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摘要：闡述通信工程的綜合設(shè)計(jì)課程，移動(dòng)通信系統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)，采用項(xiàng)目教學(xué)法，以移動(dòng)通信模塊為基礎(chǔ)，探討典型的移動(dòng)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括方案設(shè)計(jì)、硬件開(kāi)發(fā)、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試。

關(guān)鍵詞：通信工程，移動(dòng)通信，課程實(shí)訓(xùn)，項(xiàng)目教學(xué)法。

0引言

移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)是通信工程專業(yè)的一門(mén)綜合設(shè)計(jì)課程。課程移動(dòng)通信模塊為基礎(chǔ)，融合計(jì)算機(jī)技術(shù)，介紹移動(dòng)通信系統(tǒng)的原理、移動(dòng)通信系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)方法。課程內(nèi)容兼具理論性、實(shí)踐性和技術(shù)性。在理論部分，充分介紹了當(dāng)代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，移動(dòng)通信的基本概念、基本原理，4G移動(dòng)通信技術(shù)等。在實(shí)踐部分，結(jié)合中央處理器、4G通信模塊、語(yǔ)音模塊等，設(shè)計(jì)一個(gè)典型的移動(dòng)通信系統(tǒng)。在技術(shù)性上，能夠在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，涉及移動(dòng)通信技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)編程技術(shù)等[1,2]。

1移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)目標(biāo)

移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)課程在教學(xué)內(nèi)容上與現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展與時(shí)俱進(jìn)，在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中應(yīng)體現(xiàn)學(xué)科交叉與課程融合。課程在教學(xué)方法上以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，以項(xiàng)目為抓手，按照“需求分析→項(xiàng)目實(shí)施→總結(jié)改進(jìn)”的流程，力求在實(shí)踐中加強(qiáng)移動(dòng)通信理論內(nèi)容的理解，培養(yǎng)工程實(shí)踐能力，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和系統(tǒng)分析的能力。課程在培養(yǎng)目標(biāo)上適應(yīng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合用人單位的需求，為學(xué)生以后從事專業(yè)相關(guān)工作打下必要的理論基礎(chǔ)、實(shí)踐能力和工程素養(yǎng)。

2課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)

課程內(nèi)容的重構(gòu)。課程采用項(xiàng)目教學(xué)法，以理論知識(shí)為基礎(chǔ)，項(xiàng)目任務(wù)為驅(qū)動(dòng)。在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，以設(shè)計(jì)一個(gè)典型的4G移動(dòng)通信系統(tǒng)為目標(biāo)，分為方案設(shè)計(jì)、硬件開(kāi)發(fā)、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試和文檔撰寫(xiě)五個(gè)環(huán)節(jié)。學(xué)生通過(guò)每個(gè)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，深入理解移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成和工作模式，了解語(yǔ)音通信在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的建立及實(shí)現(xiàn)過(guò)程，了解短信在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的建立及實(shí)現(xiàn)過(guò)程，體會(huì)實(shí)際應(yīng)用中信號(hào)強(qiáng)度等參數(shù)的理論及實(shí)際含義。項(xiàng)目結(jié)構(gòu)。4G通信技術(shù)是第四代的移動(dòng)信息系統(tǒng)，較3G通信技術(shù)來(lái)說(shuō)，4G通信技術(shù)提高了數(shù)據(jù)的傳輸速率，信號(hào)更穩(wěn)定，而且兼容性更平滑，通信質(zhì)量也更高。在項(xiàng)目中，學(xué)生需要設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一款基于4G的移動(dòng)通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)打電話、接電話、來(lái)電顯示，發(fā)短信和接收短信等任務(wù)。系統(tǒng)分為主控模塊、電源模塊、指示燈模塊、音頻模塊，SIM卡模塊等，如圖1所示。課程任務(wù)。在教學(xué)過(guò)程中，需要圍繞設(shè)計(jì)目標(biāo)，設(shè)置每個(gè)階段的設(shè)計(jì)任務(wù)。（1）以4G移動(dòng)通信系統(tǒng)為中心，進(jìn)行需求分析，查閱資料，并設(shè)計(jì)項(xiàng)目的整體方案。（2）設(shè)計(jì)項(xiàng)目的硬件部分，包括核心控制器、4G通信模塊、外圍電路元器件等的選型。（3）繪制系統(tǒng)的原理圖及PCB圖。（4）移動(dòng)通信模塊的驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音撥號(hào)、來(lái)電應(yīng)答、短信發(fā)送、短信接收等功能。（5）液晶及鍵盤(pán)的驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)，設(shè)計(jì)菜單系統(tǒng)。

3教學(xué)方法的實(shí)踐

傳統(tǒng)教學(xué)方法。傳統(tǒng)專業(yè)課的教學(xué)方法是理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。理論教學(xué)通常是采用板書(shū)方式講解教學(xué)重點(diǎn)和進(jìn)行過(guò)程推導(dǎo)，用多媒體設(shè)備展示圖片、課件或視頻等內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)部分通常是與理論課部分匹配，采用實(shí)驗(yàn)仿真或動(dòng)手操作的方式驗(yàn)證理論課中的原理。實(shí)驗(yàn)課的組織方式一般是1到2人一組，按照實(shí)驗(yàn)的預(yù)設(shè)目標(biāo)和實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)際操作，記錄數(shù)據(jù)并撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在傳統(tǒng)教學(xué)方法中，存在的問(wèn)題是：（1）實(shí)驗(yàn)課中的任務(wù)是獨(dú)立的，只能幫助學(xué)生理解一個(gè)或兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)，無(wú)法體現(xiàn)移動(dòng)通信系統(tǒng)的全貌。另外，每個(gè)實(shí)驗(yàn)之間也沒(méi)有系統(tǒng)性的聯(lián)系，學(xué)生看不到實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在系統(tǒng)中的作用。（2）課內(nèi)實(shí)驗(yàn)大部分是驗(yàn)證型的，在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前已經(jīng)有明確的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢?shí)驗(yàn)步驟，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也有預(yù)見(jiàn)性，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中無(wú)法發(fā)揮創(chuàng)造力。（3）實(shí)驗(yàn)課程的組織通常是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容講解、實(shí)際操作、數(shù)據(jù)記錄，這個(gè)過(guò)程在教學(xué)中普遍采用，但與項(xiàng)目的組織管理形式脫節(jié)。教學(xué)方法的改革。移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)部分，按照項(xiàng)目教學(xué)法形式開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。（1）教學(xué)內(nèi)容以設(shè)計(jì)基于4G的移動(dòng)通信系統(tǒng)為目標(biāo)，按項(xiàng)目管理的流程進(jìn)行教學(xué)。方案設(shè)計(jì)部分，學(xué)生分組進(jìn)行資料查閱、文獻(xiàn)檢索、方案對(duì)比、器件選型等內(nèi)容[3,4]。硬件設(shè)計(jì)部分，學(xué)生繪制原理圖和PCB圖。軟件設(shè)計(jì)部分，學(xué)生按模塊進(jìn)行軟件編程，例如顯示模塊、按鍵模塊、通信模塊等，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的通話功能、收發(fā)短信功能和來(lái)電顯示功能等。系統(tǒng)調(diào)試部分，學(xué)生測(cè)試系統(tǒng)的具體功能。文檔撰寫(xiě)部分，學(xué)生撰寫(xiě)詳細(xì)的項(xiàng)目報(bào)告。學(xué)生通過(guò)課程訓(xùn)練，既可以提升在每個(gè)技術(shù)方向的能力，也能夠?qū)φ麄€(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的架構(gòu)有深刻理解。（2）學(xué)生按照3～4人的規(guī)模分組，組內(nèi)成員進(jìn)行分工，例如硬件工程師、軟件工程師、測(cè)試及文檔工程師等。每位組員都要參與項(xiàng)目設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程，但是在每一個(gè)階段，都有一位負(fù)責(zé)的主力成員，例如硬件設(shè)計(jì)階段，以硬件工程師為主，其他兩位同學(xué)也要參與硬件設(shè)計(jì)，但硬件工程師負(fù)責(zé)統(tǒng)籌安排，匯報(bào)工作。（3）課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)是按照項(xiàng)目管理的方式開(kāi)展教學(xué)。在方案討論階段，學(xué)生們會(huì)分組進(jìn)行研究，然后組內(nèi)討論，之后組間匯報(bào)，教師點(diǎn)評(píng)。在項(xiàng)目實(shí)施的過(guò)程中，學(xué)生撰寫(xiě)周記，記錄每周的工作內(nèi)容；學(xué)生進(jìn)行周報(bào)，匯報(bào)每周的工作進(jìn)展，學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，解決問(wèn)題的方法等。在項(xiàng)目的每個(gè)關(guān)鍵決策階段，小組成員需要集思廣益，進(jìn)行充分的組內(nèi)討論，達(dá)成一致意見(jiàn)后，通過(guò)匯報(bào)的形式將小組成員的成果進(jìn)行展示。

4考評(píng)方式的評(píng)估

課程的考評(píng)方式是與教學(xué)組織方式相匹配的。項(xiàng)目教學(xué)法的特點(diǎn)是注重過(guò)程管理，每個(gè)階段都有明確的教學(xué)目標(biāo)，所以過(guò)程考核是移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)的主要評(píng)價(jià)方式。按照課程的要求，主要分為設(shè)計(jì)方案、硬件模塊、軟件模塊、項(xiàng)目成果和論文考核。每個(gè)模塊都有一定的考核指標(biāo)，根據(jù)指標(biāo)打分，得到每個(gè)模塊的分?jǐn)?shù)。（1）設(shè)計(jì)方案、硬件模塊、軟件模塊和項(xiàng)目成果采用公開(kāi)答辯的方式進(jìn)行考核。（2）以硬件模塊的考評(píng)為例，首先，每個(gè)小組選出代表陳述項(xiàng)目的硬件設(shè)計(jì)情況。然后，指導(dǎo)教師和其他小組對(duì)該小組進(jìn)行打分，按照加權(quán)平均計(jì)算得到硬件模塊的小組分?jǐn)?shù)。之后，組內(nèi)成員進(jìn)行互評(píng)，得到硬件模塊的個(gè)人分?jǐn)?shù)。（3）因?yàn)轫?xiàng)目成果考核的權(quán)重較大，所以邀請(qǐng)了專業(yè)教師和指導(dǎo)教師組成導(dǎo)師團(tuán)。項(xiàng)目成果考核的小組分?jǐn)?shù)由導(dǎo)師團(tuán)打分和小組互評(píng)分?jǐn)?shù)共同確定。各個(gè)模塊的分?jǐn)?shù)確定后，按照權(quán)值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算得到課程的總分?jǐn)?shù)。

5結(jié)語(yǔ)

通過(guò)在移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)課程中引入項(xiàng)目教學(xué)法，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性得到提高。教學(xué)中的每個(gè)模塊都有具體的教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)應(yīng)專業(yè)技術(shù)能力。各個(gè)模塊組合在一起，構(gòu)成移動(dòng)通信系統(tǒng)，學(xué)生們可以通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目提高工程實(shí)踐能力。小組合作、階段匯報(bào)以及嚴(yán)格的過(guò)程管理可以提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、交流溝通能力和職業(yè)修養(yǎng)。通過(guò)改革和創(chuàng)新，課程的教學(xué)效果有很大提高，學(xué)生的滿意度較好。

作者：張黎 蔡亮 曹艷麗 單位：北京工業(yè)大學(xué)耿丹學(xué)院