，教師的作用是營造氣氛，激發(fā)研究興趣，啟發(fā)指導提出問題的思維方法。經(jīng)過學生初步討論后，教師可以根據(jù)實際情況，把學生分成幾組，各組學生專題研究本組的問題。教師這時要提供學生需要的實驗儀器和參考資料。最后，各組選派幾個代表面對全班同學陳述研究過程和得出的研究結(jié)果，回答學生的提問。教師的作用一方面是肯定學生的研究成果，給學生以成功的喜悅，同時通過質(zhì)疑，使學生意識到自己還存在問題，有待進一步研究。

這種課堂組織形式是根據(jù)某個項目或?qū)嶒?，將學生分為若干小組，最終讓學生通過合作去完成該項目或?qū)嶒?。通過這種方法，學生不僅提高了認知水平，也培養(yǎng)了團隊協(xié)作的精神。在國外訪學的時候，發(fā)現(xiàn)國外大學在教學過程中經(jīng)常使用這種分組研究的方法，尤其對于某些復雜的教學環(huán)節(jié)，這種分組合作的方法，特別能調(diào)動同學學習興趣，提高認知能力。

在移動通信系統(tǒng)的教學環(huán)節(jié)中，可以考慮針對某一個具體問題，讓學生分成幾個大組，然后分工合作，共同完成對問題的研究。比如GSM系統(tǒng)通信流程中的呼叫流程由于內(nèi)容枯燥、步驟繁多，成為課程教學中的一個難點。教學過程中，讓同學分組尋找或制作有關GSM系統(tǒng)呼叫流程的多媒體演示[4]。然后，讓不同的研究小組介紹移動臺A呼叫漫游狀態(tài)移動臺B的整個過程。在教學過程中發(fā)現(xiàn)，很多同學制作的flash和ppt可以從頭至尾的完整演示呼叫流程，有的研究小組在每個演示步驟中，都有相對應的解釋說明文字，便于穿插講解。這樣動態(tài)的演示相比于靜態(tài)的幻燈片，進一步提高了學生的學習興趣，可以更加深入理解呼叫流程過程；并且在搜尋和制作多媒體的過程中，體會了合作研究的樂趣。

（2）實驗環(huán)節(jié)。試驗環(huán)節(jié)是實現(xiàn)分組研究的另一個重要手段，使得移動通信實驗結(jié)合移動通信教學課程，驗證移動通信中涉及的主要技術。移動通信實驗是由實驗箱上的相關模塊在學生平臺的配合下完成，移動通信實驗機箱主要模擬了通信終端的處理技術，無線基站的處理技術，并通過無線信道連接，模擬電話信號的無線接入；學生平臺是一臺微型計算機，它通過串口同實驗箱相連，通過局域網(wǎng)同其他學生平臺和教師平臺相連。

學生分組在學生平臺上對教學內(nèi)容進行研究，比如，各實驗小組通過網(wǎng)絡配置，實現(xiàn)手機終端的主被叫實驗。小組中有的同學模擬主叫終端，有的同學模擬被叫終端，部分實驗的結(jié)果也將通過串口由實驗箱傳送到學生平臺上。學生平臺通過界面可以更清楚的看到主被叫信令過程，如果遇到問題，通過分析信令，可以找到通信不暢的原因；教師平臺監(jiān)控臺通過局域網(wǎng)同所有學生平臺相連，以便控制學生平臺的工作，負責HLR、MS等參數(shù)列表的下發(fā)。這樣整個試驗平臺可以有效的工作，學生通過分組研究的方式加深對移動通信系統(tǒng)的理解，提高了實際動手能力。

三、研究性學習的效果和總結(jié)

為了進一步比較研究性學習的教學效果，利用隨堂測驗的形式，對兩個班GSM系統(tǒng)呼叫流程的教學效果進行驗證，結(jié)果如下。

從上表可以看出，同樣程度的學生，面對同樣的教學內(nèi)容，采用研究分組性授課以后測試合格率提高了37%。顯然，研究性學習教學方法極大的加深了學生對復雜流程的理解。另外，研究性學習作為一種教學模式較之于傳統(tǒng)的教學模式的優(yōu)勢還在于“教學相長”，教師在這個過程中也是一個自主建構(gòu)的過程。這種自主建構(gòu)一方面體現(xiàn)為教師自身知識的更新與創(chuàng)造，另一方面體現(xiàn)為教師從事教學的主觀能動性，有組織地引導教學活動的開展。

四、結(jié)語

在今后的教學實踐中，我們將不斷地研究、綜合運用新的有效教學方法，提高學生對課程的興趣，使學生積極主動地學習。我們將遵循教學規(guī)律，不斷改革創(chuàng)新，進一步提高教學質(zhì)量，為培養(yǎng)高素質(zhì)移動通信人才做出更多的努力。

參考文獻：

[1]李蕾.《移動通信》課程教學改革的探索與實踐[J].東北電力大學學報，2008，28（3）.

[2]張安富.重構(gòu)我國高水平大學的本科教育[J].中國高教研究，2006，（9）.

[3]阿什比.科技發(fā)達時代的大學教育[M].北京：人民教育出版社，1983.

[4]劉勝美.淺談多媒體動畫技術在移動通信系統(tǒng)課程教學中的應用[J].科技信息，2008，（28）.