5G背景下移動(dòng)通信原理課程改革

盧麗金 鄭 鑫

（廣西民族師范學(xué)院 數(shù)理與電子信息工程學(xué)院，廣西 崇左 532200）

0 引言

通信工程專業(yè)中一門至關(guān)重要的專業(yè)課程是移動(dòng)通信原理，該課程是人才培養(yǎng)方案里的眾多成員之一，該課程是高等學(xué)校電子信息類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)和未來(lái)工作的基礎(chǔ)[1]。移動(dòng)通信原理主要是為從事移動(dòng)通信技術(shù)的學(xué)生奠定必要的理論基礎(chǔ)。由于通信專業(yè)學(xué)生的就業(yè)方向大多數(shù)為通信行業(yè)，對(duì)移動(dòng)通信原理課程相關(guān)知識(shí)的認(rèn)識(shí)、學(xué)習(xí)、熟知甚至掌握是學(xué)生時(shí)期的通信學(xué)子對(duì)通信行業(yè)的初次感性認(rèn)識(shí)。因此，不管是從未來(lái)的就業(yè)問(wèn)題還是從人才培養(yǎng)方案來(lái)看，通信專業(yè)學(xué)生必須要上移動(dòng)通信原理課程，而且要把移動(dòng)通信原理上好。為學(xué)生畢業(yè)后從事移動(dòng)通信技術(shù)相關(guān)工作儲(chǔ)備良好的專業(yè)知識(shí)，以及為將來(lái)從事無(wú)線電系統(tǒng)等研究奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

近年，隨著5G時(shí)代的到來(lái)，以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)邊緣計(jì)算、人工智能等為代表的新一代信息技術(shù)改變了學(xué)生獲取知識(shí)的途徑，使學(xué)生獲取知識(shí)的途徑不再單一。例如，學(xué)生可通過(guò)百度、嗶哩嗶哩、中國(guó)大學(xué)MOOC、超星學(xué)習(xí)通等網(wǎng)站、平臺(tái)、客戶端來(lái)獲取相應(yīng)的知識(shí)；也可通過(guò)任課教師的線下課堂授課來(lái)獲取知識(shí)。方式不一，手段豐富。同樣的，教師的教學(xué)方式也變得更加靈活、多樣。例如，可以進(jìn)行傳統(tǒng)的線下教學(xué)；也可以借助網(wǎng)絡(luò)和多媒體進(jìn)行線上教學(xué)[2]等。這也就意味著，教師與學(xué)生的教與學(xué)，不再受時(shí)間、地點(diǎn)、其他條件的限制。那么，學(xué)生們獲取知識(shí)、吸收知識(shí)的方式，以及教師們傳授知識(shí)、培育學(xué)生的方式將會(huì)發(fā)生翻天覆地的改變，最終使高等教育教學(xué)模式面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，移動(dòng)通信原理這門課程也面臨著教學(xué)改革的挑戰(zhàn)[3]。

1 傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問(wèn)題

（1）教材滯后，教材新技術(shù)內(nèi)容的更新速度跟不上新一代信息技術(shù)的迅猛發(fā)展。通過(guò)對(duì)比國(guó)內(nèi)的移動(dòng)通信原理教材，發(fā)現(xiàn)新技術(shù)內(nèi)容的更新較慢。例如，第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)的信道編碼技術(shù)極化碼與低密度奇偶校驗(yàn)碼，有些教材竟沒(méi)有提及。在新工科背景下，目前與這個(gè)背景相符合、相匹配的教材并不多，甚至是稀少。教材的滯后與新一代信息技術(shù)的迅猛發(fā)展形成了鮮明對(duì)比。一直以來(lái)，學(xué)生對(duì)教材的依賴程度、信任程度還是相對(duì)高的。但教材的滯后，將會(huì)導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法及時(shí)從依賴、信任的教材上獲取新一代信息技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，使學(xué)生對(duì)新技術(shù)的認(rèn)識(shí)受到一定限制。

（2）傳統(tǒng)教學(xué)模式比較單一。一般地，高等教育的傳統(tǒng)教學(xué)幾乎采用線下課堂教學(xué)，對(duì)應(yīng)的傳統(tǒng)教學(xué)模式有板書(shū)模式、“PPT+板書(shū)”的結(jié)合模式等，形式較為單一，內(nèi)容相對(duì)死板，不夠鮮明。就移動(dòng)通信原理課程而言，教師大多數(shù)采用的是線下課堂的“PPT+板書(shū)”的結(jié)合模式來(lái)進(jìn)行教學(xué)[4]。PPT上呈現(xiàn)出來(lái)的內(nèi)容大多是讓人難以理解的文字、公式、函數(shù)等，理論性和抽象性極強(qiáng)，直觀性差。有時(shí)候甚至難以用實(shí)例來(lái)解釋說(shuō)明，導(dǎo)致學(xué)生很難接收相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。為了完成相應(yīng)的教學(xué)任務(wù)，任課教師依然會(huì)照本宣科，使得學(xué)生處于被灌輸狀態(tài)?？梢哉f(shuō)這種灌輸式的模式，會(huì)讓接受能力有限的學(xué)生陷入迷茫、不知所措的狀態(tài)。這樣下來(lái)，整一個(gè)課程將會(huì)顯得枯燥乏味、無(wú)趣，學(xué)起來(lái)吃力。

（3）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容比較單一，無(wú)法提升學(xué)生的動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力。由于實(shí)驗(yàn)課的課時(shí)有限，要進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)難度非常高，甚至不太可行。移動(dòng)通信原理的實(shí)驗(yàn)基本上為驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)新性幾乎為零[5]。一些高校里，移動(dòng)通信原理實(shí)驗(yàn)課通過(guò)e-Labsim仿真平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。e-Labsim仿真軟件配有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上對(duì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，同時(shí)給出具體的實(shí)驗(yàn)步驟。實(shí)驗(yàn)步驟里源端口和目的端口都被詳細(xì)列出，并附上連線說(shuō)明。因此，雖然實(shí)驗(yàn)數(shù)量不算少，但是學(xué)生們?nèi)匀豢梢愿鶕?jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。從這些現(xiàn)象來(lái)看，移動(dòng)通信原理實(shí)驗(yàn)課主要存在幾個(gè)問(wèn)題：學(xué)生十分依賴實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，缺乏主動(dòng)思考意識(shí)；與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)；一定程度上削弱了學(xué)生的動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力。學(xué)生雖然可以獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)了，但動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力無(wú)法得到提升。嚴(yán)重的，有可能還會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)其他事物也沒(méi)有自己的想法、沒(méi)有思考問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力。

2 基于線上線下混合式的移動(dòng)通信原理課程教學(xué)改革

2.1 利用線上教學(xué)彌補(bǔ)移動(dòng)通信原理教材的滯后性

基于線上線下混合模式，利用線上教學(xué)來(lái)彌補(bǔ)移動(dòng)通信原理教材的滯后性。技術(shù)更新?lián)Q代的速度是人們有目共睹的，教材的滯后性無(wú)法完全避免，那么，可以利用線上的教育資源來(lái)彌補(bǔ)滯后的部分。例如，Polar編碼是5G技術(shù)中核心的信道編碼方案，然而在移動(dòng)通信原理的教材里信道編碼部分并沒(méi)有提及Polar碼的背景、產(chǎn)生、定義或者其他相關(guān)的編譯碼技術(shù)等。為了讓教學(xué)里的知識(shí)也能夠與時(shí)俱進(jìn)，提高學(xué)生對(duì)信道編碼技術(shù)的認(rèn)識(shí)度，拓寬知識(shí)面，對(duì)于這一部分內(nèi)容可以采用線上教學(xué)。首先在網(wǎng)上搜尋與Polar碼相關(guān)的視頻、教學(xué)課件或者文字資料等；然后對(duì)搜尋到的視頻、教學(xué)課件或者文字資料進(jìn)行篩選、修改、整理；緊接著將最終整理出來(lái)的材料上傳至超星學(xué)習(xí)通或者中國(guó)大學(xué)MOOC等學(xué)習(xí)平臺(tái)；最后在超星學(xué)習(xí)通、中國(guó)大學(xué)MOOC上的“通知”“討論”“作業(yè)”或“考試”等欄目執(zhí)行相關(guān)操作。例如，在“通知”處發(fā)布相關(guān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)任務(wù)；在“討論”處發(fā)布話題讓學(xué)生們討論；在“作業(yè)”處適當(dāng)布置相關(guān)作業(yè)與練習(xí)；通過(guò)“考試”欄目及時(shí)檢驗(yàn)學(xué)生們的學(xué)習(xí)效果，教師再根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不斷進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而保證學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

2.2 綜合考慮教與學(xué)，改變教學(xué)模式的單一性

基于線上線下混合模式，綜合考慮線上線下的教與學(xué)，改變教學(xué)模式的單一性。對(duì)于那些重點(diǎn)、難點(diǎn)、理論性、抽象性極強(qiáng)的部分，不應(yīng)拘泥于教材，教學(xué)內(nèi)容要靈活多變。課堂前，采用線上教學(xué)，將重點(diǎn)、難點(diǎn)和理論性和抽象性極強(qiáng)的內(nèi)容提前上傳至超星學(xué)習(xí)通，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)。或者，通過(guò)班級(jí)通知群提前通知學(xué)生即將要學(xué)習(xí)的章節(jié)內(nèi)容，同時(shí)大致列出相應(yīng)的重點(diǎn)、難點(diǎn)、理論性和抽象性極強(qiáng)的內(nèi)容，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)、做好上課準(zhǔn)備。課堂中，采用線下教學(xué)，教材里的知識(shí)點(diǎn)仍然采用PPT為主板書(shū)為輔的方式，結(jié)合實(shí)際情況來(lái)考慮，教學(xué)內(nèi)容可以靈活多變。例如，4G基站與5G基站的區(qū)別在哪里，除了講解書(shū)上給出的結(jié)構(gòu)框架，可以考慮引導(dǎo)學(xué)生參觀學(xué)校的4G和5G基站，理論與實(shí)際相結(jié)合，深入淺出，易于學(xué)生理解與接受理論知識(shí)。課堂后，采用線上教學(xué)，布置適當(dāng)作業(yè)，同時(shí)為學(xué)生答疑解惑。此外，重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容往往都是學(xué)生需要掌握的部分，而且線下教學(xué)授課學(xué)時(shí)有限，學(xué)生接受能力有限，需要花大量時(shí)間來(lái)消化，通過(guò)線上線下混合模式可以解決這一難題。例如，將移動(dòng)通信原理課程中對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容的講解通過(guò)錄視頻的軟件錄成視頻上傳至超星學(xué)習(xí)通、中國(guó)大學(xué)MOOC等平臺(tái)，同時(shí)上傳相應(yīng)的文字材料，供學(xué)生反復(fù)觀看、學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)，進(jìn)而有效掌握重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容。

2.3 適當(dāng)增加創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)

基于線上線下混合模式，適當(dāng)增加創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，改善實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容單一的缺陷。由于實(shí)驗(yàn)課的課時(shí)有限，要進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)難度非常高。那么，當(dāng)進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以適當(dāng)采用線上教學(xué)，拋出創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的相關(guān)話題，同時(shí)將提前錄好的與該話題相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本原理的視頻上傳至超星學(xué)習(xí)通、中國(guó)大學(xué)MOOC等供學(xué)生學(xué)習(xí)，熟悉該創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的相關(guān)理論知識(shí)。師生互相交流，學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。線下課堂時(shí)，學(xué)生即可通過(guò)仿真平臺(tái)實(shí)現(xiàn)與運(yùn)行之前設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證該實(shí)驗(yàn)的可行性，總結(jié)優(yōu)缺點(diǎn)。就本科生而言，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)為輔，原有的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主。因此，屬于原有的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課課時(shí)部分的教與學(xué)，仍然沿用之前的模式、方式。

2.4 完善課程考核方式

基于線上線下混合模式，結(jié)合實(shí)際，完善課程考核方式。移動(dòng)通信原理原來(lái)的評(píng)分機(jī)制為平時(shí)考核30%，期末考核70%。其中30%的平時(shí)考核都為線下教學(xué)。當(dāng)前移動(dòng)通信原理的評(píng)分機(jī)制依然為平時(shí)考核30%，期末考核占總成績(jī)的70%，不同的是，將30%的平時(shí)考核成績(jī)分成兩部分，一部分為線下教學(xué)的，另一部分為線上教學(xué)的。其中，線下教學(xué)的平時(shí)考核成績(jī)占總平時(shí)考核成績(jī)的70%，包括線下簽到5%、線下課堂互動(dòng)45%、線下作業(yè)20%；線上教學(xué)的平時(shí)考核成績(jī)占總平時(shí)考核成績(jī)的30%，包括線上簽到5%、線上課堂互動(dòng)15%、線上作業(yè)10%。

3 結(jié)語(yǔ)

科技引領(lǐng)潮流。從教師方面來(lái)看，科技的迅猛發(fā)展，使得高校的教學(xué)模式也緊跟科技的腳步，不斷前進(jìn)與發(fā)展，線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生，教師的教學(xué)方式也需要適應(yīng)時(shí)代發(fā)展。從學(xué)生方面來(lái)看，科技的發(fā)展能使學(xué)生通過(guò)不同的方面來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)、獲取知識(shí)，但也正因?yàn)槿绱?，學(xué)生需要對(duì)傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式作出適當(dāng)調(diào)整，盡可能高效地吸收、獲取知識(shí)點(diǎn)。從學(xué)校層面來(lái)看，學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)、老師、相關(guān)教學(xué)質(zhì)量管理制度等都面臨巨大考驗(yàn)，需要組建相關(guān)的教學(xué)模式改革小組，制定相關(guān)的教學(xué)模式改革實(shí)施方案，召開(kāi)關(guān)于教學(xué)模式改革的動(dòng)員大會(huì)，統(tǒng)一教學(xué)改革思想，提高對(duì)教學(xué)改革的認(rèn)識(shí)。結(jié)合高校自身的實(shí)際情況，逐步完善課程建設(shè)，積極提高課堂效率，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生積極、健康的發(fā)展。因此，在互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的背景下教學(xué)模式的改革是大勢(shì)所趨。移動(dòng)通信原理這門課程也面臨著教學(xué)模式改革的挑戰(zhàn)。針對(duì)移動(dòng)通信原理這門課程傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問(wèn)題，提出了基于線上線下混合式的移動(dòng)通信原理課程教學(xué)改革?；诰€上線下混合模式，利用線上教學(xué)來(lái)彌補(bǔ)移動(dòng)通信原理教材的滯后性；綜合考慮線上線下的教與學(xué)，改變教學(xué)模式的單一性；適當(dāng)增加創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，改善實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、內(nèi)容單一的缺陷；結(jié)合實(shí)際，完善課程考核方式。通過(guò)開(kāi)展基于線上線下混合式的移動(dòng)通信原理課程教學(xué)改革提高了學(xué)生在課堂上的積極性，為最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)優(yōu)秀通信人才的目的奠定了良好基礎(chǔ)。