專業認證背景下通信原理教學方法探索

張月星 邵湘怡

（湖南文理學院，湖南 常德 415000）

1 引言

第四次工業革命——智能時代撲面而來，當前高等教育面臨重大的挑戰。我國每年培養了大量的工科技術人才，但質量遠不能讓企業和學生自己滿意[1]。和國際接軌，提升工程教育質量，為學生畢業后就職的范圍和質量提供保障是我國進行專業認證的主要目標。在美國，只有經過認證機構認證的專業才被承認。我國在2016 年正式加入了《華盛頓協議》，成為18個成員國之一[2]，建立工程教育認證體系勢在必行。為達到工程認證的要求，行業人才應具有扎實的知識基礎和綜合的拓展能力。如果專業課程內容設置太窄，會導致學生整體知識結構的失衡；而有限的課堂教學課時又使得教學內容的拓展捉襟見肘。

2 教學現狀和存在問題

通信原理是通信工程的專業核心課程，理論性和概念性較強，是后續學習多門專業課的基礎。我校在該門課程教學上主要存在以下問題：教學觀念上，缺乏整體設計，學生沒有利用工程思維進行學習與應用，從而浮于表面。并且相當部分學生仍然拘泥于“標準教材+標準答案”的解題式學習方法，缺乏批判性；教學模式上，現有課程教學仍然多以傳統模式進行，老師講授為主，學生被動接受。實驗課時安排較少且多在實驗箱上進行，沒有系統性；在校企合作方面力度不夠，學生學完課程之后，難以達到工程認證的要求。因此，有必要進一步探討、改進該課程教學方法，滿足新時代學生發展的需要。

3 教學對策與建議

3.1 轉變教學觀念，以學生為中心

愛因斯坦說：“教育不是對事實的學習，而是對思維的訓練。”我國目前基本還是傳統的填鴨方式，以教師為中心。一方面，老師希望學生能獨立，有創新；另一方面卻要求完全按他（她）要求說的做。但“心靈不是一個需要填充的容器，而是一塊需要點燃的木頭”，學生的主觀能動性需要被激發。湖南文理學院通信工程專業自2005年開辦以來，克服重重困難，不斷修訂完善培養方案，探索改進教學方法，仍然存在很多不足。21世紀需要能合作，懂思考，會交流，有創造力，并且可以自主選擇的新型人才。為解決這個工程教育難題，首先在觀念上就要轉變，以學生為中心。通信原理的課程教學可從以下幾個方面改變思維方式，讓學生符合未來產業的需求：

（1）設計思維。通信原理講述有關信息傳輸的原理，學生應該學會思考采用什么技術和方案來保證傳輸的速度和質量。課程內容龐雜，術語多、概念多、數學理論多，知識點之間比較獨立[3]。目前的教學內容和要求與行業需求有一定差距，分析思路固化陳舊。教師可以從通信系統設計的角度，把知識點串連起來，前后部分融會貫通，幫助學生建立起知識架構，打好全面的基礎，使其走出校園后有足夠的潛能繼續成長。

（2）工程思維。通信系統的性能指標涉及有效性、可靠性、適應性、經濟性等，不同的通信業務對系統性能的要求不盡相同，設計方案應該根據實際需要有所側重和調整。目前課程評價標準單一，沒有考慮資源受限下的多目標綜合優化。學生不會去主動探究工程問題的抽象與建模、不會摸索合理和可行的解決方案，始終無法意識到技術因素與非技術因素相互作用的“復雜性”，最終導致學生解決實際復雜工程問題的綜合能力無法得到真正提高。教師應對學生加強工程思維的訓練，比如講述差錯控制編碼時，可設定很多不同的應用場景，鼓勵學生在課本知識的基礎上拓展思維，在保證差錯控制效果的前提下，多方探究各種不同的特色實現方案，滿足各種業務需求。

（3）批判性思維。我國的教育從小就強調遵法守紀，要求對老師家長言聽計從，學生普遍缺乏獨立思考能力，在團隊合作、交流宣講等活動中，往往把自己置于學生的固定角色，總是希望老師和書本給出正確答案。要讓學生打破這種慣性思維，敢于懷疑一切，否定一切，不迷信，不盲從。因為即使是應用了很多年的定理定律，也可能存在一些不足，不一定適應現代科技日新月異的發展。比如之前幾十年，模擬通信都是主要的通信方式，但近年來隨著微電子技術、計算機技術的應用以及大規模集成電路的出現，加上光纖媒質的廣泛使用，數字通信越來越占據了統治地位。

3.2 改革教學模式，多種方式混合進行

本校通信原理由于理論學時有所壓縮，同時又要完成教學任務，保證課程的各知識要點都覆蓋到，老師在課堂上都是以理論講授為主、互動不夠[3]，且課堂組織形式仍然以老師單方面授課為主，學生被動聽課。在當今互聯網時代，可充分利用網絡信息和工具，適當引入翻轉課堂、MOOC、競課教學等形式來豐富、改革教學模式。重新調整課堂內外的時間，將學習的決定權由教師部分地轉移給學生。對于某些重點難點，讓學生利用課外或假期時間觀看視頻學習。節省出的課堂時間用來進行師生互動，答疑解惑。針對通信原理課程，需要建立有關通信系統的完整的知識體系，這種碎片化的學習方式不能代替課堂教學，建議采取線上線下混合教學，多種方式有機結合，既體現學生的主體地位，又保障了老師的主導作用[4]，同時還有利于優質教育資源的共享，能達到更好的教學效果。

本校的通信工程專業是全國招生，學生來自五湖四海，存在地域差異，同時還有部分學生是“專升本”。他們在基礎、能力上存在一些差異性，教師因人而異，實現差異化教學勢在必行。對基礎較弱的學生，應提高其學習興趣，降低參與門檻；而對于學有余力的學生，就挖掘其自主學習能力，提高挑戰度；同時開展“競課教學”，為學生提供實踐的平臺。下面列舉正在展開與探索的幾種教學方式：

（1）以“學生上講臺”的形式開展翻轉課堂教學將學生分為兩種角色：

“小老師”：向全體學生講授指定知識點。要求他（她）通過自主學習，不但理解相關內容，還能有條理地表達出來。這種挑戰度較高，面向基礎好、能力強的學生。

“討論者”：對“小老師”講授的內容提問討論。這是面向大多數基礎和能力適中的學生。

（2）充分利用好線上教學資源

MOOC上有許多優秀的教學視頻資源，老師可以遴選部分精品課程推薦給學生。對于能力較強的學生推薦一些進階課程，用于鞏固及提高學生的知識掌握水平；對于能力適中以及較差的學生推薦基礎課，用于學生進行二次學習，達到掌握課程內容的目的。

線上作業：一些基礎的作業題如選擇、填空、問答等可以在線上進行，既可讓學生利用零散時間完成作業，又可提升教師批改作業的效率，讓教師有更充足的時間對學生進行指導。

（3）開展競賽與課程學習結合教學

教師設計好競賽形式后，由學生分組進行，最終提交競賽作品。學院鼓勵教師開展，同時對于優秀作品給與一定獎勵并推薦參加更高一級的競賽。如競賽題目可為學生校園呼叫系統、搶險指揮話音系統等，讓學生利用所學知識設計產品，達到學用結合，相互助長的目的。

經多次探究改進，上述方法可以提高教學質量，激發學生的學習熱情。教師通過這些方式，由淺入深梳理課程知識點，幫助學生理解課程內容。

3.3 加強校企合作，培養工程應用能力

專業認證強調工程教育的基本質量要求，保證學生掌握專業技能的質量。加強校企合作，采用案例教學、虛擬企業實戰等方式可培養他們的工程應用能力。比如在討論碼間串擾的影響時，教師讓學生在通信公司用示波器實際觀察某基帶信號波形的眼圖，確定最佳抽樣時刻、判決門限電平等主要參數，了解定時誤差靈敏度、零點畸變等情況，引導他們設計有一定自適應能力的響應系統。這樣就把他們置于工程師處理問題的場景，有助于解決實際工程問題[5]。

校企合作具體實施時，可分幾個階段進行：

（1）項目法教學。調整和更新教學內容，搭建集成產品開發創新創業平臺，增設產品開發性實踐。在探索、思考和實踐研習中，激發學生學習興趣，培養多維能力。

結合實際通信系統進行系統講解與學習。如以廣播系統為例，有模擬廣播系統和數字廣播系統，涉及到調制、解調、信號數字化、編解碼等理論知識，結合實物系統講解并動手設置相應參數，對比實際廣播效果，讓學生具備初步的工程系統能力，相關實物和平臺可以從合作企業中得到支持。其他如設計FM立體聲數字收音機、WCDMA通信系統等項目均適合作為完整項目進行教學。

（2）課外活動。以產品開發為目標，通過組建產品自主開發團隊，比對公司運行，引入團隊協作機制，達到課程的工程素養和協同能力的培養要求。采用類似企業的管理模式，發揮學生的主觀能動性，讓學生自主組織和開展實踐活動。

（3）企業合作。學生分為項目小組，對標現行各主流公司團隊化、項目化運行協作機制進行管理。和企業共同確定技術方案，工作分配與合作方式，對重要知識點進行現場教學。

學生在課程期間可以進企業參觀與學習，以湖南文理學院前期運行模式為例，學生在學習一定理論知識之后可以到通信運營商參觀學習，這種運行模式受到學生的一致好評。在條件允許的范圍內，可以對這種合作模式進行深化。如在參觀企業后，可聘請相關企業的技術骨干人員，對某一部分專業的知識點進行講解；又如學習調制理論時，運營商的無線運維人員可以結合當前無線通信中正在使用的理論及公司現有的平臺，對此進行專題講述。這樣讓學生真正把理論和實際結合，并且對行業技術發展現狀有充分認識。

4 結語

新時代的教育以學生為中心，德育為先，能力為重。通信原理課程教學應進行不斷的探索與改進，以專業認證為推手，轉變教學觀念和模式，推進工程教育改革，這對提升通信工程專業學生對產業發展的適應性有積極的意義。