新工科背景下應用型本科“通信原理”課程實踐教學研究

摘?要：隨著社會科技的快速發展，新工科成為新產業發展的重要方向。為了培養適應這一發展的人才，教學內容需要不斷拓寬，既要涵蓋新工科的核心知識，也要注重培養學生的創新能力和實踐能力。通過分析“通信原理”課程教學中的難點問題，并以創新精神和技術復合型的新工科人才培養為目標，加強校企合作，旨在提高應用型本科院校實踐教學質量和學生工程實踐能力，有效提高“通信原理”課程教學實踐效果，促進學生的全面發展。

關鍵詞：通信原理；實踐教學；新工科

中圖分類號：G640??文獻標識碼：A

Research?on?Practical?Teaching?of?"Principles?of?Communications"

in?Applied?Undergraduate?Programs?under?the?Background

of?Emerging?Engineering?Education

Zhao?Mingquan

Guilin?Institute?of?Information?Technology?GuangxiGuilin?541004

Abstract：With?the?rapid?development?of?social?technology，emerging?engineering?has?become?an?important?direction?for?new?industry development.In?order?to?cultivate?talents?that?can?adapt?to?this?development，the?teaching?content?needs?to?be?continuously?expanded，covering?not?only?the?core?knowledge?of?emerging?engineering?but?also?the?cultivation?of?students’?innovation?and?practical?abilities.By?analyzing?the?difficulties?in?the?teaching?of?the?"Principles?of?Communications"?course?and?aiming?to?cultivate?innovative?and?technologically?versatile?talents?in?emerging?engineering，strengthening?the?cooperation?between?universities?and?enterprises?aims?to?improve?the?quality?of?practical?teaching?in?applied?undergraduate?institutions?and?enhance?students’?engineering?practical?abilities.This?can?effectively?improve?the?effectiveness?of?the?teaching?practice?of?the?"Principles?of?Communications"?course?and?promote?students’?comprehensive?development.practice?teaching.

Keywords：Principles?of?Communications；practice?teaching；Emerging?Engineering?Education

1?概述

當前，信息技術正成為推動經濟發展和社會進步的關鍵因素。隨著科技的不斷發展和創新的推動，信息技術在各個領域得到了廣泛應用和快速發展，這使得經濟結構發生了巨大的變化。高新科技產業正成為經濟發展的主導產業，各個產業紛紛靠攏高新信息產業，以適應這個時代的變化［1］。高校作為社會培養輸送人才、推動經濟發展的重要力量，順應新經濟的需求，應運而生新工科。“通信原理”作為信息工程類專業的核心基礎課程，支撐著專業技術向前革新。如何優化“通信原理”課程的教學工作，提出引領性的課程改革案例，培養符合新工科標準的復合型工程人才已成為我國高校課程改革的重要議題［2］。這一舉措旨在推動我國高新科技產業的進一步革新。

“通信原理”課程知識原理復雜、理論性強、實踐性強等特點。學生常常面臨著難以理解知識點及接觸工程實踐的困境，因為其中許多知識點對他們來說是全新的。同時，該課程的教材內容較為陳舊，已經不能滿足新工科對知識的要求［34］。此外，傳統的“灌輸式”教學模式已經無法滿足新工科人才培養的理念要求，并且學科教學與行業需求之間存在一定的脫節，不再適合應用型本科對學生的培養要求。因此，對實踐教學方法和學生培養方式的改革至關重要，目標是增強學生對課程內容的理解，培養學生的合作與交流能力，增強對通信行業發展了解，提升實踐操作技能［5］。

2?教學存在的問題

2.1?教學內容更新緩慢

在傳統教學中，主要以知識理論的講授為主，然而這種方法未能充分分析前沿性問題和發展性問題。由于理論教學與通信新技術之間的聯系不夠緊密，導致課程內容的更新速度較慢。另外，一些教學方法已經過時，無法跟上現代通信技術的快速發展。理論課時較長的設置導致學生難以將抽象原理與工程實踐結合應用，從而無法解決實際工程中的問題，學習動力也因此不足。這些限制對于提高學生在實踐項目中解決復雜問題的能力產生了影響。

2.2?實驗教學不過關

部分院校在“通信原理”在實驗教學方面存在一些問題，主要表現為實驗教學內容單一、考核評判標準過于表面化，考核結果無法準確表明學生對專業知識的掌握程度。為了提升應用型本科院校的實驗教學，有必要改進通信原理的實驗教學。首先，實驗教學和理論教學需齊頭并進，兩者相輔相成，實踐教學與理論知識之間的聯系和銜接應更為緊密。學生在實驗中可能缺乏對理論知識的透徹理解，而僅僅是機械操作，導致實踐過程變得無意義和空洞。其次，一些院校在實驗教學中常常使用非課程定制的專用實驗設備，導致實驗教學與理論教學匹配度較低。實驗設備的數量和品質往往無法滿足學生的實驗需求。由于通信技術迅速發展，老舊的設備已經無法支持最新的實驗要求。同時，實驗所需的資源如硬件、軟件和實驗材料等也可能不足，限制了學生的實踐操作和探索空間。最后，很多高校對“通信原理”課程的實踐項目考核重視不夠，雖增加了項目實踐教學方式，但課時安排較少，教學過程簡單地通過“項目選題—成果總結—評分”來進行，缺乏項目答辯和成果展示的環節，教師無法真正評估學生的項目完成情況。

3?以實驗實踐為主的教學探索

“通信原理”課程以實踐為中心的學生培養方式，需要加強實踐教學內容的多樣性，引入更多與實際應用相關的案例和項目，使學生能夠將理論知識應用于實際工程情境中。優化實驗平臺和設備的設計與配置，確保其適應課程需求，提供給學生良好的實踐環境。應用型本科院校加強校企合作，聯合培養學生，優化考核與評價，確保學生綜合能力的充分展現和評估。

3.1?聯合仿真軟件教學

為了提高學生對通信原理的理解和應用能力，在教學過程中引入通信仿真軟件是非常有效的。“通信原理”涉及許多抽象的概念和算法，例如調制解調、信道編碼等。MATLAB仿真軟件能夠將這些抽象的概念通過圖表、動畫等方式進行可視化展示，使學生更容易理解和記憶，更重要的是在仿真過程中可以根據不同的通信需求自由設計和調整信號處理算法，并實時觀察仿真結果。這種靈活性使學生能夠嘗試不同的方案和算法，從而深入理解通信原理。例如，基于MATLAB仿真軟件進行OFDM（Orthogonal?FrequencyDivision?Multiplexing）系統設計和分析。OFDM是一種常用的多載波調制技術，廣泛應用于現代無線通信系統中。通過MATLAB仿真軟件，可以設計和調整OFDM調制器和解調器的參數，可以分析和優化OFDM系統的頻譜效率、抗干擾性能等指標。通過這樣的實踐，學生可以充分理解OFDM系統的原理和特點，并掌握系統參數的設計和優化方法。

3.2?實驗實踐教學改革

3.2.1?加強實驗教學比重

目前，部分院校存在一個普遍問題，即“通信原理”課程的實踐教學內容較少。造成這個問題的原因可能是學校在課程設置時對實驗部分的重視不夠，或者由缺乏相應的設備或教師資源而導致。通信原理實驗通過具體實踐操作、理論驗證、數據采集與分析等方法，幫助學生更好地理解通信原理的基本識和技術原理。然而，在過去的教學實踐中，我們常常將理論授課視為主要教學形式，而實驗教學比重相對較低，導致學生對于通信原理的理論知識掌握得較好，但在實際應用能力和解決實際問題的能力上存在一定的欠缺。

為了從根本上解決這個問題，學校可以采取相應措施來豐富教學方式。通過線上和線下結合的形式，減輕教師在理論知識教學方面的壓力，并考慮搭建虛擬實驗開發平臺，為學生提供自主開放的實驗環境。通過實驗操作，學生能夠直觀地感到通信原理相關技術的基本原理和操作流，從而提高他們的動手實踐能力。這種能力在今后的工作中是非常重要的，因為僅僅掌握理論知識是遠遠不夠的，必須能夠將知識轉化為實際應用。學生對實驗過程中遇到的問題能夠主動思考和解決，從而培養他們的問題解決能力。實驗中可能會存在一些未知條件和變量，學生需要通過實踐來解決這些問題，這將提高他們的綜合分析解決問題的能力。實驗教學可以幫助學生將抽象的理論轉化為具體實踐操作和現象，從而加深對理論的理解和記憶。通過親身經歷實驗過程，學生能夠更好地掌握和記憶理論知識，提高學習效果。

3.2.2?豐富實踐教學模式

在科技發展浪潮下，學生應具備創新意識和強大的工程實踐能力。部分院校的“通信原理”課程教學內容不夠全面，要求教師與教研組共同探討新的教學模式，引入更豐富和獨特的內容。在實踐課程中，采用小組式和項目式教學。

小組式教學將學生分成小組進行教學的方式，通過小組合作、互幫互助的學習環境，學生可以在實踐中相互交流和合作，共同解決問題。在教學中，一是組建多樣化的實驗小組，在組建實驗小組時可以盡量多樣化，既可以選擇同專業的學生組成小組，也可以選擇在不同專業的學生之間進行跨專業合作，這樣可以促進不同背景、不同專業的學生之間的交流和合作，豐富實踐教學的視角和思維方式。二是設計具挑戰性的任務，激發學生的主動性和創造性。教師可以設計一些具有一定難度和挑戰性的任務，讓學生在小組內共同思考和解決。

項目式教學是將學生分成小組進行實踐項目的方式。在教學中，一是設計實際應用項目，教師可以設計一些以實際應用為目標的項目，讓學生從設計和實現的角去探索通信原理的應用。例如，設計一個無線通信系統或者模擬一個數據傳輸網絡等。通過項目的實踐過程，學生可以更深入地理解和應用通信原理的知識。二是強調團隊合作和角色分工，在項目式教學中，團隊合作和角色分工非常重要。可以引導學生在項目中合理分工，每個人負責一個或多個任務，鼓勵學生團隊合作并充分發揮各自的優勢。

為了確保學生在項目實踐中取得良好的效果，教師可以提供實踐指導和及時反饋。指導可以包括項目的整體框架、關鍵技術指導等，反饋可以包括項目進展的審核、實踐過程中存在的問題和改進建議。

3.3?校企合作

3.3.1?教學資源優化

如前文已經提到，教師在教授“通信原理”這門與時俱進的課程時，需要充分了解最新問題和發展動態，并不斷更新教學內容。然而，由于教師的角色從過去的“學生學校”轉變為現在的“教師學校”，導致在工程背景方面的不足，缺乏相關經驗的教師相對較少，借助校企合作資源來補這方面的不足。具體的改革措施包括以下兩個方面。首先，引入與通信行業內具備權威性的企業合作，利用其豐富的工程經驗和第一線優勢，改革和完善培養方案和課程設置。積極與這些企業進行談判，以實現校企協同培養人才和共同建設課程。其次，提升教師的實踐能力，鼓勵他們參與企業實際崗位上的培訓和實戰活動，以增強他們的工程能力、學科前沿知識和國際視野。通過利用“產學研用”基地，培養教的實踐教學能力和操作技能。不斷改進和創新課程，通過內外培養、校企合作和產教融合來實施這些改革。這樣的改革舉措將有助于提升教師的工程背景，進一步加強校企合作，推動產業與教育的有機結合，實現課程的持續改進和創新。

3.3.2?校企定制班級

校企合作定制班級可采取2+1+1的培養模式，學生在學校學習2年基礎課程，1年學習企業的自設課程或定制課程，最后1年加入企業當中去進行實踐學習。

校企合作定制班級注重實際問題和實際項目的解決，學生能夠直接參與實踐活動，例如實習、項目實踐、企業訪問等。這使得學生能夠將理論知識應用于實際情境中，培養解決實際問題的能力，并增強工程實踐能力。定制班級的課程內容和教學方式緊密與行業需求相結合，學生將學習到最新的前沿技術和行業發展動態，有助于提升學生的行業適應力和競爭力。定制班級能夠更好地實現產學研體化，將學校、企業和科研機構資源有效整合起來，形成合作共贏的格局。學生在實踐項目中可以與企業合作解決實際問題，獲取真實的工作經驗，同時學校和企業可以共同探索前沿技術和開展科研項目。定制班級通常設有企業導師和學校導師，學生能夠得到來自實際工作經驗豐富的企業導師和學術指導經驗豐富的學校導師的指導。這樣的導師指導可以提供學生貼近行業實踐和學術前沿的指導，幫助學生更好地發展專業技能和職業素養。

校企合作定制班級與學校教學課堂的教學內容優勢點在于：一是課程定制，根據企業需求和行業發展趨勢，定制適合校企合作定制班級的課程體系。確保程緊密關聯實際項目和行業需求，提高學生的實踐能力和適應能力。二是專業實習和項目實踐，為學生提供與企業合作的實習和項目實踐機會，通過實際項目解決實際問題，培養解決問題的能力。三是設立企業導師和學校導師，為學生提供專業指導和職業規劃建議，幫助學生在實踐中提高技術水平和職業素養。

結語

在新工科背景下，我國社會產業結構對于高校的工科人才培養提出了更高的要求。特別是對于信息通信類專業的學生來說，他們的工程實踐能力需要得到較大的提升。因此，在分析“通信原理”教學存在問題的基礎上，聚焦于實驗實踐教學，探究實驗仿真教學方法、教學模式的改進、校企合作中教學資源的優化，以及培養方式中校企定制班級的設立，提供了應用型本科提升教學質量、工程實踐能力的實踐方法，側重學生的實際動手能力，促進學科交叉，推動前沿產業的繁榮。

參考文獻：

［1］唐麒，張曉瀛，馬東堂，等.面向工程教育的“通信原理”教學研究［J］.電氣電子教學學報，2022，44（02）：6164.

［2］王超，王麗娜.基于應用型本科教育的通信原理課程改革與探索［J］.電子世界，2017（19）：7172.

［3］穆文英.通信原理課程的教學設計與評估［J］.電子技術，2022，51（02）：214215.

［4］畢春艷，楊雪梅.現代通信原理教學創新研究與探索［J］.教育教學論壇，2021（45）：5457.

［5］李紅巖，楊靜.面向新工科的通信原理研究型實驗探索［J］.中國現代教育裝備，2021（17）：9698.

基金項目：2021年度桂林信息科技學院校級應用型課程建設項目

作者簡介：趙明權（1991—?），男，漢族，廣西桂林人，碩士，工程師，研究方向：通信系統、計算機視覺。