基于生物進(jìn)化的“通信原理”課程創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)改革實(shí)踐

張福鼎，韓典榮，郭云均

（江蘇第二師范學(xué)院 物理與電子工程學(xué)院，江蘇 南京 210013）

0 引言

“通信原理”課程作為專業(yè)課程體系中重要的基礎(chǔ)課程，詳細(xì)闡述了通信技術(shù)的基本概念、基本原理、基本框架與分析方法，地位重要又與先修課程聯(lián)系緊密，為后續(xù)課程奠定基礎(chǔ)，也是研究生入學(xué)考試必考科目，所以學(xué)好通信原理有著十分重要的意義。然而，該課程理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)難度，學(xué)生感到枯燥難懂，抓不住重點(diǎn)，學(xué)習(xí)吃力，不易理解[1-3]。

1 “通信原理”課程教學(xué)效果不理想的主要原因

（1）課程內(nèi)容較多，涉及數(shù)學(xué)、物理、信號及線性系統(tǒng)等內(nèi)容，模型抽象、原理復(fù)雜、數(shù)學(xué)公式多、推導(dǎo)過程煩瑣；實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性為主，學(xué)生僅按照手冊或講義規(guī)定要領(lǐng)及步驟開展且課程實(shí)際學(xué)時(shí)較少。（2）學(xué)生沒有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，自信心也不足，遇到難題容易放棄，遇到難學(xué)課程自暴自棄，部分學(xué)生學(xué)習(xí)需要教師監(jiān)督，自覺性不高。（3）大學(xué)課堂的特點(diǎn)在于教學(xué)內(nèi)容面廣、量大，有些學(xué)生不適應(yīng)大學(xué)教學(xué)節(jié)奏，無法跟上教學(xué)內(nèi)容。（4）不少教師在實(shí)際教學(xué)中，既沒有建立與專業(yè)課程聯(lián)系，也沒有與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系，導(dǎo)致學(xué)生缺少學(xué)習(xí)的興趣。綜上所述，傳統(tǒng)教學(xué)模式不利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和興趣，最重要的是不利于培養(yǎng)學(xué)生的探索、創(chuàng)新精神和相互協(xié)作的能力[4-5]。

在國外，美國最早開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育研究與實(shí)踐，其主要研究內(nèi)容集中于針對創(chuàng)業(yè)教育生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成要素及運(yùn)行機(jī)制，創(chuàng)業(yè)相應(yīng)的教育課程設(shè)置研究，創(chuàng)業(yè)教育模式展開研究及創(chuàng)業(yè)教育的師資狀況研究。在國內(nèi)，國內(nèi)學(xué)者相應(yīng)研究主要涵蓋針對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育重要性的研究及高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育實(shí)施路徑研究。生物進(jìn)化理論解釋了生物漸進(jìn)演變過程及機(jī)制，從無序到有序?qū)嵤┭莼M(jìn)化，形成物質(zhì)、能量和信息的有效循環(huán)利用，內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)互動(dòng)、試探學(xué)習(xí)并反饋評價(jià)，選擇共生行為、分工協(xié)作行為和利他行為實(shí)現(xiàn)繁殖。為此，本文提出了基于生物進(jìn)化理論的“通信原理”課程雙創(chuàng)教學(xué)模式，在教學(xué)過程中引入創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)內(nèi)容與項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用展開教學(xué)改革實(shí)踐。

2 基于生物進(jìn)化的“通信原理”雙創(chuàng)課程

2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

本研究實(shí)現(xiàn)細(xì)化學(xué)習(xí)目標(biāo)，將大而籠統(tǒng)的知識塊在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐中合理分解為細(xì)而小的知識點(diǎn)，針對這些知識點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)能力培養(yǎng)，建立對應(yīng)的培養(yǎng)環(huán)節(jié)。以實(shí)踐運(yùn)用為目的，使得學(xué)生除了書本知識運(yùn)用，還要在規(guī)劃設(shè)計(jì)等實(shí)踐活動(dòng)中按規(guī)范形成主動(dòng)探索、獨(dú)立思考、研制試驗(yàn)等學(xué)習(xí)習(xí)慣。依照創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐內(nèi)容、培養(yǎng)要求及標(biāo)準(zhǔn)，以理解的知識為基礎(chǔ)，在過程中靈活應(yīng)用，最終提高能力。

2.2 設(shè)計(jì)思想

為了實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練，課程核心內(nèi)容以工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)為導(dǎo)向、工程能力培養(yǎng)為目標(biāo)，分段過程包含構(gòu)思（多樣性）、設(shè)計(jì)（選擇性）、實(shí)現(xiàn)（演化）及運(yùn)作（分化）。實(shí)現(xiàn)“全程實(shí)踐，能力培養(yǎng)”，讓學(xué)生以主動(dòng)、實(shí)踐的方式實(shí)施“學(xué)中做、做中學(xué)”及“基于項(xiàng)目的教育和學(xué)習(xí)”。其中，雙創(chuàng)內(nèi)容項(xiàng)目設(shè)計(jì)是整體精髓所在，實(shí)施形式為“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、主動(dòng)探索”的開放式教學(xué)模式，學(xué)生在教師指導(dǎo)下以團(tuán)隊(duì)協(xié)作的方式去完成一些項(xiàng)目，通過項(xiàng)目實(shí)施完成教學(xué)任務(wù)，學(xué)生通過項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)來得到能力鍛煉及提升。

2.3 設(shè)計(jì)思路

在目前知識點(diǎn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建突出學(xué)生參與及培養(yǎng)能力的課內(nèi)外結(jié)合的教學(xué)模式。教學(xué)的關(guān)鍵是發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)過程中的主體地位，給學(xué)生創(chuàng)造適宜的環(huán)境氣氛，以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性為首要目標(biāo)，使學(xué)生由被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變到主動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)生要親自完成對于案例的分析與深入解析。根據(jù)老師闡述的知識，通過教師引導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生基于已學(xué)知識通過一系列思維操作，采用分析發(fā)現(xiàn)法等手段由淺入深地理清知識脈絡(luò)，讓學(xué)生親歷探究的學(xué)習(xí)過程，更好地掌握內(nèi)容；通過解決疑問，化繁為簡進(jìn)行歸納總結(jié)結(jié)論，進(jìn)一步鞏固加深理解，使客觀的東西變成了個(gè)人的寶貴經(jīng)驗(yàn)，具體的教學(xué)設(shè)計(jì)流程如圖1所示。

圖1 教學(xué)設(shè)計(jì)流程

2.4 設(shè)計(jì)內(nèi)容

課程項(xiàng)目是教學(xué)實(shí)施的核心，與“通信原理”課程緊密聯(lián)系的實(shí)際工程、方案設(shè)計(jì)等都可以成為項(xiàng)目。課程項(xiàng)目設(shè)置內(nèi)容要大小適中，過高過大了會出現(xiàn)難以完成，會給學(xué)生帶來挫敗感，過小的刺激量又無法起到訓(xùn)練提升的作用。目前，教學(xué)中主要展開設(shè)計(jì)性項(xiàng)目，逐步加大探索性內(nèi)容比例，由學(xué)生根據(jù)個(gè)人興趣申請創(chuàng)立。實(shí)施過程中輔以教師講解、小組討論、審定點(diǎn)評等多種教學(xué)方式活躍課堂氣氛，激勵(lì)學(xué)生講授原理和方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)新性。

2.5 實(shí)施過程

教學(xué)方式以實(shí)踐實(shí)戰(zhàn)為主，以項(xiàng)目為引導(dǎo)的，將學(xué)生分成團(tuán)隊(duì)做項(xiàng)目，給學(xué)生一種新鮮感，通過個(gè)體探索、團(tuán)隊(duì)交流，促進(jìn)不同層次的學(xué)生共同進(jìn)步。為了完成課程學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生必須去做，去學(xué)習(xí)探索，去討論解決問題，在堅(jiān)持完成整個(gè)項(xiàng)目生命周期的過程中，達(dá)到項(xiàng)目實(shí)施能力和綜合能力的鍛煉與提高。在開課內(nèi)容中，講述教學(xué)目標(biāo)、項(xiàng)目任務(wù)、評價(jià)指標(biāo)、人員分組等，展示學(xué)習(xí)藍(lán)圖規(guī)劃，激發(fā)學(xué)生想做的愿望和興奮點(diǎn)，鍛煉和發(fā)展學(xué)生加強(qiáng)合作的意識、主動(dòng)積極探究的態(tài)度、創(chuàng)新想象的能力。

在項(xiàng)目實(shí)施過程中，進(jìn)行文獻(xiàn)綜述、方案設(shè)計(jì)、進(jìn)展匯報(bào)、結(jié)果展示等，模擬項(xiàng)目答辯過程，課程教師及高年級學(xué)生作為評委，盡可能使所有學(xué)生參與展示表達(dá)，鍛煉學(xué)生對口頭闡述、隨機(jī)應(yīng)變等能力。因此，主動(dòng)探索+項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)不僅是課程知識學(xué)習(xí)的一種很好的教學(xué)方法，也是培養(yǎng)提升學(xué)生各種素質(zhì)能力的有效途徑。

2.6 試點(diǎn)結(jié)果

根據(jù)前述提出的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)，作者在本院電子信息工程專業(yè)進(jìn)行了為期一個(gè)學(xué)年的教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用，取得了較好的授課效果。原來班級專業(yè)課成績、學(xué)習(xí)態(tài)度及學(xué)習(xí)習(xí)慣兩極分化嚴(yán)重，針對這一情況，作者采取了緊密聯(lián)系創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)際項(xiàng)目結(jié)合理論學(xué)習(xí)方法精講透講，讓學(xué)生聽得懂、聽得進(jìn)；增加師生互動(dòng)交流，采用隨機(jī)提問、匯報(bào)點(diǎn)評等方式，活躍了課堂氣氛，也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺性；通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐鍛煉，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。通過一個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，分別對實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)和對照團(tuán)隊(duì)進(jìn)行測試，實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)期末成績的達(dá)標(biāo)率、動(dòng)手實(shí)踐能力、對理論知識的理解及把握等水平均高出對照團(tuán)隊(duì)。在課程反饋問卷中，有超過85%學(xué)生以積極的態(tài)度主動(dòng)參與，有超過80%學(xué)生表明獨(dú)立完成工作任務(wù)，得到了收獲，并反映不僅加強(qiáng)了理論的深度與廣度，也加強(qiáng)了實(shí)踐活動(dòng)所學(xué)習(xí)的知識，記憶更扎實(shí)長久，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明學(xué)生在主動(dòng)探索方面取得了一定成果。

3 結(jié)語

在當(dāng)今新時(shí)代，“通信原理”這門重要的基礎(chǔ)專業(yè)課具有很強(qiáng)的工程特征，要在課時(shí)緊、任務(wù)重的條件下上好這門課確實(shí)不容易，而且知識面的綜合性、復(fù)雜性及扎實(shí)等特征對教學(xué)提出更高的要求?；诖吮菊n題研究并提出了基于生物進(jìn)化理念創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目為實(shí)踐內(nèi)容的“通信原理”課程教學(xué)改革，改變了傳統(tǒng)以教師講授為主的教學(xué)方式，通過項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、探究為主、啟發(fā)思考，激發(fā)探索欲望，使學(xué)生在實(shí)練實(shí)踐中進(jìn)行應(yīng)用，有利于學(xué)生增強(qiáng)就業(yè)競爭能力。同時(shí)，此次教學(xué)改革也對學(xué)生參加競賽、畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐產(chǎn)生了積極成效。當(dāng)然，筆者將在以后的實(shí)踐中繼續(xù)認(rèn)真總結(jié)、吸取教訓(xùn)、積極采納學(xué)生的意見，更進(jìn)一步提高課堂效率，并希望對廣大“通信原理”課程教師提供一些啟示與幫助。