鄧楊保 肖衛(wèi)初 鄧曙光 譚躍 胡賽純
摘要:通信原理是通信、電子、信息處理等多個專業(yè)的重要專業(yè)核心課程,是學(xué)習(xí)電子信息類后續(xù)專業(yè)課程的基石。為了貫徹落實教育部在2018召開的新時代全國高等學(xué)校本科教育工作會議精神,在工程教育認證背景下,培養(yǎng)學(xué)生自然科學(xué)和工程基礎(chǔ)在電子、通信系統(tǒng)的應(yīng)用能力、設(shè)計能力和創(chuàng)新能力為根本目標,結(jié)合我校是地方應(yīng)用型本科院校的實際情況,對通信原理課程教學(xué)進行一些探索改革,提高通信原理課程的教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:工程教育認證;應(yīng)用型本科院校;通信原理;教學(xué)效果
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A
文章編號:1009-3044(2020)13-0157-02
工程教育認證是我國高等教育與世界接軌的一種有效途徑,它主要是針對普通高等院校工科專業(yè)畢業(yè)生達到行業(yè)認可的既定質(zhì)量標準要求的一種合格性評價標準。2005年起,我國開始建設(shè)工程教育認證體系,逐步在工程專業(yè)開展認證工作,并把實現(xiàn)國際互認作為重要目標。2016年正式加入《華盛頓協(xié)議》,這標志我國高等教育已經(jīng)正式跟國際進行接軌,所以工程教育認證在國內(nèi)各大高校大力推進,如火如荼。隨著高校轉(zhuǎn)型發(fā)展,絕大部分地方本科院校開始轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)用型本科院校,于是更加側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力、設(shè)計能力和創(chuàng)新能力,從而達到培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力。在工程教育認證中,結(jié)構(gòu)合理的課程體系是培養(yǎng)畢業(yè)生的關(guān)鍵,課程為能力構(gòu)建的載體,培養(yǎng)學(xué)生的能力要求都要有對應(yīng)的課程去支撐。因此,為了提高我校電子信息類專業(yè)學(xué)生的工程實踐能力和解決復(fù)雜工程問題能力,一些傳統(tǒng)的教學(xué)方式方法已經(jīng)不能滿足培養(yǎng)學(xué)生這方面能力的需求,所以學(xué)校要求任課教師探討一些新的教學(xué)方式方法,例如:研討式、案例式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等。
目前,國內(nèi)一些高校針對通信原理課程的教學(xué)改革進行了一些有益探索與研究,例如:陳冬英在提高學(xué)生綜合能力培養(yǎng)方面對通信原理課程進行教學(xué)改革;李衛(wèi)中等人在優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新實踐教學(xué)等方面對通信原理課程教學(xué)改革進行了有益的探討;萬莉莉等人針對通信原理課程教學(xué)中存在的一些問題,提出了“三位一體”人才培養(yǎng)模式的教學(xué)改革;謝文娣以Simtdink軟件為核心對通信原理課程的教學(xué)改革進行了有益的探討;宋俊等人在工程教育認證背景下,對通信原理課程的教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容、習(xí)題建設(shè)等方面進行了改革探索。在通信原理實踐教學(xué)方面,陳紅霞、張立毅、任峻等人分別在實驗裝置、實驗項目的設(shè)置、實驗思政教育、虛擬仿真實驗教學(xué)等方面進行了改革探索。
《通信原理》課程是我校電子信息類專業(yè)的一門核心專業(yè)課,總共64學(xué)時,其中理論56學(xué)時,實驗8學(xué)時。為了培養(yǎng)我校電子信息類專業(yè)學(xué)生的工程實踐能力和解決復(fù)雜工程問題能力,并結(jié)合我校是地方應(yīng)用型本科院校的實際情況,下面對《通信原理》課程的教學(xué)改革進行了一些探索與研究。
1我校通信原理課程的教學(xué)現(xiàn)狀分析
由于我校是地方應(yīng)用型本科高校,所以電子信息類專業(yè)師資力量不足,與通信、電子專業(yè)直接相關(guān)的教授和博士人數(shù)較少,青年博士數(shù)量缺乏,從而使得通信原理課程教學(xué)開展效果不好,教學(xué)質(zhì)量不高??傮w來看,目前我校通信原理課程教學(xué)還存在以下兩個問題:
(1)理論教學(xué)方面,以復(fù)雜數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)為主,缺乏與企業(yè)相關(guān)的工程應(yīng)用。在教學(xué)過程中,主要采用面向科學(xué)研究的授課方式來講解教材中的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo),缺乏與企業(yè)相關(guān)的案例分析與講解,使學(xué)生聽起來枯燥乏味,從而無法調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。
(2)實驗教學(xué)方面,雖然學(xué)校購買了通信原理實驗箱,但該儀器設(shè)備比較落伍,只能開設(shè)一些驗證性實驗,無法提高學(xué)生的工程實踐能力,從而無法達到培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力、設(shè)計能力、創(chuàng)新能力,以及解決復(fù)雜工程問題能力。
2通信原理課程的教學(xué)內(nèi)容改革探索
為了適應(yīng)地方應(yīng)用型本科院校的轉(zhuǎn)型發(fā)展需求,培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力,基于工程教育認證背景下對通信原理教學(xué)內(nèi)容進行改革探索,下面將在教材選取、理論教學(xué)改革和實踐教學(xué)改革這三個方面來探討通信原理的教學(xué)改革。
2.1教材選取
目前,市場上關(guān)于通信原理的教材種類繁多,例如:樊昌信等編著的《通信原理(第7版)》、隋曉紅等編著的《通信原理》、龍光利等編著的《通信原理》、J.G.Proakis編著的《通信系統(tǒng)工程》等。在教材方面的選取,要根據(jù)我校學(xué)生的實際情況進行,不能完全只看教材的名氣。對比發(fā)現(xiàn)樊昌信等編著的《通信原理(第7版)》教材內(nèi)容全面、通俗易懂,有相應(yīng)的配套PTT和輔導(dǎo)書,是“十二五”普通高等教育本科國家級規(guī)劃教材,能夠適應(yīng)當前通信技術(shù)發(fā)展和教學(xué)需求,比較適合我校學(xué)生,所以我校選用該教材作為電子信息類專業(yè)的課堂教材。
2.2理論教學(xué)內(nèi)容改革
通信技術(shù)的發(fā)展日新月異,例如當前的5G通信技術(shù),為人們的生活提供了更多便捷服務(wù)。通信原理課程的內(nèi)容非常豐富,它不但與電子、通信等有關(guān),而且與數(shù)學(xué)有很大關(guān)聯(lián),因此教師在授課時無法做到面面俱全,也不可能僅依靠一、二本教材就講好通信原理課程,所以在理論教學(xué)內(nèi)容上要進行取舍?;谏鲜鲈?,本文將對通信原理的理論教學(xué)內(nèi)容進行一些改革:第一,在選擇授課內(nèi)容的章節(jié)上進行取舍。例如:對于第3章的隨機過程和第11章的差錯控制編碼,在《隨機信號處理》和《信息論與編碼》這兩門課程中都詳細學(xué)習(xí)過,所以在通信原理的理論教學(xué)中不再進行詳細講解。第二,在授課內(nèi)容上簡化煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程,重點講授解決實際問題的分析方法和基本原理,增加知識敘述的工程系統(tǒng)性和邏輯性。第三,重點講授各類通信方式的共同點及差異,基于工程案例分析與討論來進行理論知識演進,這樣易于學(xué)生構(gòu)建完整的工程知識體系。第四,整合通信行業(yè)的前沿科學(xué)發(fā)展技術(shù),并從中提煉出與課程基本概念相關(guān)的應(yīng)用場景,將它補充到授課內(nèi)容中。
2.3實踐教學(xué)內(nèi)容改革
大部分地方應(yīng)用型本科院校資金缺乏,在實踐教學(xué)中普遍存儀器設(shè)備陳舊,數(shù)量有限,跟不上科學(xué)技術(shù)發(fā)展要求,只能開設(shè)一些簡單的驗證實驗。同時,在實驗課堂上,經(jīng)常是3-5人共用一臺實驗儀器。針對我?,F(xiàn)有實驗儀器設(shè)備情況,對實驗教學(xué)內(nèi)容進行如下改革探索:第一,基于實驗箱開設(shè)簡單的驗證性實驗。由于模擬調(diào)制與解調(diào)、數(shù)字調(diào)制與解調(diào)、模擬信號的數(shù)字化這三大塊是通信原理課程的重點內(nèi)容,所以計劃開設(shè)與這三個內(nèi)容相關(guān)的驗證性實驗。第二,開設(shè)系統(tǒng)性實驗。學(xué)生在實驗箱上完成驗證性實驗后,再深入學(xué)習(xí)各個實驗?zāi)K的結(jié)構(gòu)、原理和方法,通過理論聯(lián)系實際,以及靈活地運用實驗電路,就可以將各個基本實驗內(nèi)容融合成一個有機整體,從而自主構(gòu)造出一個基本通信系統(tǒng)。第三,開設(shè)一些開放與創(chuàng)新性實驗。在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)過程中,基本上都是教師先講解,然后再演示,最后學(xué)生再重復(fù),無法達到培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。因此,計劃開設(shè)基于matlab和simulink仿真軟件對各種通信系統(tǒng)進行建模、仿真和分析的開放與創(chuàng)新性實驗,從而提高學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。
3通信原理課程的教學(xué)方法改革探索
當今社會是一個信息化社會,以信息技術(shù)為代表的第四次技術(shù)革命撲面而來,勢必會影響高等教育的教學(xué)方法。因此,非常有必要對通信原理課程的教學(xué)方法進行一些改革與探索。
3.1信息化教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合
在過去的傳統(tǒng)教學(xué)方式方法中,一般情況是教師邊講授教材知識,邊在黑板上板書相關(guān)內(nèi)容,并對一些公式進行詳細推導(dǎo),這樣做的目的是有利于幫助學(xué)生掌握書本上的基礎(chǔ)知識,但同時也帶來一些不利因素,例如學(xué)生的積極主動性會降低。因此,為提高學(xué)生的綜合能力,非常有必要使用一些現(xiàn)代化信息技術(shù)教學(xué)方式方法,并同時做好與傳統(tǒng)教學(xué)方式方法相結(jié)合。在信息化教學(xué)過程中:(1)制作PPT課件。在準備PPT時,將文字、圖片、動畫、視頻等集成在一起,從而可以營造出一個圖文并茂、有聲有色的教學(xué)環(huán)境,使教學(xué)內(nèi)容更具吸引力,達到吸引學(xué)生和提高學(xué)習(xí)積極主動性的目的。(2)錄制視頻課件。將一些重點、難點教學(xué)內(nèi)容錄制成一個個詳細地視頻課件,學(xué)生在課堂上沒有完全弄懂的知識點,課后可以通過視頻教學(xué)來反復(fù)學(xué)習(xí)。但是信息化教學(xué)不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)教學(xué),因為大部分學(xué)生在聽課的過程中就像看電影,對課堂內(nèi)容一知半解。所以,必須要將現(xiàn)代信息化技術(shù)和傳統(tǒng)黑板教學(xué)相結(jié)合,在一些重點、難點內(nèi)容上,必須在黑板上板書與詳細推導(dǎo),從而達到更好的教學(xué)效果。
3.2教師與學(xué)生互動相結(jié)合
在以往的教學(xué)過程中,存在一個普遍問題,那就是教師在課堂上拼命講解,學(xué)生仍然學(xué)不懂。主要原因是課堂上缺少教師與學(xué)生互動,所以在教學(xué)過程中將教師和學(xué)生互動有機地相結(jié)合是非常有必要的。第一,上課之前布置1-2個與本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的問題,讓學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí),同時找學(xué)生來回答這些問題,達到提高學(xué)生的互動性和積極性。第二,角色互換。利用視頻教室,開始20個人的小班上課,然后將2個學(xué)生分成一個小組,給每個小組布置新課內(nèi)容,讓學(xué)生課后做相應(yīng)的課件。下次上課的時候,輪流讓每個小組講解新課內(nèi)容,其他學(xué)生和教師來當聽眾,并當場進行評教,這樣就能充分調(diào)動學(xué)生的主動性。
4總結(jié)
為了實現(xiàn)中國高等教育跟國際接軌,培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力,基于工程教育認證背景下的課程教學(xué)改革勢在必行。本文從我校是地方應(yīng)用型本科院校的實際情況出發(fā),以學(xué)生為中心,培養(yǎng)學(xué)生自然科學(xué)和工程基礎(chǔ)在電子、通信系統(tǒng)的應(yīng)用能力、設(shè)計能力和創(chuàng)新能力為根本目的,積極探索通信原理課程的教學(xué)改革,最終希望培養(yǎng)能夠在國際環(huán)境下從事與電子通信技術(shù)相關(guān)的高水平復(fù)合型工程技術(shù)人才。