分析无线通信工程课程系列的现状

无线通信系列课程覆盖面广，从传统的专业基础课程，如电磁场与电磁波，微波技术基础，射频理论设计与应用，到先进应用背景的专业型课程，如宽带无线接入和移动通信等课程，都与电子科学技术的发展十分紧密。这些课程的应用前景非常广泛，如电子标签设计（RFID），物联网中的远程智能遥控技术，高速宽带无线接入方法，远程无线智能定位等领域中都得到迅速和广泛地应用。但是受到软硬件条件的影响，实验教学课程不能及时跟踪最新技术的发展，不能适应社会对人才技能的要求，造成人才的培养与社会需求之间的脱节，因此对高校的无线通信系列实验课程的改革势在必行，同时改革过程中也出现了一些问题，而这些问题也正成为国内高校教学改革的关注焦点。

一、无线通信工程课程系列现状分析

就目前而言，国内许多高校开设的无线通信系列课程存在的主要问题集中在以下几个方面：

1.基础环节薄弱，缺乏必要的授课基础

由于上个世纪90年代对无线通信系列课程的忽视，很多学校取消了微波技术基础等课程，师资也随着出现断层，以致造成国家在无线技术关键领域与美国相差很多年。随着无线通信业的发展和国家对无线通信人才的迫切需求，特别为解决物联网，电子标签技术（RFID），以及军事中的遥感遥测，国家北斗导航系统，国家探月工程等实际工程问题，对具有无线通信人才的需求越来越迫切，同时对专业技能的要求也越来越高。随着社会的发展，本世纪初很多学校又恢复了无线通信系列的专业基础课程和实验课程，但是师资力量已经严重不足，实验设备也严重老化，无论是理论课程还是实验课程，都面临着前所未有的困难，授课基础薄弱。

2.技术更新过快，授课内容难以紧跟学科发展

无线通信专业是一门实用性较强的应用型课程。一方面需要授课教师紧跟学科技术的发展，结合实际情况，因材施教，不能因循守旧，另一方面又需要授课教师注重与基础课程的衔接，在提高基础和专业知识的同时，满足社会需求对专业技能的要求。教师需要通过相关的实验课程、实践课程和课程设计等教学方式提高学生的能力，这些要求无疑提高了对教师本身素质的要求。随着无线通信技术越来越向高精尖方向发展，需要授课的内容同样具有较高的广度和深度，这一定程度上增加了授课难度。但是现在国内这类应用型课程缺乏教学实验平台，授课效果也很成问题。

3.实验教学环节缺乏创新性理念和工程思想的灌输。

无线通信系列课程的实验问题是困扰各高校的一个难点问题，无论是基础实验还是专业型实验的开设，都涉及到频谱和射频相关的设备，而这些设备的科技技术含量都非常高，而且几乎被国外垄断；而国内不但生产的厂家少，而且同样价格昂贵，因此，即使是购买基本的实验器材，都需要投入大量的资金，这对于很多高校来说都是难以承受的；另一方面，传统的实验思路也对课程的开设带来了问题，在过去，无线通信系列课程实验不是验证性实验，就是演示型实验，缺乏向上拓展空间；但是，就业市场需要学生具有创新性理念和有较强的动手能力一定的工程素养，能够熟练地使用各种测试仪器，这与传统的演示实验思路格格不入。所以迫切需要进行新的实验教学的研究和探索，寻求解决的方法。

就目前的就业市场而言，对通信工程专业人才的需求十分可观，与移动通信、网络通信相关的各公司企业，特别是对无线通信方面的学生尤其青睐。因此国内各大高校都十分重视无线通信方向发展，无线通信不仅仅是高校研究者的重点关注对象，也成为教学过程中的重点发展对象，各高校都投入大量人力、物力，对无线通信的教学体系展开研究，以期迎合就业市场的需求。

二、构建新的无线通信系列实验课程体系

根据无线通信系列课程体系，研究实验内容，以及系列课程实验的衔接问题，开发相关的专业实验平台，从广度和深度两个方面对现有的实验内容进行扩充。首先开发与宽带无线接入技术、下一代无线物联网互联技术、卫星通信系统技术等国家发展规划相关的实验课程体系。其次结合社会的实际要求，开发RFID设计和无线智能遥控邻域等具有一定应用前景的实用型实验课程，构建完整的无线通信实验基础教学和应用教学体系。最后需要根据学科发展的要求，并结合其他学科的发展，融合不同学科的知识，构建交叉性的大型实验，并设立为期两周以上的课程设计教学体系，培养具有扎实理论基础和熟练操作技能的专业人才。

在构建上述三大类实验内容体系的过程中，要建立相应的实验课程的实施方式，也就是实验课程的具体的实现方法体系。整个实验体系将以现有的基础性、综合性和设计性实验为基础，在应用型课程中推出创新性实验环节，通过引导教学法，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，同时增加实验学时的比例，实现理论与实践的充分结合，并通过创新性平台，培养学生的工程素养。

根据上述的实验内容体系和具体实施方法体系，需要进行具体的实验教学体系规划。国内各高校根据实际情况也有不同的具有实现方式。根据自身状况，各高校形成了各自的实验课程体系，并针对具体的课程教学和具体的实验教学内容进行了大量的研究，并根据实际教学基础和人才培养的目标分别实施了具体的实验教学内容和方式。譬如清华大学、北京大学、北京邮电大学、上海交通大学、成都电子科技大学、东南大学、浙江大学、复旦大学等多所名牌大学都拥有阵容非常强大无线通信系列课程教学群，开设了电磁波、微波技术、射频技术、遥感技术、无线微控制技术、医疗电磁技术、能源电磁转化技术等具体的实验课程体系，并且还在不断扩充中，为了能适应社会对专业人才的技能要求，对无线通信系列的实验课程改革和研究正在成为教学改革关注的热点。

从纯粹的知识基础角度分析，无线通信系列课程必须包括电磁场与电磁波、微波技术基础、宽带无线接入、锁相技术、天线与电波、射频电路设计、移动通信系统、卫星通信系统等课程。该课程体系包括三个层次，第一个层次为理论基础课，课程包括电磁场与电磁波、微波技术基础和射频电路设计与应用，第二个层次为实验教学课程，课程包括为微波技术基础实验、射频电路设计实验、数字通信实验和移动通信实验，第三个层次为无线通信的应用环节。以微波技术基础实验和射频电路设计实验为基础，学习相关的硬件和软件后，进行较为综合的课程设计，设计时间连续两周。设计的内容涵盖射频电路知识，射频电路的仿真、宽带无线接入、移动通信和卫星通信课程等相关的实验课程。

三、适时引入实验课程的创新机制

在构建实验课程体系时还需要引入创新机制。利用已有的实验教学平台，综合分析实验课程的内容和形式，进行合理的调整，建立实验课程的创新机制。

一方面通过各种奖励措施和鼓励措施提高教师开设新的实验教学课程，提供必要的实验教学经费和设备，激发教师的创新能力。

另一方面在学生中征集有意向的志愿者参与平台开发，针对不同层次的学生，构建实验体系，并确定基础性，综合性和设计性实验为基础，三个层次的实验在整个体系中的分布情况和切入深度，构造立体交叉性实验平台，并检验实验平台的设计思想的可实现性，积累经验，完成创新平台建设。构架基础性实验、验证性实验、综合性实验、设计性实验和创新性实验的五个层次的实验教学体系。以基础性实验为基础和验证性实验为基础，培养学生设计能力和创新能力为最终目标，建立实验课程发展体系。紧跟前沿无线通信技术，建立最新实验内容。实验中引入最新实验内容和实验仪器，紧跟技术发展的趋势，培养出能为企业带来技术革新和提高效率的人才，同时将实验内容和企业提供的项目结合起来，锻炼学生的实际动手能力。

针对理论教学的课程改革，对实验教学进行同步改革，我们引入更多的设计性环节，并加入先进技术发展趋势讲座。通过趋势分析，引导学生的思维方式转变，使之能逐渐完成从被动接受到主动思考的转变，这是引导学生形成创新性意识基础环节，实现理论和实验教学改革相结合的方式，避免实验教学与理论教学的脱节。以培养学生“厚基础、宽口径、动手能力强、有创新意识”为目标，坚持以理论与实际、基础与先进、经典与现代技术统一，面向不同专业要求，优化教学内容，建成具有鲜明的时代特征的合理的实验教学课程体系。

四、加强科研和实习的教学实践活动

实验体系涉及到大量的工程设计问题，而这些问题有些不能在实验室中完全解决，需要依靠校外实习基地，进一步提高学生对学习这些课程知识的认识。为此，我们每年专门组织学生参观“中国移动公司科技生活馆”、“中国联通公司科技中心”“重庆大学电信机房”、“重庆有线电视中心”、“重庆铁通公司发射中心”和“重庆广播电视中心”等基地。但是在很长一段时间里，校外基地并未真正发挥其优势，学生在校外基地的活动也仅仅是走马观花似的参观，难以真正涉及工程问题的解决，也达不到培养学生工程素养的目的。

随着越来越多的企业与高校进行合作，设立研究中心和交流基地。教师在理论教学的同时要求进行相关的科研工作，这两方面都促进了教师对本学科领域的发展状态，也为理论知识联系实际提供了一个良好的平台。因此，研究实验教学和科研工作的具体问题，抓住学校本身的有利条件，进一步提高实验教学的质量，是一个非常值得探讨的问题。

另外也不能以创新实践为名，盲目将本科生引入科研活动，必须进行细致周密的安排。一般情况下，低年级本科生主要进行基础性的实验，结合理论知识的学习，加深对知识的理解和运用；而高年级学生需要结合教师实际项目或者学生感兴趣的问题，进行相关的研究。总体上本科阶段的学生还是缺乏实际科研能力，还需要诱导，因此安排学生参与哪类科学研究，参与到什么程度，都是需要研究的。

总之，研究面向应用和创新的实验课程体系是实验课程体系改革的目标和研究的主要内容。其中，构建适应社会需求的实验课程体系建设，是无线通信实验课程改革和发展的一个重点。

作者：陈建军，蒋阳，韩庆文，冯文江，吴玉成（重庆大学通信工程学院，重庆 400044）