王磊 劉海濤 王曉亮 王鵬

摘要：圍繞“研究性教學(xué)”的教學(xué)理念，本文分析了《通信原理》課程現(xiàn)狀和在人才培養(yǎng)中的地位，指出存在的問(wèn)題和需要改進(jìn)的方向，從如何提高師生互動(dòng)效率、培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力、加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)和進(jìn)一步設(shè)計(jì)教學(xué)資料等方面進(jìn)行了深入討論和實(shí)踐探索。

關(guān)鍵詞：通信原理；教學(xué)設(shè)計(jì)；實(shí)踐教學(xué)；研究性教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）42-0149-02

一、課程概況

《通信原理》課程是我校電信與自動(dòng)化學(xué)院通信、電子專業(yè)的專業(yè)必修課，課時(shí)量大，理論性強(qiáng)，是通信類課（《數(shù)據(jù)通信》、《擴(kuò)頻通信》、《衛(wèi)星通信》等）的基礎(chǔ)課程，在人才培養(yǎng)中起著承上啟下的重要作用。而通信又是一個(gè)發(fā)展迅速、新技術(shù)新應(yīng)用層出不窮的領(lǐng)域，這些都對(duì)《通信原理》的課程建設(shè)提出更多更高的要求[1-3]。

二、課程建設(shè)內(nèi)容

（一）基于問(wèn)題的教學(xué)提高師生互動(dòng)

我校學(xué)生多，教師少，師生比太小的問(wèn)題一直比較突出。除雙語(yǔ)實(shí)驗(yàn)班外，《通信原理》的教學(xué)班學(xué)生人數(shù)均在100名左右。這樣的學(xué)生規(guī)模，在實(shí)際授課實(shí)踐中很難進(jìn)行有效的師生互動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，小班授課更有利于教學(xué)活動(dòng)的組織，但在目前無(wú)法短時(shí)間內(nèi)分成小班授課的條件下，我們采用了其他方式，如基于問(wèn)題的教學(xué)模式，來(lái)促進(jìn)師生間的互動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。具體來(lái)說(shuō)，先對(duì)課程進(jìn)行梳理，分析各個(gè)教學(xué)單元中每一章、每一節(jié)的知識(shí)體系，得到知識(shí)間的邏輯、遞進(jìn)等關(guān)系，然后每章給出一個(gè)大問(wèn)題，大問(wèn)題由各個(gè)小問(wèn)題來(lái)支撐。授課時(shí)先大致講一下本章導(dǎo)論，然后給出問(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí)。例如，“差錯(cuò)控制編碼”這一章可以設(shè)計(jì)如下問(wèn)題：（1）通信系統(tǒng)中采用差錯(cuò)控制的目的是什么？（2）“信源編碼”和“信道編碼”有何不同，分別解決了什么問(wèn)題？（3）編碼的糾錯(cuò)和檢錯(cuò)能力怎樣來(lái)分析？（4）設(shè)計(jì)（7，4）漢明碼的編碼器和譯碼器，等等。讓學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)，享受研究的樂(lè)趣，慢慢培養(yǎng)主動(dòng)解決問(wèn)題的能力。課上的互動(dòng)和討論雖然不多，卻是一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)。另外，圍繞問(wèn)題組織教學(xué)，目標(biāo)明確，也能避免出現(xiàn)課堂上“看著很熱鬧，實(shí)際上啥也不知道”的狀況。

在此基礎(chǔ)上，教師再針對(duì)課程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，設(shè)計(jì)多個(gè)研究題目，來(lái)開(kāi)展“研究性教學(xué)”。學(xué)生分成若干組，每組選擇一個(gè)題目，經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)檢索、仿真設(shè)計(jì)、撰寫報(bào)告和答辯等環(huán)節(jié)后，由教師來(lái)評(píng)定成績(jī)，并計(jì)入平時(shí)考核。

（二）不斷深化課程體系改革

我校2016年版的培養(yǎng)方案中，《通信原理》的學(xué)時(shí)從72學(xué)時(shí)減少到64學(xué)時(shí)，需要對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行整合，主要體現(xiàn)在以下方面：（1）縮減模擬通信系統(tǒng)的學(xué)時(shí)。由于在前期課程“通信電子線路”中已經(jīng)講授了模擬振幅調(diào)制（AM、DSB、SSB和VSB）和角度調(diào)制（FM和PM），因此本課中的這部分內(nèi)容學(xué)時(shí)可以進(jìn)行刪減。（2）兼顧不同方向設(shè)置課程。我院通信工程專業(yè)下分“現(xiàn)代通信”和“民航”兩個(gè)方向，學(xué)生在大學(xué)三年級(jí)劃分具體專業(yè)方向。針對(duì)不同的方向，其后續(xù)課程也有所不同。例如，現(xiàn)代通信方向的學(xué)生要透徹理解現(xiàn)代通信技術(shù)，可以繼續(xù)學(xué)習(xí)《信息論與編碼》、《移動(dòng)通信》、《衛(wèi)星通信》等后續(xù)課程。而民航方向的學(xué)生需要理解民航中的實(shí)際通信系統(tǒng)，因此后續(xù)的課程有《空管通信系統(tǒng)》等課程。在這種情況下，作為專業(yè)基礎(chǔ)課的《通信原理》，某些通信理論我們只需要簡(jiǎn)單講授即可。例如，“信源編碼和信道編碼”這部分內(nèi)容如果用幾個(gè)學(xué)時(shí)就講得很清楚、很透徹，幾乎是不可能的。在《通信原理》中，我們只講授了幾種簡(jiǎn)單、常用的編碼，起到“入門”的目的即可，詳細(xì)的知識(shí)體系將在《信息論與編碼》課中體現(xiàn)。

（三）實(shí)踐教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)

實(shí)踐教學(xué)是課程重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，可以加深對(duì)理論教學(xué)中重要概念、重要原理的理解，提高學(xué)生的動(dòng)手及分析解決問(wèn)題的能力。由于條件所限，我們目前開(kāi)出來(lái)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)占比少，大部分是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)大多是按照實(shí)驗(yàn)步驟“走一遍”，觀測(cè)關(guān)鍵點(diǎn)的波形，分析歸納結(jié)論，然后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。這種傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式已經(jīng)逐漸顯露出缺點(diǎn)和不足：難度較小，在培養(yǎng)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力方面欠缺，不能激起學(xué)生的主動(dòng)求知欲。為此，我們分三步走。第一步，利用Matlab、SystemVue等軟件為學(xué)生設(shè)計(jì)了仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目[4，5]。學(xué)生在仿真環(huán)境中觀測(cè)波形、頻譜等，然后記錄分析。第二步，在理論講授和第一步仿真操作的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生針對(duì)學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題，自己設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)，做仿真來(lái)研究。例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)了二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的誤碼率之后，可以在Matlab中編寫函數(shù)，運(yùn)行仿真來(lái)驗(yàn)證一下各種調(diào)制系統(tǒng)的抗噪聲性能。第三步，利用通信原理實(shí)驗(yàn)室，并結(jié)合《空管通信系統(tǒng)》、《通信原理與系統(tǒng)》等課程的實(shí)驗(yàn)建設(shè)需要，將現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室改擴(kuò)建，構(gòu)建“VHF話音通信系統(tǒng)”測(cè)試平臺(tái)。學(xué)生利用SystemVue軟件設(shè)計(jì)收發(fā)系統(tǒng)，然后加載到平臺(tái)來(lái)生成信號(hào)，通過(guò)觀察時(shí)域波形、頻譜等來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)正確與否，在這個(gè)過(guò)程中也掌握了VHF話音通信系統(tǒng)收發(fā)信機(jī)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)的測(cè)量方法。

在信息和網(wǎng)絡(luò)普及的時(shí)代，學(xué)生獲取知識(shí)的渠道是多方面的。因此，除了課堂的面對(duì)面講授之外，借助學(xué)校的Bb教學(xué)平臺(tái)，我們也開(kāi)發(fā)了針對(duì)通信原理課程的網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)。該平臺(tái)目前已經(jīng)加載了課程信息、教師隊(duì)伍介紹、教學(xué)課件（教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱、教學(xué)PPT和講義、每章重難點(diǎn)和習(xí)題等）以及網(wǎng)絡(luò)資源鏈接等。結(jié)合前期工作，我們將更新充實(shí)后的講義、教案上傳到Bb平臺(tái)，并建設(shè)了通信原理案例庫(kù)，將通信領(lǐng)域的新技術(shù)、新應(yīng)用等設(shè)計(jì)成若干案例?？紤]到畢業(yè)學(xué)生將來(lái)大多走向民航的通導(dǎo)、機(jī)務(wù)維修等部門，因此在設(shè)計(jì)案例時(shí)充分考慮民航行業(yè)現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了3—5個(gè)民航空管通信系統(tǒng)和飛機(jī)通信系統(tǒng)的案例。另外，關(guān)鍵的知識(shí)點(diǎn)、難點(diǎn)錄制成小視頻，通信領(lǐng)域新動(dòng)向和有價(jià)值的新聞、記錄短片等視頻資料也在收集整理后上傳。為了滿足學(xué)生進(jìn)一步擴(kuò)展性學(xué)習(xí)的需要，還補(bǔ)充了一些課外閱讀資料和學(xué)習(xí)網(wǎng)站的鏈接，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)“吃得飽”。

（四）精心設(shè)計(jì)講稿和教案

每一堂課都需要精心設(shè)計(jì)和組織，這些都應(yīng)該體現(xiàn)在講稿和教案等教學(xué)資料中。雖然上好一堂課的標(biāo)準(zhǔn)不唯一，但下面幾點(diǎn)在教育界是有共識(shí)的：（1）目的明確，教學(xué)目的恰當(dāng)，課堂上的一切活動(dòng)圍繞教學(xué)目的進(jìn)行；（2）內(nèi)容正確，要確保教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性、系統(tǒng)性；（3）方法恰當(dāng)，在教學(xué)活動(dòng)中為達(dá)到教學(xué)目的選擇的方法合理、得當(dāng)；（4）組織嚴(yán)密，大學(xué)授課學(xué)時(shí)寶貴，在教學(xué)中要充分利用好一堂課時(shí)間，兼顧學(xué)生的表現(xiàn)，適時(shí)引導(dǎo)。一個(gè)看似簡(jiǎn)單的課堂提問(wèn)也需要精心設(shè)計(jì)：怎樣設(shè)計(jì)問(wèn)題、什么時(shí)候提問(wèn)、如何啟發(fā)學(xué)生按照教師的意圖去思考。某些理論性強(qiáng)、不好理解的知識(shí)，需要引入例子，并在講稿和教案中根據(jù)例子設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程。

三、結(jié)束語(yǔ)

教學(xué)是一門藝術(shù)，而藝術(shù)本身就是無(wú)止境的一種追求。在目前條件下，課程建設(shè)實(shí)踐如“基于問(wèn)題的教學(xué)”、“研究性教學(xué)”等，首先在小班內(nèi)進(jìn)行試點(diǎn)，積累和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)后再逐步推廣至全部教學(xué)班。

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