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分析無線通信工程課程系列的現(xiàn)狀論文
無線通信系列課程覆蓋面廣，從傳統(tǒng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，如電磁場與電磁波，微波技術(shù)基礎(chǔ)，射頻理論設(shè)計與應(yīng)用，到先進(jìn)應(yīng)用背景的專業(yè)型課程，如寬帶無線接入和移動通信等課程，都與電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展十分緊密。這些課程的應(yīng)用前景非常廣泛，如電子標(biāo)簽設(shè)計（RFID），物聯(lián)網(wǎng)中的遠(yuǎn)程智能遙控技術(shù)，高速寬帶無線接入方法，遠(yuǎn)程無線智能定位等領(lǐng)域中都得到迅速和廣泛地應(yīng)用。但是受到軟硬件條件的影響，實驗教學(xué)課程不能及時跟蹤最新技術(shù)的發(fā)展，不能適應(yīng)社會對人才技能的要求，造成人才的培養(yǎng)與社會需求之間的脫節(jié)，因此對高校的無線通信系列實驗課程的改革勢在必行，同時改革過程中也出現(xiàn)了一些問題，而這些問題也正成為國內(nèi)高校教學(xué)改革的關(guān)注焦點。
一、無線通信工程課程系列現(xiàn)狀分析
就目前而言，國內(nèi)許多高校開設(shè)的無線通信系列課程存在的主要問題集中在以下幾個方面：
1.基礎(chǔ)環(huán)節(jié)薄弱，缺乏必要的授課基礎(chǔ)
由于上個世紀(jì)90年代對無線通信系列課程的忽視，很多學(xué)校取消了微波技術(shù)基礎(chǔ)等課程，師資也隨著出現(xiàn)斷層，以致造成國家在無線技術(shù)關(guān)鍵領(lǐng)域與美國相差很多年。隨著無線通信業(yè)的發(fā)展和國家對無線通信人才的迫切需求，特別為解決物聯(lián)網(wǎng)，電子標(biāo)簽技術(shù)（RFID），以及軍事中的遙感遙測，國家北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，國家探月工程等實際工程問題，對具有無線通信人才的需求越來越迫切，同時對專業(yè)技能的要求也越來越高。隨著社會的發(fā)展，本世紀(jì)初很多學(xué)校又恢復(fù)了無線通信系列的專業(yè)基礎(chǔ)課程和實驗課程，但是師資力量已經(jīng)嚴(yán)重不足，實驗設(shè)備也嚴(yán)重老化，無論是理論課程還是實驗課程，都面臨著前所未有的困難，授課基礎(chǔ)薄弱。
2.技術(shù)更新過快，授課內(nèi)容難以緊跟學(xué)科發(fā)展
無線通信專業(yè)是一門實用性較強的應(yīng)用型課程。一方面需要授課教師緊跟學(xué)科技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合實際情況，因材施教，不能因循守舊，另一方面又需要授課教師注重與基礎(chǔ)課程的銜接，在提高基礎(chǔ)和專業(yè)知識的同時，滿足社會需求對專業(yè)技能的要求。教師需要通過相關(guān)的實驗課程、實踐課程和課程設(shè)計等教學(xué)方式提高學(xué)生的能力，這些要求無疑提高了對教師本身素質(zhì)的要求。隨著無線通信技術(shù)越來越向高精尖方向發(fā)展，需要授課的內(nèi)容同樣具有較高的廣度和深度，這一定程度上增加了授課難度。但是現(xiàn)在國內(nèi)這類應(yīng)用型課程缺乏教學(xué)實驗平臺，授課效果也很成問題。
3.實驗教學(xué)環(huán)節(jié)缺乏創(chuàng)新性理念和工程思想的灌輸。
無線通信系列課程的實驗問題是困擾各高校的一個難點問題，無論是基礎(chǔ)實驗還是專業(yè)型實驗的開設(shè)，都涉及到頻譜和射頻相關(guān)的設(shè)備，而這些設(shè)備的科技技術(shù)含量都非常高，而且?guī)缀醣粐鈮艛�；而國�?nèi)不但生產(chǎn)的廠家少，而且同樣價格昂貴，因此，即使是購買基本的實驗器材，都需要投入大量的資金，這對于很多高校來說都是難以承受的；另一方面，傳統(tǒng)的實驗思路也對課程的開設(shè)帶來了問題，在過去，無線通信系列課程實驗不是驗證性實驗，就是演示型實驗，缺乏向上拓展空間；但是，就業(yè)市場需要學(xué)生具有創(chuàng)新性理念和有較強的動手能力一定的工程素養(yǎng)，能夠熟練地使用各種測試儀器，這與傳統(tǒng)的演示實驗思路格格不入。所以迫切需要進(jìn)行新的實驗教學(xué)的研究和探索，尋求解決的方法。
就目前的就業(yè)市場而言，對通信工程專業(yè)人才的需求十分可觀，與移動通信、網(wǎng)絡(luò)通信相關(guān)的各公司企業(yè)，特別是對無線通信方面的學(xué)生尤其青睞。因此國內(nèi)各大高校都十分重視無線通信方向發(fā)展，無線通信不僅僅是高校研究者的重點關(guān)注對象，也成為教學(xué)過程中的重點發(fā)展對象，各高校都投入大量人力、物力，對無線通信的教學(xué)體系展開研究，以期迎合就業(yè)市場的需求。
二、構(gòu)建新的無線通信系列實驗課程體系
根據(jù)無線通信系列課程體系，研究實驗內(nèi)容，以及系列課程實驗的銜接問題，開發(fā)相關(guān)的專業(yè)實驗平臺，從廣度和深度兩個方面對現(xiàn)有的實驗內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)充。首先開發(fā)與寬帶無線接入技術(shù)、下一代無線物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)技術(shù)等國家發(fā)展規(guī)劃相關(guān)的實驗課程體系。其次結(jié)合社會的實際要求，開發(fā)RFID設(shè)計和無線智能遙控鄰域等具有一定應(yīng)用前景的實用型實驗課程，構(gòu)建完整的無線通信實驗基礎(chǔ)教學(xué)和應(yīng)用教學(xué)體系。最后需要根據(jù)學(xué)科發(fā)展的要求，并結(jié)合其他學(xué)科的發(fā)展，融合不同學(xué)科的知識，構(gòu)建交叉性的大型實驗，并設(shè)立為期兩周以上的課程設(shè)計教學(xué)體系，培養(yǎng)具有扎實理論基礎(chǔ)和熟練操作技能的專業(yè)人才。
在構(gòu)建上述三大類實驗內(nèi)容體系的過程中，要建立相應(yīng)的實驗課程的實施方式，也就是實驗課程的具體的實現(xiàn)方法體系。整個實驗體系將以現(xiàn)有的基礎(chǔ)性、綜合性和設(shè)計性實驗為基礎(chǔ)，在應(yīng)用型課程中推出創(chuàng)新性實驗環(huán)節(jié)，通過引導(dǎo)教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，同時增加實驗學(xué)時的比例，實現(xiàn)理論與實踐的充分結(jié)合，并通過創(chuàng)新性平臺，培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)。
根據(jù)上述的實驗內(nèi)容體系和具體實施方法體系，需要進(jìn)行具體的實驗教學(xué)體系規(guī)劃。國內(nèi)各高校根據(jù)實際情況也有不同的具有實現(xiàn)方式。根據(jù)自身狀況，各高校形成了各自的實驗課程體系，并針對具體的課程教學(xué)和具體的實驗教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了大量的研究，并根據(jù)實際教學(xué)基礎(chǔ)和人才培養(yǎng)的目標(biāo)分別實施了具體的實驗教學(xué)內(nèi)容和方式。譬如清華大學(xué)、北京大學(xué)、北京郵電大學(xué)、上海交通大學(xué)、成都電子科技大學(xué)、東南大學(xué)、浙江大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等多所名牌大學(xué)都擁有陣容非常強大無線通信系列課程教學(xué)群，開設(shè)了電磁波、微波技術(shù)、射頻技術(shù)、遙感技術(shù)、無線微控制技術(shù)、醫(yī)療電磁技術(shù)、能源電磁轉(zhuǎn)化技術(shù)等具體的實驗課程體系，并且還在不斷擴(kuò)充中，為了能適應(yīng)社會對專業(yè)人才的技能要求，對無線通信系列的實驗課程改革和研究正在成為教學(xué)改革關(guān)注的熱點。
從純粹的知識基礎(chǔ)角度分析，無線通信系列課程必須包括電磁場與電磁波、微波技術(shù)基礎(chǔ)、寬帶無線接入、鎖相技術(shù)、天線與電波、射頻電路設(shè)計、移動通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等課程。該課程體系包括三個層次，第一個層次為理論基礎(chǔ)課，課程包括電磁場與電磁波、微波技術(shù)基礎(chǔ)和射頻電路設(shè)計與應(yīng)用，第二個層次為實驗教學(xué)課程，課程包括為微波技術(shù)基礎(chǔ)實驗、射頻電路設(shè)計實驗、數(shù)字通信實驗和移動通信實驗，第三個層次為無線通信的應(yīng)用環(huán)節(jié)。以微波技術(shù)基礎(chǔ)實驗和射頻電路設(shè)計實驗為基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)相關(guān)的硬件和軟件后，進(jìn)行較為綜合的課程設(shè)計，設(shè)計時間連續(xù)兩周。設(shè)計的內(nèi)容涵蓋射頻電路知識，射頻電路的仿真、寬帶無線接入、移動通信和衛(wèi)星通信課程等相關(guān)的實驗課程。
三、適時引入實驗課程的創(chuàng)新機(jī)制
在構(gòu)建實驗課程體系時還需要引入創(chuàng)新機(jī)制。利用已有的實驗教學(xué)平臺，綜合分析實驗課程的內(nèi)容和形式，進(jìn)行合理的調(diào)整，建立實驗課程的創(chuàng)新機(jī)制。
一方面通過各種獎勵措施和鼓勵措施提高教師開設(shè)新的實驗教學(xué)課程，提供必要的實驗教學(xué)經(jīng)費和設(shè)備，激發(fā)教師的創(chuàng)新能力。
另一方面在學(xué)生中征集有意向的志愿者參與平臺開發(fā)，針對不同層次的學(xué)生，構(gòu)建實驗體系，并確定基礎(chǔ)性，綜合性和設(shè)計性實驗為基礎(chǔ)，三個層次的實驗在整個體系中的分布情況和切入深度，構(gòu)造立體交叉性實驗平臺，并檢驗實驗平臺的設(shè)計思想的可實現(xiàn)性，積累經(jīng)驗，完成創(chuàng)新平臺建設(shè)。構(gòu)架基礎(chǔ)性實驗、驗證性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性實驗和創(chuàng)新性實驗的五個層次的實驗教學(xué)體系。以基礎(chǔ)性實驗為基礎(chǔ)和驗證性實驗為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計能力和創(chuàng)新能力為最終目標(biāo)，建立實驗課程發(fā)展體系。緊跟前沿?zé)o線通信技術(shù)，建立最新實驗內(nèi)容。實驗中引入最新實驗內(nèi)容和實驗儀器，緊跟技術(shù)發(fā)展的趨勢，培養(yǎng)出能為企業(yè)帶來技術(shù)革新和提高效率的人才，同時將實驗內(nèi)容和企業(yè)提供的項目結(jié)合起來，鍛煉學(xué)生的實際動手能力。
針對理論教學(xué)的課程改革，對實驗教學(xué)進(jìn)行同步改革，我們引入更多的設(shè)計性環(huán)節(jié)，并加入先進(jìn)技術(shù)發(fā)展趨勢講座。通過趨勢分析，引導(dǎo)學(xué)生的思維方式轉(zhuǎn)變，使之能逐漸完成從被動接受到主動思考的轉(zhuǎn)變，這是引導(dǎo)學(xué)生形成創(chuàng)新性意識基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)理論和實驗教學(xué)改革相結(jié)合的方式，避免實驗教學(xué)與理論教學(xué)的脫節(jié)。以培養(yǎng)學(xué)生“厚基礎(chǔ)、寬口徑、動手能力強、有創(chuàng)新意識”為目標(biāo)，堅持以理論與實際、基礎(chǔ)與先進(jìn)、經(jīng)典與現(xiàn)代技術(shù)統(tǒng)一，面向不同專業(yè)要求，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，建成具有鮮明的時代特征的合理的實驗教學(xué)課程體系。
四、加強科研和實習(xí)的教學(xué)實踐活動
實驗體系涉及到大量的工程設(shè)計問題，而這些問題有些不能在實驗室中完全解決，需要依靠校外實習(xí)基地，進(jìn)一步提高學(xué)生對學(xué)習(xí)這些課程知識的認(rèn)識。為此，我們每年專門組織學(xué)生參觀“中國移動公司科技生活館”、“中國聯(lián)通公司科技中心”“重慶大學(xué)電信機(jī)房”、“重慶有線電視中心”、“重慶鐵通公司發(fā)射中心”和“重慶廣播電視中心”等基地。但是在很長一段時間里，校外基地并未真正發(fā)揮其優(yōu)勢，學(xué)生在校外基地的活動也僅僅是走馬觀花似的參觀，難以真正涉及工程問題的解決，也達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生工程素養(yǎng)的目的。
隨著越來越多的企業(yè)與高校進(jìn)行合作，設(shè)立研究中心和交流基地。教師在理論教學(xué)的同時要求進(jìn)行相關(guān)的科研工作，這兩方面都促進(jìn)了教師對本學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，也為理論知識聯(lián)系實際提供了一個良好的平臺。因此，研究實驗教學(xué)和科研工作的具體問題，抓住學(xué)校本身的有利條件，進(jìn)一步提高實驗教學(xué)的質(zhì)量，是一個非常值得探討的問題。
另外也不能以創(chuàng)新實踐為名，盲目將本科生引入科研活動，必須進(jìn)行細(xì)致周密的安排。一般情況下，低年級本科生主要進(jìn)行基礎(chǔ)性的實驗，結(jié)合理論知識的學(xué)習(xí)，加深對知識的理解和運用；而高年級學(xué)生需要結(jié)合教師實際項目或者學(xué)生感興趣的問題，進(jìn)行相關(guān)的研究�？傮w上本科階段的學(xué)生還是缺乏實際科研能力，還需要誘導(dǎo)，因此安排學(xué)生參與哪類科學(xué)研究，參與到什么程度，都是需要研究的。
總之，研究面向應(yīng)用和創(chuàng)新的實驗課程體系是實驗課程體系改革的目標(biāo)和研究的主要內(nèi)容。其中，構(gòu)建適應(yīng)社會需求的實驗課程體系建設(shè)，是無線通信實驗課程改革和發(fā)展的一個重點。
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