构建+理论+模拟+仿真+实践五维度新型态教学研究

构建+理论+模拟+仿真+实践五维度新型态教学研究

蒋劼,陆遥

1重庆航天职业技术学院 重庆 江北 400021

摘要：以往的信息技术大类课程的教学实施主要从“虚拟”或“实践”两个维度出发，甚至以单一维度去构建教学。而该卫星通信教学打造“构建+理论+模拟+仿真+实践”，五重景象呈现，不仅可以增加学生在学习过程中知识的不断迭代和积累，同时也将枯燥的课程内容全方位、多维度形态生动展现，打造出前所未有的五维度创新式教学。

关键词：卫星通信；五重景象；创新

中图分类号G642文献标识码A

一  教学整体设计

《卫星通信工程设计与应用》是卫星通信与导航技术专业技能课。这门课程是学生走向卫星通信行业设计、施工、监理、运维等的职业导向课程。通过对卫星通信行业人才需求模型和未来就业岗位技能进行分析，以培养卫星通信设计、工程、运维相应的技能为要求，以项目制的实验操作作为教学方式，教学内容包含卫星通信系统的基础理论、设备组成、工程设计、现有的和研发中的各种业务的应用系统。通过本课程的学习，使学生基本满足卫星通信工程的知识、素质、技术能力的要求，为学生从事卫星通信设计、工程、运维等工作打下坚实的基础。

二  学情分析

学生在前期的《通信原理》、《导航原理》、《微波与天线》、《卫星移动通信技术》、《卫星通信系统》课程中已掌握卫星通信与导航相关的基础理论知识和基本分析方法；并能够正确理解、设计通信卫星的结构组网，能够正确计算、分析、模拟实践等。

但受卫星通信的总体技术限制，课堂上能呈现的知识缺乏，仍然在学习中理解困难，尤其是卫星需要通过火箭发射送达太空，而相关的实物，1是涉密性强；2是大型工程无法身临其境使用，很多同学最直观的认识仅停留杂电视视频里观看。

三   教学策略

根据上述困难，整理课程教学目标，结合学情，设计以学生为中心，强调学生的主体性地位，注重教学过程的参与互动，根据课前课后测试，追求“立即获得检验成果”，强调教学效果的及时性反馈，从而提高教学的有效性、含金量，并实现线上线下混合式教学。

根据学情分析，学生喜欢上网、倾向于实践课、小组学习等特点和习惯，按照五步走的方法：理论构建-原理推导-模拟操作-虚拟仿真-实战演练进行教学，并贯穿我国航天事业，知行合一，科技强国，航天强国的理念。首先充分利用在线开放课程、网络资源进行线上理论学习，其次线下利用通信原理试验箱、微波与卫星通信实训系统进行模拟操作、直播卫星接收系统，再通过仿真软件全程全网进行箭载直播卫星发射与组网实现，最后通过直播卫星接收系统进行总装和信号调试，全面深入的将直播卫星系统从初始概念规划到真实实现全程全网展现在学生面前，让学生从学中做、做中学，收获理论+实践知识，并收获职业乐趣。

四   课程活动设计

贯彻理论构建-原理推导-模拟操作-虚拟仿真-实战演练五步法，将卫星通信系统组网原理应用到实际场景，并融入科技以人为本，服务大众的理念，激发学生学习兴趣。

基于以上设计，最终形成卫星通信工程设计与应用的课程教学体系，如下图1所示。

图1.课程教学体系

五   具体课程实施

1）贯彻理论构建

引入直播卫星系统主题，让学生观看卫星发射视频，以及教学发射过程和参数设计，通过直播卫星通信系统组成、箭载直播卫星发射与到轨、通信卫星组成、直播卫星组网设计、上、下行收发站设计授课，形成卫星通信系统架构。

2）原理推导

以我国中星9号卫星为例实现星站间数字通信运用QPSK调制与解调技术，推出绝对移相和相对移相、调相信号的产生与解调原理、QPSK相关原理技术。

3）模拟操作

引入直播卫星工程收发模拟训练，进行图像、话音、数据的双向传输，实现视频对话等实训和模拟微波通信实验系统，传输模拟信号的实训。

4）虚拟仿真

引入箭载直播卫星发射与组网仿真实训，开展实现箭载直播卫星发射及到轨仿真、地球同步卫星仿真、上行地球站、下行接收机仿真、3个地球同步卫星全球同步仿真实训。

5）实战演练

.引入直播卫星接收系统总装与信号调试实践，通过定位接收点的经纬度测量，实践天线仰角、方位角的调试操作，实践寻星细微调试操作，实践解码器信号调试操作，收视成功等步骤，达到真实卫星通信实战演练效果。

六   结语

培养学生卫星通信设计、工程、运维相应的技能为要求，以项目制的实验操作作为教学方式，教学内容包含卫星通信系统的基础理论、设备组成、工程设计、现有的和研发中的各种业务的应用系统是我校开展卫星通信与导航技术专业的人才培养使命。通过理论构建-原理推导-模拟操作-虚拟仿真-实战演练五维度教学设计与实施，有效解决感观缺乏，操作生疏等课堂问题，实现全方位、多维度形态生动展现创新式教学研究。

参考文献

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[5]郑来波,王德强.通信工程专业学生创新能力培养方法的思考与实践[J].教育教学论坛.2012年11期.

蒋劼（1983— ），男，学士，重庆航天职业技术学院，高级工程师/讲师，专职教师，主要研究方向为通信教育领域、移动通信技术、无线接入网、LTE技术、5G及卫星空间信息无线技术等。

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