一流課程建設背景下的現代通信原理課程教學創(chuàng)新思路研究

杜 青 馮 芳

（天津天獅學院信息科學與工程學院,天津 301700）

傳統現代通信原理課程教學過程中存在重理論傳授，輕實踐訓練，工程教育人才培養(yǎng)理念滯后，學生很難做到理論聯系實際，缺乏解決實際工程項目問題的能力，課堂活躍度不高，師生之間缺乏有效互動等問題。如何運用新教育理念進行課程教學模式改革，提升學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力是當下必須解決的現實問題。

1 課程基本情況說明

課程名稱：現代通信原理。

學分/學時：3.5學分/56學時（理論44學時，實驗12學時）。

課程類別：學科專業(yè)基礎課。

授課對象：通信工程專業(yè)、電子信息工程專業(yè)大學三年級學生。

預修要求：高等數學、信號與系統、高頻電子線路。

2 課程教學中存在的問題

現代通信原理是信息和通信類專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)基礎課程，其教學的重點是讓學生理解通信系統的基本概念和基本原理，掌握相關的分析方法。課程內容理論性強，通信系統概念抽象，原理分析中涉及公式推導較多，且要求學生扎實掌握高等數學、信號與系統等基礎知識。傳統的教學方式中，學生存在學習積極性不高、學習過程中容易感覺枯燥乏味等問題，這些問題出現的原因是多方面的，主要有以下幾點。

2.1 課程內容理論性強，學生存在畏難心理，缺乏學習興趣

課程教學內容理論性較強，原理分析中涉及的公式推導較多，對學生的數學基礎要求較高，學生存在畏難心理；課堂教學以成熟的理論講授為主，學生很難把抽象的原理知識與工程實踐結合應用，難以解決通信工程實踐中遇到的問題，容易出現學習動力不足，缺乏學習興趣[1]。

2.2 傳統課堂以講授為主，學生的創(chuàng)新意識和實踐操作能力普遍不強

傳統的教學方式以教師為中心、以課本為中心、以課堂為中心，重理論傳授，輕實踐訓練，工程教育人才培養(yǎng)理念滯后。這不利于激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，制約了學生創(chuàng)新意識和實踐能力的形成，難以適應新形勢對實踐性強的新工科人才的需求。

2.3 課堂活躍度不高，師生缺乏有效互動

傳統的教學方式以教師講授為主，學生的參與度較低，部分學生上課不認真聽講，玩手機的情況時有發(fā)生。

因此，在當前一流課程建設情況下以及新工科視域下，探索現代通信原理課程的教學改革和教學創(chuàng)新勢在必行。在整個教學環(huán)節(jié)應適中強調工程教學理念，更強調學生的工程應用[2]。目前大部分課程的學時被壓縮，現代通信原理也同樣面臨學時數減少的問題，如何在學時減少的情況下保證教學效果，滿足培養(yǎng)創(chuàng)新應用型人才的迫切需求，是學校和教師應該思考和解決的問題。

3 教學創(chuàng)新設計

現代通信原理課程教學創(chuàng)新設計應著眼于培養(yǎng)適應新時代要求的工程技術人才，淡化復雜的數學推導和理論分析，將重點放在對概念的理解和應用上。在提升學生學習興趣和學習能力的同時，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識。為此，課程組教師從激發(fā)學生創(chuàng)新意識、優(yōu)化教學內容、探索新型教學方法等方面進行了一些改革探索。

3.1 課程教學融入思政元素，激發(fā)學生創(chuàng)新意識

課程教學將通信技術場景引入教學過程中，整合行業(yè)發(fā)展技術，引入工程理念，體現工程應用，培養(yǎng)大國工匠精神。通過介紹國內外通信發(fā)展態(tài)勢，突出應用前沿，激發(fā)創(chuàng)新意識。引入國家領先的通信技術，以積極的內容引導學生樹立愛國情懷和正確的人生觀、價值觀。例如，在緒論的教學中加入北斗導航的應用，介紹北斗短報文在汶川地震中發(fā)揮的重要作用。

3.2 優(yōu)化理論教學內容，完善實踐教學體系

現代通信原理課程內容多且煩瑣，由于課時限制，教師在講授課程時，無法做到面面俱到，因此必須對教學內容進行優(yōu)化。

課程教學內容的優(yōu)化應按照詳略結合、重點突出的要求進行，并側重基礎理論的講解。現代通信原理的教學內容體系如圖1所示。現代通信原理課程的主要內容包括模擬通信和數字通信兩部分，其中模擬通信部分在先修高頻電子線路課程中已經講授過，因而可以簡略介紹[3]。當前數字通信技術發(fā)展迅速、應用廣泛，因而教學重點應放在數字通信及新的調制和編碼技術上，例如在講授現代調制技術的時候引入5G新型調制技術，體現教學內容的與時俱進。

圖1 現代通信原理教學內容體系

在實驗教學方面，注重知識的應用性[4]，在教學中引入Matlab、SystemView等仿真軟件，增加了綜合性、設計性實驗。如圖2所示，本課程借助硬件平臺和軟件仿真，通過原理驗證型實驗、仿真設計型實驗以及綜合創(chuàng)新型實驗三個階段，將理論知識與實踐操作有機結合，提出問題、質疑理論、提升理論，培養(yǎng)學生靈活應用知識的能力，提升學生的實踐創(chuàng)新能力。后續(xù)還開設了通信綜合實訓課程，以便更好地提升學生的綜合應用能力。此外，鼓勵學生運用現代通信原理課程知識，積極參加各類大學生比賽，通過參加競賽，加深學生對所學知識的理解，并提高學生的綜合應用能力及自主創(chuàng)新能力。

圖2 實驗內容

3.3 采用線上線下混合式教學模式，突出學生的主體地位

課堂教學和網絡教學相結合的混合教學模式可以做到優(yōu)勢互補。傳統的課堂教學主要突出教師的主導作用，強調教師的引導。網絡課堂突出學生的主體地位，強調學生的自主學習，查漏補缺。所以線上線下相結合，可以很好地實現優(yōu)勢互補，合理地引導學生的課外自主學習互動，讓學生將更多的精力放到自主學習上，培養(yǎng)學生養(yǎng)成良好的學習習慣，同時，做好課下自主學習還會對課堂教學效果有很好的促進和提升作用[5]。

3.3.1 構建優(yōu)質的線上資源

本課程的線上資源有兩部分。一部分是中國大學慕課平臺中的優(yōu)秀教學視頻，這部分視頻主要是用以幫助學生進行課前預習及課后拓展。另一部分是超星平臺的自建課程，包含教學課件、實驗講義、實驗視頻、習題庫等，并且可以在該平臺上建立班級，有效實現課堂活動。超星平臺自建課程的功能主要有兩個：一個是實現課堂互動，比如簽到、課堂討論、課堂練習等；另一個是發(fā)布通知，布置課下作業(yè)，學生自主討論、復習等。

3.3.2 混合式教學模式的具體實施方案

在線上線下混合式教學模式中，學生根據教師布置的課外任務，在網絡教學平臺完成課前預習和課后復習查漏補缺環(huán)節(jié)，而教師在課堂教學環(huán)節(jié)中主要講授知識的重點和難點，對學生不懂的地方進行答疑解惑，組織學生深度討論以便其更好地理解知識。

課前預習環(huán)節(jié)，教師依托信息化網絡平臺（學習通、雨課堂等）發(fā)布學習內容及要求，學生根據教師在網絡平臺提供的預習材料學習、理解相關的知識點，獨立思考并完成預習作業(yè)，并且教師端可以及時了解學生的預習情況。

課堂講授環(huán)節(jié)，教師著重講授重點和難點內容，并進行習題講解，組織課堂討論和答疑解惑。教師可以根據學生的預習情況有針對性地講授相關內容[6]。在課堂講授過程中，教師可借助信息化技術進行師生互動，比如進行課堂簽到、選人或搶答問題、隨堂測驗等，通過多種教學活動讓學生積極參與到課堂中來。也可以選取部分內容，以學生自主講解、教師總結點評的方式進行教學。對于一些需要討論的內容和題目，教師可在預習環(huán)節(jié)提前發(fā)布討論主題，在課堂中，學生根據預習階段所做的準備進行集中討論，深度理解并應用所學知識解決問題，教師在整個討論過程中適度引導，幫助學生發(fā)現問題并找到答案。

此外，為了提高課堂教學的生動性，激發(fā)學生的學習興趣，教師可以在課堂教學中適時采用啟發(fā)式、討論合作式、虛實結合式等多種教學方法。并且，著重對基本概念和基本原理的闡述，以及對結論的理解和應用。可應用通信仿真軟件補充課堂教學，對所講解的系統進行分析和演示，注重理論與實踐的結合，提高課堂教學的生動性和互動性。

課后復習階段，教師通過信息化平臺發(fā)布作業(yè)和開放式討論話題，在信息化平臺上進行師生、生生之間的交流互動。學生借助教師在網絡平臺提供的課件和視頻等教學資源自主完成對所學知識的復習，進行查漏補缺，獨立完成教師布置的課后作業(yè)。教師根據學生作業(yè)的完成情況對學生的知識掌握情況進行了解，對教學進行反饋和調整。

在實際教學過程中，各個教學環(huán)節(jié)的劃分并不是絕對和一成不變的，而是可以適當調整的，關鍵是要滿足教學需求，切實提高學生的學習能力進而提升教學效果。

3.4 改革課程考評機制，激發(fā)學生學習動力

本課程為考試課程，采取平時考查、實驗成績、期末考試等方法進行課程綜合考核，注重過程化的學習管理。平時成績主要包括課堂表現情況、出勤、線上學習情況（測驗、作業(yè)）；實驗成績?yōu)楦鞔螌嶒灣煽兊钠骄担黄谀┛荚嚍槔碚撜n閉卷考試。

本課程采用“總評成績＝平時成績×30%＋實驗成績×20%＋期末成績×50%”的標準。

4 建設成效

線上線下混合式教學模式促使學生將更多的時間和精力投入到學習上，部分學生從被動學習轉向主動學習，學習熱情和學習積極性有所提高。優(yōu)化教學內容，注重實踐教學，切實提高了學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。越來越多的學生積極申報各類科研項目，每年均有多個項目獲得市級大創(chuàng)立項。

5 結語

本文針對現代通信原理課程的實際教學活動中存在的問題，從課程思政、教學內容、線上線下混合式教學模式以及課程考評等幾個方面詳細闡述了課程教學創(chuàng)新的具體設計。通過課程教學改革的探索與實踐，驗證了所采取的改革措施是可行且有效的。