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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(chǎng)與電磁波，微波技術(shù)基礎(chǔ)，射頻理論設(shè)計(jì)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(dòng)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(jì)（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(shí)驗(yàn)教學(xué)課程不能及時(shí)跟蹤最新技術(shù)的發(fā)展，不能適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才技能的要求，造成人才的培養(yǎng)與社會(huì)需求之間的脫節(jié)，因此對(duì)高校的無線通信系列實(shí)驗(yàn)課程的改革勢(shì)在必行，同時(shí)改革過程中也出現(xiàn)了一些問題，而這些問題也正成為國(guó)內(nèi)高校教學(xué)改革的關(guān)注焦點(diǎn)。
一、無線通信工程課程系列現(xiàn)狀分析
就目前而言，國(guó)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(gè)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(gè)世紀(jì)90年代對(duì)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(guó)家在無線技術(shù)關(guān)鍵領(lǐng)域與美國(guó)相差很多年。隨著無線通信業(yè)的發(fā)展和國(guó)家對(duì)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(cè)，國(guó)家北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，國(guó)家探月工程等實(shí)際工程問題，對(duì)具有無線通信人才的需求越來越迫切，同時(shí)對(duì)專業(yè)技能的要求也越來越高。隨著社會(huì)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(shí)驗(yàn)課程，但是師資力量已經(jīng)嚴(yán)重不足，實(shí)驗(yàn)設(shè)備也嚴(yán)重老化，無論是理論課程還是實(shí)驗(yàn)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(shí)用性較強(qiáng)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(shí)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(shí)的同時(shí)，滿足社會(huì)需求對(duì)專業(yè)技能的要求。教師需要通過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程、實(shí)踐課程和課程設(shè)計(jì)等教學(xué)方式提高學(xué)生的能力，這些要求無疑提高了對(duì)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(guó)內(nèi)這類應(yīng)用型課程缺乏教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，授課效果也很成問題。
3.實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)問題是困擾各高校的一個(gè)難點(diǎn)問題，無論是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)還是專業(yè)型實(shí)驗(yàn)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?guó)外壟斷；而國(guó)內(nèi)不但生產(chǎn)的廠家少，而且同樣價(jià)格昂貴，因此，即使是購(gòu)買基本的實(shí)驗(yàn)器材，都需要投入大量的資金，這對(duì)于很多高校來說都是難以承受的；另一方面，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)思路也對(duì)課程的開設(shè)帶來了問題，在過去，無線通信系列課程實(shí)驗(yàn)不是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，就是演示型實(shí)驗(yàn)，缺乏向上拓展空間；但是，就業(yè)市場(chǎng)需要學(xué)生具有創(chuàng)新性理念和有較強(qiáng)的動(dòng)手能力一定的工程素養(yǎng)，能夠熟練地使用各種測(cè)試儀器，這與傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)思路格格不入。所以迫切需要進(jìn)行新的實(shí)驗(yàn)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(chǎng)而言，對(duì)通信工程專業(yè)人才的需求十分可觀，與移動(dòng)通信、網(wǎng)絡(luò)通信相關(guān)的各公司企業(yè)，特別是對(duì)無線通信方面的學(xué)生尤其青睞。因此國(guó)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(diǎn)關(guān)注對(duì)象，也成為教學(xué)過程中的重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象，各高校都投入大量人力、物力，對(duì)無線通信的教學(xué)體系展開研究，以期迎合就業(yè)市場(chǎng)的需求。
二、構(gòu)建新的無線通信系列實(shí)驗(yàn)課程體系
根據(jù)無線通信系列課程體系，研究實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以及系列課程實(shí)驗(yàn)的銜接問題，開發(fā)相關(guān)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，從廣度和深度兩個(gè)方面對(duì)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)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(guó)家發(fā)展規(guī)劃相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程體系。其次結(jié)合社會(huì)的實(shí)際要求，開發(fā)RFID設(shè)計(jì)和無線智能遙控鄰域等具有一定應(yīng)用前景的實(shí)用型實(shí)驗(yàn)課程，構(gòu)建完整的無線通信實(shí)驗(yàn)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(shí)，構(gòu)建交叉性的大型實(shí)驗(yàn)，并設(shè)立為期兩周以上的課程設(shè)計(jì)教學(xué)體系，培養(yǎng)具有扎實(shí)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系的過程中，要建立相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)施方式，也就是實(shí)驗(yàn)課程的具體的實(shí)現(xiàn)方法體系。整個(gè)實(shí)驗(yàn)體系將以現(xiàn)有的基礎(chǔ)性、綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，在應(yīng)用型課程中推出創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)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(shí)增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的比例，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的充分結(jié)合，并通過創(chuàng)新性平臺(tái)，培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)。
根據(jù)上述的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系和具體實(shí)施方法體系，需要進(jìn)行具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系規(guī)劃。國(guó)內(nèi)各高校根據(jù)實(shí)際情況也有不同的具有實(shí)現(xiàn)方式。根據(jù)自身狀況，各高校形成了各自的實(shí)驗(yàn)課程體系，并針對(duì)具體的課程教學(xué)和具體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了大量的研究，并根據(jù)實(shí)際教學(xué)基礎(chǔ)和人才培養(yǎng)的目標(biāo)分別實(shí)施了具體的實(shí)驗(yàn)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)課程體系，并且還在不斷擴(kuò)充中，為了能適應(yīng)社會(huì)對(duì)專業(yè)人才的技能要求，對(duì)無線通信系列的實(shí)驗(yàn)課程改革和研究正在成為教學(xué)改革關(guān)注的熱點(diǎn)。
從純粹的知識(shí)基礎(chǔ)角度分析，無線通信系列課程必須包括電磁場(chǎng)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(jì)、移動(dòng)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(gè)層次，第一個(gè)層次為理論基礎(chǔ)課，課程包括電磁場(chǎng)與電磁波、微波技術(shù)基礎(chǔ)和射頻電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用，第二個(gè)層次為實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，課程包括為微波技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、射頻電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、數(shù)字通信實(shí)驗(yàn)和移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)，第三個(gè)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(shí)驗(yàn)和射頻電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)間連續(xù)兩周。設(shè)計(jì)的內(nèi)容涵蓋射頻電路知識(shí)，射頻電路的仿真、寬帶無線接入、移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信課程等相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程。
三、適時(shí)引入實(shí)驗(yàn)課程的創(chuàng)新機(jī)制
在構(gòu)建實(shí)驗(yàn)課程體系時(shí)還需要引入創(chuàng)新機(jī)制。利用已有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，綜合分析實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容和形式，進(jìn)行合理的調(diào)整，建立實(shí)驗(yàn)課程的創(chuàng)新機(jī)制。
一方面通過各種獎(jiǎng)勵(lì)措施和鼓勵(lì)措施提高教師開設(shè)新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，提供必要的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)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(tái)開發(fā)，針對(duì)不同層次的學(xué)生，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)體系，并確定基礎(chǔ)性，綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)在整個(gè)體系中的分布情況和切入深度，構(gòu)造立體交叉性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)思想的可實(shí)現(xiàn)性，積累經(jīng)驗(yàn)，完成創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)。構(gòu)架基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的五個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。以基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力為最終目標(biāo)，建立實(shí)驗(yàn)課程發(fā)展體系。緊跟前沿?zé)o線通信技術(shù)，建立最新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)中引入最新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)儀器，緊跟技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，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(shí)將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和企業(yè)提供的項(xiàng)目結(jié)合起來，鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。
針對(duì)理論教學(xué)的課程改革，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行同步改革，我們引入更多的設(shè)計(jì)性環(huán)節(jié)，并加入先進(jìn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)講座。通過趨勢(shì)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(dòng)接受到主動(dòng)思考的轉(zhuǎn)變，這是引導(dǎo)學(xué)生形成創(chuàng)新性意識(shí)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革相結(jié)合的方式，避免實(shí)驗(yàn)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(dòng)手能力強(qiáng)、有創(chuàng)新意識(shí)”為目標(biāo)，堅(jiān)持以理論與實(shí)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(shí)代特征的合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系。
四、加強(qiáng)科研和實(shí)習(xí)的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)
實(shí)驗(yàn)體系涉及到大量的工程設(shè)計(jì)問題，而這些問題有些不能在實(shí)驗(yàn)室中完全解決，需要依靠校外實(shí)習(xí)基地，進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)這些課程知識(shí)的認(rèn)識(shí)。為此，我們每年專門組織學(xué)生參觀“中國(guó)移動(dòng)公司科技生活館”、“中國(guó)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(zhǎng)一段時(shí)間里，校外基地并未真正發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，學(xué)生在校外基地的活動(dòng)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(shí)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(duì)本學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，也為理論知識(shí)聯(lián)系實(shí)際提供了一個(gè)良好的平臺(tái)。因此，研究實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，是一個(gè)非常值得探討的問題。
另外也不能以創(chuàng)新實(shí)踐為名，盲目將本科生引入科研活動(dòng)，必須進(jìn)行細(xì)致周密的安排。一般情況下，低年級(jí)本科生主要進(jìn)行基礎(chǔ)性的實(shí)驗(yàn)，結(jié)合理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，加深對(duì)知識(shí)的理解和運(yùn)用；而高年級(jí)學(xué)生需要結(jié)合教師實(shí)際項(xiàng)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(shí)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(shí)驗(yàn)課程體系是實(shí)驗(yàn)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(huì)需求的實(shí)驗(yàn)課程體系建設(shè)，是無線通信實(shí)驗(yàn)課程改革和發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)。
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