應(yīng)用型本科高校“通信原理”課程改革與實踐

陸文駿

摘要：為適應(yīng)新的應(yīng)用型專業(yè)人才培養(yǎng)方案及對本科生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)，我們要改革傳統(tǒng)的“通信原理”教學(xué)模式，充分考慮“通信原理”課程的特點和規(guī)律，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合和優(yōu)化，同時對教學(xué)方法和實驗方法進(jìn)行大力創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：“通信原理”課程;教學(xué)改革;MOOC教學(xué);智慧課堂;雙語教學(xué)

“通信原理”課程是我校電子信息工程專業(yè)和通信工程專業(yè)應(yīng)用本科的專業(yè)核心課程之一。由于大量的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識和較難理解的專業(yè)抽象概念，本課程給學(xué)生的學(xué)和教師的教帶來了巨大的困難和挑戰(zhàn)。如何在信息化條件下加強通信原理課程的教學(xué)與實踐是擺在我們面前的一個重要課題。經(jīng)過多年的教學(xué)實踐和探索，我們要注重培養(yǎng)應(yīng)用型的創(chuàng)新人才，不斷改革教學(xué)方法，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新理論與實踐相結(jié)合。

一、教學(xué)內(nèi)容整合

（一）應(yīng)用為背景，深化對基本理論的理解

以應(yīng)用實例的講解貫穿于通信系統(tǒng)的基本概念的講授中，注重概念的理解和應(yīng)用分析。例如，圖像傳輸所需的帶寬計算、跳頻通信系統(tǒng)的編譯碼及無人機系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)鏈路性能分析等。同時增加中程無人機系統(tǒng)中的地面站、中繼機和任務(wù)機的遙控與遙測的無線數(shù)據(jù)通信鏈路應(yīng)用實例，重點針對無線鏈路中的接收機靈敏度、信噪比、帶寬等通信系統(tǒng)性能指標(biāo)和參數(shù)進(jìn)行具體分析。

（二）教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整優(yōu)化

在本門課程的教學(xué)改革中，對于教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化，我們首先建立系統(tǒng)模型，介紹了整個系統(tǒng)的工作原理;然后分模塊進(jìn)行分解講解;最后討論了噪聲和干擾的本質(zhì)區(qū)別，以及他們對通信系統(tǒng)性能的影響。這樣的教學(xué)安排使學(xué)生很好地建立起通信系統(tǒng)的整體概念，既能掌握系統(tǒng)中各模塊的功能和實現(xiàn)方法，又能掌握通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)和分析通信系統(tǒng)性能的基本方法。

同時，根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗，我們在教學(xué)中調(diào)整了教學(xué)結(jié)構(gòu)，首先講授了模擬信號數(shù)字傳輸?shù)恼鹿?jié)。通過了解數(shù)字信號和模擬信號數(shù)字化，重新學(xué)習(xí)數(shù)字基帶系統(tǒng)。又如第二章隨機過程，由于學(xué)生對概率論的學(xué)習(xí)較早，且對確定性信號分析內(nèi)容沒有系統(tǒng)學(xué)習(xí)而直接學(xué)習(xí)隨機信號與隨機過程，所以，學(xué)生在早期學(xué)習(xí)時普遍感覺難度較大。因此我們在教學(xué)過程中加入了確定性信號分析的內(nèi)容。通過創(chuàng)新優(yōu)化課程內(nèi)容我們收到了良好的效果，并得到了學(xué)生和專家的認(rèn)可。優(yōu)化的課程內(nèi)容如下表1所示。

二、教學(xué)方法創(chuàng)新

（一）多種創(chuàng)新方法并舉，教學(xué)效果更佳

興趣是最好的老師。在創(chuàng)新教學(xué)過程中，我們要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，將建構(gòu)主義思想運用于教學(xué)中。始終“以學(xué)生為中心”，采用“建構(gòu)主義教學(xué)法”。一是注重以學(xué)生為中心進(jìn)行教學(xué)。努力給學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，經(jīng)常組織他們協(xié)作學(xué)習(xí)、交流和討論，積極實踐翻轉(zhuǎn)課堂。例如，可以結(jié)合最新的通信技術(shù)，讓他們談?wù)剬νㄐ呕驹瓌t的理解，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師扮演學(xué)生學(xué)習(xí)伙伴的角色，積極幫助和引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)。二是在實際情境中進(jìn)行教學(xué)。“通信原理”的教學(xué)不僅注重理論教學(xué)，而且注重原理在實際中的應(yīng)用，所以要開展多種多樣的實踐教學(xué)。三是注重協(xié)作學(xué)習(xí)，在課堂上開展討論和組織參觀學(xué)習(xí)等。四是給學(xué)生提供充分的資料。五是通過開教學(xué)聯(lián)系會、測評打分等形式經(jīng)常和學(xué)生聯(lián)系，充分了解學(xué)生的實際情況，因材施教。

（二）MOOC教學(xué)與智慧課堂

“通信原理”作為 MOOC課程之一，還可以充分利用校園網(wǎng)。網(wǎng)上可以提供視頻教學(xué)，有豐富的通信資料可供學(xué)生查詢，它反映了本課程的開放性、程序性和實踐性。因此，我們要充分利用在線教學(xué)平臺，積極開展MOOC教學(xué)。同時，借助學(xué)校今年新建成的智慧教室，探索和實踐新的教學(xué)模式，積極開展智慧教學(xué)。

（三）雙語課程教學(xué)

為了深入開展雙語教學(xué)，我們制定了英語教學(xué)大綱并選擇了原始教科書 Fundamentals of Communication Systems（John G.Proakis，Masoud Salehi）。此書與本科生普遍使用的《通信原理》（樊昌信）教材具有較好的兼容性，所以，我們把《通信原理英文版》（樊昌信）教材作為輔助教材。該課程的英語授課時長占課程總時間的60%。雙語教學(xué)充分體現(xiàn)了現(xiàn)代教育思想，融合了英語和交叉學(xué)科的知識教學(xué)，并適當(dāng)運用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)、方法和手段，教學(xué)效果顯著。

三、實驗方法創(chuàng)新

如何使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，發(fā)揮主觀能動性，為下一步專業(yè)課學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)，理論結(jié)合實際應(yīng)用就尤為重要。

（一）讓學(xué)生參與綜合型和設(shè)計型實驗的創(chuàng)新

往年學(xué)生對調(diào)制方式的原理和取樣定理的優(yōu)缺點等知識點不能很好的加深理解。在實驗前，教師講解了實驗原理、操作步驟和實驗結(jié)論，并編寫了各種儀器和儀表的使用手冊。學(xué)生們只是機械地照葫蘆畫瓢，有時教師為獲得清晰的實驗結(jié)果而參與的太多，導(dǎo)致實驗過程不僅枯燥，令學(xué)生無法提起興趣，還剝奪了學(xué)生創(chuàng)新思維的空間。

針對這種情況，我們改革了傳統(tǒng)的示范教學(xué)實驗，盡可能多的安排綜合和設(shè)計實驗讓學(xué)生參與， 以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。綜合設(shè)計實驗由教師給出要達(dá)到的目標(biāo)、實驗原理和主要方法等。然后，學(xué)生根據(jù)實驗?zāi)繕?biāo)在線或在圖書館中查詢相關(guān)信息。實驗教師對學(xué)生只進(jìn)行大方向和框架指向，不再解釋實驗的具體細(xì)節(jié)。在實驗過程中，教師的主導(dǎo)作用是引導(dǎo)學(xué)生優(yōu)化實驗內(nèi)容，廣泛查找相關(guān)數(shù)據(jù)、方法和制定實施方案，指導(dǎo)和解決實驗過程中可能遇到的問題，組織和分析實驗結(jié)果，以便學(xué)生更好地理解、掌握和應(yīng)用其在各個實驗階段獲得的知識。同時教師還要拓寬學(xué)生的知識面，提高他們發(fā)現(xiàn)問題、全面運用知識解決問題的能力，激發(fā)其對專業(yè)課程的興趣，使他們掌握科學(xué)的思維方法和研究方法，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力。

（二）實驗教學(xué)與學(xué)生畢業(yè)設(shè)計相結(jié)合

“通信原理”課程安排在三年級第二學(xué)期，可以與即將進(jìn)入的畢業(yè)設(shè)計階段很好地銜接起來。通信原理實驗室自組建以來一直對培養(yǎng)優(yōu)秀本科生寄予很大的熱情，不管是正課時間還是晚上、雙休日，甚至寒暑假，都有不少本科學(xué)生為參加電子設(shè)計大賽和畢業(yè)設(shè)計等來實驗室。對于這些優(yōu)秀的本科生來說，通過自己的努力，再結(jié)合實驗室條件，可以開創(chuàng)一份屬于自己的天地。

四、教學(xué)效果

通過對教學(xué)和實踐領(lǐng)域方法及內(nèi)容的創(chuàng)新，明確了教學(xué)效果。一是授課內(nèi)容與實際應(yīng)用聯(lián)系緊密，學(xué)生更容易接受和理解，把過去純粹理論講授的教學(xué)方式變成理論聯(lián)系實際的課堂，爭取每一個教學(xué)內(nèi)容都列出其實際應(yīng)用領(lǐng)域;二是授課內(nèi)容與通信技術(shù)、電子技術(shù)的最新發(fā)展聯(lián)系起來，將學(xué)生的視野從課堂延伸到學(xué)科的理論前沿，讓學(xué)生有一種與時俱進(jìn)的新鮮感和成就感;三是創(chuàng)新了實驗方法，通過對實驗方法的創(chuàng)新，使學(xué)生可以通過顯示結(jié)果觀察到系統(tǒng)工作的最終結(jié)果，更深入地了解了每一個子系統(tǒng)甚至單元的作用。教學(xué)實踐證明，通過完善教學(xué)內(nèi)容和改進(jìn)教學(xué)方法，通信原理課程教學(xué)取得了較大進(jìn)展，筆者根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗建立表格進(jìn)行比較（表2）得出，教學(xué)方法及內(nèi)容的創(chuàng)新激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、端正了其學(xué)習(xí)態(tài)度，顯著提高了他們的考試成績和實踐能力。

五、結(jié)語

總之，為了適應(yīng)信息化社會，培養(yǎng)有創(chuàng)造性的應(yīng)用型人才已逐步成為民辦高等教育人才培養(yǎng)目標(biāo)改革的趨勢之一，尤其是培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神和綜合實踐能力更具有重要的現(xiàn)實意義。我校的工科本科教學(xué)的創(chuàng)新教育已經(jīng)起到了明顯的示范效應(yīng)，這是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要途徑。

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編輯/姜雯