探索多角度高效的《通信原理》混合式教學(xué)模式

李殊瑤

（武警工程大學(xué) 陜西·西安 710086）

0 緒論

《通信原理》是通信工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程，是信息化建設(shè)重要的專業(yè)技術(shù)理論支撐。該課程是通信工程專業(yè)知識結(jié)構(gòu)體系中承前啟后的一門課，以信號與系統(tǒng)、模擬電子線路等課程為先修課程，又是后繼專業(yè)課程如移動通信、衛(wèi)星通信、交換原理等的基礎(chǔ)，對于學(xué)生獲取通信專業(yè)基礎(chǔ)知識，提高專業(yè)技術(shù)基本素養(yǎng)，加強從事信息化建設(shè)專業(yè)能力具有不可替代的作用。該課程使學(xué)生深入掌握通信基本理論，全面建立通信系統(tǒng)概念，熟練使用數(shù)學(xué)工具進行通信系統(tǒng)的仿真和設(shè)計，具備初步設(shè)計和實現(xiàn)基本通信系統(tǒng)模型的能力。

1 教學(xué)內(nèi)容整合與梳理

本課程的教學(xué)內(nèi)容選擇遵循總結(jié)過去，立足現(xiàn)在，放眼未來的原則。總結(jié)過去，是對傳統(tǒng)通信理論進行梳理、整合，形成完善的理論框架；立足現(xiàn)在，是對當(dāng)前應(yīng)用廣泛的通信技術(shù)進行深入剖析、系統(tǒng)研究；放眼未來，是對近年來出現(xiàn)的一些通信新技術(shù)、新思想進行介紹，拓寬學(xué)術(shù)視野。課程內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)涉及信息論基礎(chǔ)、隨機數(shù)學(xué)、信道、調(diào)制、編碼和同步技術(shù)。

經(jīng)過教學(xué)團隊全面系統(tǒng)的課程內(nèi)容建設(shè)，《通信原理》課程已經(jīng)形成了以信息論基礎(chǔ)和隨機過程為基礎(chǔ)，以信道特征、模擬調(diào)制技術(shù)、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)為過渡，以新型數(shù)字調(diào)制技術(shù)、信源和信道編碼技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)同步技術(shù)為重點的完整的知識體系結(jié)構(gòu)。《通信原理》實驗教學(xué)內(nèi)容形成了從理論驗證實驗到系統(tǒng)仿真設(shè)計實驗，再到功能硬件實現(xiàn)實驗的循序漸進綜合性實驗?zāi)Ｊ健＝虒W(xué)目的是通過對課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能初步了解信息論基礎(chǔ)和隨機數(shù)學(xué)的基本理論，掌握信道的分類特點及其對信號傳輸?shù)挠绊懀煜じ鞣N模擬調(diào)制系統(tǒng)和數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的有效性和可靠性分析，熟悉數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的特點規(guī)律，掌握抽樣、量化、編碼的信號數(shù)字化方法，對信號最佳接收、信道編碼技術(shù)、同步技術(shù)有著深入的把握，基本上能夠全面系統(tǒng)掌握通信及相關(guān)專業(yè)學(xué)習(xí)所需的基本通信理論。

2 新型教學(xué)條件創(chuàng)設(shè)

教材建設(shè)方面，教學(xué)團隊確定了課程授課教材，指定了教學(xué)輔助教材，編寫了通信原理實驗指導(dǎo)教材。

擴充性資料使用方面，編制完成了試題庫，開發(fā)成功了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)和課程網(wǎng)站，建立了書籍、期刊、論文等形式的擴充性資料庫，便于學(xué)生課余鞏固知識點，繼續(xù)探索和加深對教學(xué)內(nèi)容的認識，同時利于多層次教學(xué)，學(xué)有余力和興趣濃厚的學(xué)生可以豐富知識。

實驗條件方面，完成了開設(shè)實驗所需的實驗箱、示波器、微機、元器件及工具的建設(shè)。確立了驗證實驗教學(xué)、仿真設(shè)計教學(xué)、電路制作教學(xué)的綜合實驗教學(xué)模式。另外，在驗證性實驗基礎(chǔ)上，開設(shè)軟件仿真實驗教學(xué)和硬件電路制作實驗教學(xué)內(nèi)容，編寫了配套的實驗教材。通過多種手段反復(fù)實踐，使學(xué)生初步具備了利用數(shù)學(xué)仿真工具進行小型通信系統(tǒng)設(shè)計完善的能力，利用元器件實現(xiàn)常用通信單元模塊功能的能力。在畢業(yè)設(shè)計和課外科研活動中，學(xué)生較強的動手能力和清晰的專業(yè)思維方式都得到了明顯體現(xiàn)。

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺將優(yōu)秀教學(xué)資源劃分成各種素材，進行系統(tǒng)化、科學(xué)化的分類，并以多媒體化的電子信息形式存儲于各種數(shù)據(jù)庫中，構(gòu)建成統(tǒng)一的教學(xué)資源庫，形成數(shù)字化的電子圖書館，為學(xué)員提供內(nèi)容豐富的優(yōu)秀教學(xué)資源，教學(xué)資源包括媒體素材庫、試題素材庫、網(wǎng)絡(luò)課件庫、文獻資料庫等。

3 多層次混合式教學(xué)方法教學(xué)手段并舉

（1）對課程知識體系進行有機整合，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容理論性、實踐性和新穎性優(yōu)化組合。為打破教材限制，課程團隊從專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，對課程涉及的知識點進行全面梳理，保證基本原理、基本概念和基本技術(shù)的知識結(jié)構(gòu)系統(tǒng)統(tǒng)一。除基礎(chǔ)內(nèi)容的教學(xué)外，我們還對本課程的一些前沿內(nèi)容通過各種各樣的教學(xué)手段貫穿在本課程的教學(xué)中。通過在理論授課中介紹新技術(shù)，在設(shè)備教學(xué)中介紹新設(shè)備，在研發(fā)性實踐教學(xué)中介紹新思想，拓寬學(xué)生的專業(yè)視野，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（2）改變以教師為中心的教學(xué)模式，注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)和研討交流。要求教學(xué)重心實現(xiàn)最大程度的遷移，使學(xué)生能用已有的知識解決新環(huán)境中發(fā)生的新問題。課程團隊更多地關(guān)注學(xué)生自主學(xué)習(xí)，注重組織學(xué)生交流，更強調(diào)將課堂教學(xué)與實踐動手，獨立思考和研討交流相結(jié)合。

（3）通過實踐教學(xué)將理論驗證與工程應(yīng)用相結(jié)合，注重職業(yè)能力培養(yǎng)，激發(fā)創(chuàng)新思維。首先從實驗內(nèi)容上進行逐一論證篩選并確定選后順序；然后從實驗法方式上克服時間和地點限制，定時開放實驗室，加強課余時間的實驗指導(dǎo)；最后采用不拘一格的實驗考核方式，以學(xué)期為時限，以獨立制作成功可實現(xiàn)預(yù)定功能的系統(tǒng)為合格標(biāo)準，通過以上舉措，使學(xué)生可以進一步增強動手能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

4 課程改革創(chuàng)新

以教學(xué)大綱為依據(jù)，以推進教學(xué)改革、促進教學(xué)質(zhì)量提高為目的，課程團隊從教、學(xué)、考三個方面，重點加強教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化，激發(fā)學(xué)員生興趣，增強學(xué)生的理解力，進一步提高課程教學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

（1）遵循職業(yè)需求、注重基礎(chǔ)、適度超前的教學(xué)計劃制定——“三維一體”教學(xué)理念。

踐行價值塑造、能力培養(yǎng)和知識傳授這個“三維一體”教學(xué)理念，按照人才培養(yǎng)目標(biāo)、實現(xiàn)路徑、學(xué)情等特色，因地制宜。在授課內(nèi)容選擇上，我們平衡設(shè)計目標(biāo)導(dǎo)向、基礎(chǔ)性、超前性。要求課程內(nèi)容設(shè)置必須綜合考慮技術(shù)發(fā)展趨勢和人才需求。在授課內(nèi)容順序上，將教材邏輯順序與學(xué)生的認知、情感發(fā)展順序統(tǒng)一起來，并考慮到科研研究和學(xué)術(shù)發(fā)展的演進。

（2）以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)方法設(shè)計——“支架式”教學(xué)策略。它是根據(jù)維果斯基的最鄰近發(fā)展區(qū)理論，對較復(fù)雜的問題通過建立支架式概念框架，使得學(xué)員自己能沿著支架逐步攀升，從而完成復(fù)雜概念意義構(gòu)架的一種教學(xué)策略。基于教師對課程整體把控，為學(xué)生建構(gòu)一種對知識理解的概念框架用于促進學(xué)生對問題的進一步理解。

（3）部分模塊多角度教學(xué)方式設(shè)計——“五角度”授課方式。

課程在一些知識模塊上采用“支架式”教學(xué)策略，還有一些模塊依據(jù)“五角度”授課：工程實踐、方法論、最新發(fā)展、知識形成過程、相關(guān)學(xué)科理論關(guān)聯(lián)，開闊學(xué)員的視野，激發(fā)學(xué)生興趣。

（4）構(gòu)建共同生長的學(xué)習(xí)生態(tài)——“四位一體”的學(xué)習(xí)生態(tài)。

課程設(shè)計不僅僅是課程及其排列順序，而是把課程擴展為包括資源在內(nèi)的整個教學(xué)系統(tǒng)，即一個由教師、學(xué)生、課程資源與課堂構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)。為此，我們構(gòu)建由課程教學(xué)、線上資源、任課老師答疑、培優(yōu)計劃，形成的“四位一體”的生態(tài)系統(tǒng)，通過課內(nèi)與課外的銜接、教師與學(xué)生的互動，實現(xiàn)學(xué)生與教師彼此了解，共同成長的目的。

（5）教學(xué)手段創(chuàng)新——線上線下混合式教學(xué)模式。

除了傳統(tǒng)板書和PPT，我們引入了雨課堂。雨課堂是學(xué)堂在線與清華大學(xué)在線教育辦公室共同研發(fā)的智慧教學(xué)工具，將信息技術(shù)手段融入到PowerPoint和微信，教師可以將帶有MOOC視頻、習(xí)題、語音的課前預(yù)習(xí)課件推送到學(xué)生手機端，師生溝通及時反饋；課堂上實時答題、彈幕互動，為傳統(tǒng)課堂教學(xué)師生互動提供了完美解決方案。將課前—課上—課后的每一個環(huán)節(jié)都賦予全新的體驗，在課外預(yù)習(xí)與課堂教學(xué)間建立溝通橋梁，讓課堂互動永不下線，同時科學(xué)地覆蓋了課前—課上—課后的每一個教學(xué)環(huán)節(jié)，為師生提供完整立體的數(shù)據(jù)支持，個性化報表、自動任務(wù)提醒，讓教與學(xué)更明了。

5 小結(jié)

任何學(xué)習(xí)的過程都如曲徑通幽，在通信原理的教學(xué)過程中，踐行“三維一體”教學(xué)理念、“支架式”教學(xué)策略、“五角度”授課方式、“四位一體”學(xué)習(xí)生態(tài)、“線上線下”混合式教學(xué)模式，用探索的激情感染學(xué)生，嚴密的推理征服學(xué)生，高效的互動激發(fā)學(xué)生，通過實際的應(yīng)用，讓學(xué)生學(xué)有所用、學(xué)有所為，將其帶入高境界、高層次、高效率的教學(xué)之中，任重而道遠。