通信原理課程混合式教學改革與實踐探究

楊 靜， 劉 潔

（桂林理工大學南寧分校，廣西 南寧 532100）

0 引言

通信原理是電子信息工程、通信等相關專業(yè)必修的課程，也是一門重要的主干專業(yè)基礎理論課程和研究生入學考試課程。內容主要是介紹通信系統(tǒng)的基本理論、基本分析方法和各項性能指標；其特點是內容豐富，理論性、系統(tǒng)性、物理性較強，抽象概念多，數(shù)學公式復雜，枯燥難懂，導致學生對于學習這門課程的積極性和主動性不高，再加上學時緊，授課時間短，無法細致重復講解知識難點，學生碰到知識難點容易產(chǎn)生厭學情緒，最終影響學習進度以及學習效果。如何調動起學生的積極性，加強學生學習的參與感，逐步實現(xiàn)課內、課外的教學、學習與交流功能，使學生學習方式便捷化、個性化，提高學生信息素養(yǎng)，從而獲得高質量的學習結果，是本文探討的主線[1]。

1 通信原理課程傳統(tǒng)教學特點

目前，國內理工科高校大部分開設了《通信原理》這門課程，但對通信相關專業(yè)的學生在該課程上的要求都是掌握其基本的原理即可，忽略了其應用性。課程中公式推導較多，需學生前期掌握的基礎課程包括高等數(shù)學、概率論、矩陣、信號與系統(tǒng)等，這些基礎課程普遍較難，學生掌握的程度參差不齊，致使通信原理課程講授過程中需花費些許課時進行知識回顧后才能進一步進行公式的推導，且數(shù)學公式也讓學生對知識的興趣減弱，講授難度較大，導致教學重點集中在繁雜的數(shù)學推導，因課時限制，教學缺乏配套的實驗課程，學生較難體會信號傳輸過程中經(jīng)過調制解調時信號波形的差異，對概念理解較為抽象，增加了對課程內容的理解難度。

2 通信原理課程教學中存在的問題

2.1 教材內容迭代更新慢

現(xiàn)行教材基本以大篇幅內容介紹模擬通信系統(tǒng)相關原理，內容上先講模擬調制系統(tǒng)以及模擬信號數(shù)字化傳輸，再進行數(shù)字信號傳輸?shù)慕虒W，而現(xiàn)代通信技術以數(shù)字通信為主，滯后于科學技術發(fā)展，缺少了許多最新的通信技術知識，且現(xiàn)行教材中存在大量的數(shù)學公式，過于強調理論公式推導而缺少實踐應用，顯然會降低學生聽課的熱情和專注度，和實際工作嚴重脫節(jié)，不利于培養(yǎng)應用型人才。

2.2 教學模式單一

受傳統(tǒng)教育思想和教學方法的影響，在現(xiàn)行通信原理課堂教學中，主要還是單純的“教師講，學生聽”的教與學的課堂教學模式，側重的是對理論知識的單方向灌輸，容易忽略學生的知識結構和基礎水平的差異。這種模式在實際中，存在許多的劣勢，會使學生產(chǎn)生厭學情緒，降低學習積極性。

2.3 實踐課程的缺失

大多數(shù)高等院校的通信原理課程都是以理論課為主，一些院校雖設置有實驗課，基本上也是基于Matlab仿真進行驗證性實驗，對于應用型本科學生而言，沒有學習過Matlab仿真分析軟件，需要花費大量時間和精力去學習編程，效果得不償失。因課程實踐教學與理論教學是分開獨立進行的，學生若沒有很好地掌握理論知識的內容，在實驗課需要用到相關理論內容時，不能做到舉一反三，融會貫通，導致實驗無法順利進行。理論教學效果不理想直接影響學生實驗的積極性。而無法熟練使用仿真軟件，會讓學生更加產(chǎn)生厭學情緒，無法做到通過實踐教學加深理論知識的理解，最終結果只能是通過抄寫別人的實驗結果，為了應付老師而提交實驗報告。

3 通信原理課程改革措施

3.1 優(yōu)化整合教學內容

將信息技術深度融合到《通信原理》課程教學中，優(yōu)化整合教學內容，簡化理論推導，將詳細數(shù)學推導改成流程圖式的思路講解或者建立思維導圖，配上動態(tài)圖展示推導過程。教學內容上加入最新熱點通信技術及工程應用案例，結合實際，激發(fā)學生的學習興趣。涉及信號與系統(tǒng)等相關前導課程的知識點時，可以引導學生自主總結，比較信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理等課程涉及的數(shù)學形式的變換，讓學生將專業(yè)課程聯(lián)系起來，融會貫通，加深知識點的理解，獨立學習一門專業(yè)課容易讓學生產(chǎn)生此門課程作用不大，不學也罷的思想，將多門課程融合起來講解，可以令學生捋順專業(yè)的核心內容以及所學知識應用的方向，讓學生明白只有打好專業(yè)基礎，將專業(yè)基礎知識學扎實，才有益于以后核心課程的學習。

3.2 采用混合式教學模式

跟隨互聯(lián)網(wǎng)技術的應用發(fā)展，“翻轉課堂”混合式教學模式與方法都得到了廣泛的關注，區(qū)別于傳統(tǒng)的枯燥的授課形式，線上、線下混合式教學模式將學生作為學習的主體地位，引導學生自主學習，提高學生學習的積極性，更有利于學生的學習[2]。

針對通信原理課程的特點，可借助網(wǎng)絡教學平臺輔助實現(xiàn)課程線上線下混合式教學模式。以采用云班課教學平臺為例[3]，在教學設計方面，老師可把每堂課的知識重點和知識難點做成教學視頻，通過平臺組織教學活動并接收反饋，實施翻轉課堂教學。通過視頻的方式呈現(xiàn)教學內容，從聽覺和視覺刺激學生，通過平臺提前展示給學生們，讓學生可以提前了解課程內容并進行針對性的預習，有助于提高線下課程的教學質量和教學效率。

對于通信原理課程中數(shù)學公式較多推導較為繁瑣的問題，數(shù)學功底較差的學生在課堂上是比較難跟上老師的教學節(jié)奏，對于涉及較為復雜的數(shù)學推導問題，可以將推導的過程和詳細講解做成視頻課件，讓學生在課前自主學習，學生可以根據(jù)自身的數(shù)學基礎情況，通過調速、重復等方式觀看視頻，學習過程中進行同步推導，在此基礎上，進行課堂教學時，加上與老師的互動就可以快速理解并掌握知識點。

通信原理課程主要講授的是信號傳輸?shù)脑怼⒄{制解調的過程，可以將這些關鍵的知識點制作成微課，便于學生課后進行復習。例如模擬信號數(shù)字化、調制解調技術等這些較為抽象的概念，學生常常覺得難以理解，做成動畫的形式作為教學資源放在云班課的平臺上，可以讓學生課后反復觀看，加深學生理解。

云班課平臺不但能存儲各項教學資源，多樣化的平臺功能可以方便實現(xiàn)線下師生互動。例如直播/討論活動可以用于課堂中知識點的討論，可以題目、問答等方式激發(fā)學生課堂上的積極性，提升學生與老師之間的互動，讓課堂不再枯燥。還可以通過平臺將學生劃分為學習任務小組，分配學習任務，小組內成員明確分工，共同完成通信相關的題目，也可以讓學生自主選擇感興趣的專題進行探索，寫成報告的形式，將課堂中的知識與實際的生活例子進行掛鉤，例如校園廣播的頻段該如何選擇等，通過組員分工合作，互相交流個人對于通信知識的認識，擺脫了教學上簡單理論學習層面，從學生的興趣出發(fā)，激發(fā)學生對通信系統(tǒng)及其實際應用的理解。

在學生管理方面，通過觀察學生平臺上的經(jīng)驗值，詳細了解學生參與資源學習、簽到、測試、討論、作業(yè)/小組任務等情況，可以及時評估學生的學習狀況，對于經(jīng)驗值較低的同學，可以采取重點關注、組成學習幫扶小組的形式，采用個性化教學。學生也可以通過查看自己的經(jīng)驗值及明細，及時調整自己的學習方法。

借助互聯(lián)網(wǎng)平臺的教學輔助管理，可幫助老師全方位地實時記錄學生的學習情況，及時發(fā)現(xiàn)學生存在問題，掌握學生學習動態(tài)，以便更好地調整授課進度、重難點的解析，提高老師與學生的課堂互動性，激發(fā)學生的學習興趣，改善教師對課程教學的管理。

3.3 理論與實驗同步融合，借助仿真設計優(yōu)化教學手段

通信原理理論課內容較為抽象，學生在學習過程中容易失去學習的興趣，實驗課的本質是為了通過仿真讓學生加深對知識點的理解，但是由于課程設置問題，往往會出現(xiàn)實驗課與理論課之間相隔較長的時間，導致理論和實驗容易出現(xiàn)脫節(jié)的現(xiàn)象，實驗課不能及時驗證理論知識，學生缺乏動手能力，缺乏實驗興趣。

鑒于此現(xiàn)象[4]，在課程設置上，應適當將理論與實驗進行同步融合，即理論授課與實驗同時進行，在進行理論授課的時候，將實驗課程融合，借助實驗來驗證對應知識點，通過實驗的方式讓抽象的概念形象化，讓學生動手進行實驗，即提高了學生的動手能力又能激發(fā)出學生學習的興趣，也能更牢固掌握理論知識。

通信原理課程通常都是以驗證性實驗為主，相關的仿真軟件多種多樣，常用的有Matlab軟件，對于基礎較為薄弱，學習能力較為欠缺的部分應用型本科學生，沒有學習過Matlab仿真分析軟件，需要花費大量時間和精力去學習編程，效果得不償失。System View仿真軟件是美國ELANIX公司推出的，基于Windows環(huán)境下運行的用于系統(tǒng)仿真分析的可視化軟件工具，采用功能模塊去描述程序，無須與復雜的程序語言打交道，不用寫一句代碼即可完成各種系統(tǒng)的設計與仿真，能快速地建立和修改系統(tǒng)、訪問與調整參數(shù)，非常適合學生用于設計、仿真各類通信系統(tǒng)。結合System View仿真軟件對通信系統(tǒng)進行設計、仿真，從基礎原理知識到綜合實踐應用的訓練，體現(xiàn)專業(yè)的完整性，培養(yǎng)學生分析、動手解決實際問題的能力和嚴謹務實的工作習慣。

3.4 優(yōu)化考核方案

將傳統(tǒng)的考試轉化成行為過程的考核，采用過程性動態(tài)考核方法與靜態(tài)測評相結合的方法，注重考核學生在學習過程中表現(xiàn)出的顯性和隱性行為和能力，以每個任務的完成情況和實際的操作水平為依據(jù)，將學習過程的行為表現(xiàn)量化成指標，構建過程考核量化表，注重學習過程考查和學生能力評價，建立規(guī)范、多樣的考核制度和符合課程特點的試題庫，培養(yǎng)學生自我學習獲取知識和技能的方法，注重學生綜合素質的可持續(xù)發(fā)展。

4 結束語

以網(wǎng)絡為載體，探索與實踐《通信原理》教學信息化改革，實現(xiàn)《通信原理》教學與信息化技術的深度融合，創(chuàng)新信息化環(huán)境下的混合式教學模式，改善課堂教學結構，采用線上線下混合式教學，利用System View仿真軟件工具，在實踐教學中采用System View仿真軟件進行仿真設計的教學方法，調整課程設置，將實踐與理論糅合于一體，真正實現(xiàn)“做中學、學中做、做中教”，構建出“教師主導—學生主體”相結合的新型課堂教學結構，線上線下、虛實結合，深入淺出，有效激發(fā)大學生自主學習主動性、創(chuàng)造性，促進大學生實踐能力的提高。