杜 青 馮 芳

（天津天獅學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院,天津 301700）

傳統(tǒng)現(xiàn)代通信原理課程教學(xué)過程中存在重理論傳授，輕實踐訓(xùn)練，工程教育人才培養(yǎng)理念滯后，學(xué)生很難做到理論聯(lián)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(xué)模式改革，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力是當(dāng)下必須解決的現(xiàn)實問題。

1 課程基本情況說明

課程名稱：現(xiàn)代通信原理。

學(xué)分/學(xué)時：3.5學(xué)分/56學(xué)時（理論44學(xué)時，實驗12學(xué)時）。

課程類別：學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課。

授課對象：通信工程專業(yè)、電子信息工程專業(yè)大學(xué)三年級學(xué)生。

預(yù)修要求：高等數(shù)學(xué)、信號與系統(tǒng)、高頻電子線路。

2 課程教學(xué)中存在的問題

現(xiàn)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(chǔ)課程，其教學(xué)的重點是讓學(xué)生理解通信系統(tǒng)的基本概念和基本原理，掌握相關(guān)的分析方法。課程內(nèi)容理論性強，通信系統(tǒng)概念抽象，原理分析中涉及公式推導(dǎo)較多，且要求學(xué)生扎實掌握高等數(shù)學(xué)、信號與系統(tǒng)等基礎(chǔ)知識。傳統(tǒng)的教學(xué)方式中，學(xué)生存在學(xué)習(xí)積極性不高、學(xué)習(xí)過程中容易感覺枯燥乏味等問題，這些問題出現(xiàn)的原因是多方面的，主要有以下幾點。

2.1 課程內(nèi)容理論性強，學(xué)生存在畏難心理，缺乏學(xué)習(xí)興趣

課程教學(xué)內(nèi)容理論性較強，原理分析中涉及的公式推導(dǎo)較多，對學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求較高，學(xué)生存在畏難心理；課堂教學(xué)以成熟的理論講授為主，學(xué)生很難把抽象的原理知識與工程實踐結(jié)合應(yīng)用，難以解決通信工程實踐中遇到的問題，容易出現(xiàn)學(xué)習(xí)動力不足，缺乏學(xué)習(xí)興趣[1]。

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

傳統(tǒng)的教學(xué)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(xùn)練，工程教育人才培養(yǎng)理念滯后。這不利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，制約了學(xué)生創(chuàng)新意識和實踐能力的形成，難以適應(yīng)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(tǒng)的教學(xué)方式以教師講授為主，學(xué)生的參與度較低，部分學(xué)生上課不認(rèn)真聽講，玩手機的情況時有發(fā)生。

因此，在當(dāng)前一流課程建設(shè)情況下以及新工科視域下，探索現(xiàn)代通信原理課程的教學(xué)改革和教學(xué)創(chuàng)新勢在必行。在整個教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)適中強調(diào)工程教學(xué)理念，更強調(diào)學(xué)生的工程應(yīng)用[2]。目前大部分課程的學(xué)時被壓縮，現(xiàn)代通信原理也同樣面臨學(xué)時數(shù)減少的問題，如何在學(xué)時減少的情況下保證教學(xué)效果，滿足培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才的迫切需求，是學(xué)校和教師應(yīng)該思考和解決的問題。

3 教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計

現(xiàn)代通信原理課程教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計應(yīng)著眼于培養(yǎng)適應(yīng)新時代要求的工程技術(shù)人才，淡化復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和理論分析，將重點放在對概念的理解和應(yīng)用上。在提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力的同時，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。為此，課程組教師從激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、探索新型教學(xué)方法等方面進行了一些改革探索。

3.1 課程教學(xué)融入思政元素，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識

課程教學(xué)將通信技術(shù)場景引入教學(xué)過程中，整合行業(yè)發(fā)展技術(shù)，引入工程理念，體現(xiàn)工程應(yīng)用，培養(yǎng)大國工匠精神。通過介紹國內(nèi)外通信發(fā)展態(tài)勢，突出應(yīng)用前沿，激發(fā)創(chuàng)新意識。引入國家領(lǐng)先的通信技術(shù)，以積極的內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)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(xué)中加入北斗導(dǎo)航的應(yīng)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(xué)內(nèi)容，完善實踐教學(xué)體系

現(xiàn)代通信原理課程內(nèi)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(xué)內(nèi)容進行優(yōu)化。

課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化應(yīng)按照詳略結(jié)合、重點突出的要求進行，并側(cè)重基礎(chǔ)理論的講解?，F(xiàn)代通信原理的教學(xué)內(nèi)容體系如圖1所示。現(xiàn)代通信原理課程的主要內(nèi)容包括模擬通信和數(shù)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(jīng)講授過，因而可以簡略介紹[3]。當(dāng)前數(shù)字通信技術(shù)發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛，因而教學(xué)重點應(yīng)放在數(shù)字通信及新的調(diào)制和編碼技術(shù)上，例如在講授現(xiàn)代調(diào)制技術(shù)的時候引入5G新型調(diào)制技術(shù)，體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的與時俱進。

圖1 現(xiàn)代通信原理教學(xué)內(nèi)容體系

在實驗教學(xué)方面，注重知識的應(yīng)用性[4]，在教學(xué)中引入Matlab、SystemView等仿真軟件，增加了綜合性、設(shè)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(shè)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(jié)合，提出問題、質(zhì)疑理論、提升理論，培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用知識的能力，提升學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。后續(xù)還開設(shè)了通信綜合實訓(xùn)課程，以便更好地提升學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。此外，鼓勵學(xué)生運用現(xiàn)代通信原理課程知識，積極參加各類大學(xué)生比賽，通過參加競賽，加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解，并提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力及自主創(chuàng)新能力。

圖2 實驗內(nèi)容

3.3 采用線上線下混合式教學(xué)模式，突出學(xué)生的主體地位

課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合的混合教學(xué)模式可以做到優(yōu)勢互補。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)主要突出教師的主導(dǎo)作用，強調(diào)教師的引導(dǎo)。網(wǎng)絡(luò)課堂突出學(xué)生的主體地位，強調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，查漏補缺。所以線上線下相結(jié)合，可以很好地實現(xiàn)優(yōu)勢互補，合理地引導(dǎo)學(xué)生的課外自主學(xué)習(xí)互動，讓學(xué)生將更多的精力放到自主學(xué)習(xí)上，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，同時，做好課下自主學(xué)習(xí)還會對課堂教學(xué)效果有很好的促進和提升作用[5]。

3.3.1 構(gòu)建優(yōu)質(zhì)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(xué)慕課平臺中的優(yōu)秀教學(xué)視頻，這部分視頻主要是用以幫助學(xué)生進行課前預(yù)習(xí)及課后拓展。另一部分是超星平臺的自建課程，包含教學(xué)課件、實驗講義、實驗視頻、習(xí)題庫等，并且可以在該平臺上建立班級，有效實現(xiàn)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(xiàn)課堂互動，比如簽到、課堂討論、課堂練習(xí)等；另一個是發(fā)布通知，布置課下作業(yè)，學(xué)生自主討論、復(fù)習(xí)等。

3.3.2 混合式教學(xué)模式的具體實施方案

在線上線下混合式教學(xué)模式中，學(xué)生根據(jù)教師布置的課外任務(wù)，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺完成課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)查漏補缺環(huán)節(jié)，而教師在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中主要講授知識的重點和難點，對學(xué)生不懂的地方進行答疑解惑，組織學(xué)生深度討論以便其更好地理解知識。

課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，教師依托信息化網(wǎng)絡(luò)平臺（學(xué)習(xí)通、雨課堂等）發(fā)布學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求，學(xué)生根據(jù)教師在網(wǎng)絡(luò)平臺提供的預(yù)習(xí)材料學(xué)習(xí)、理解相關(guān)的知識點，獨立思考并完成預(yù)習(xí)作業(yè)，并且教師端可以及時了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。

課堂講授環(huán)節(jié)，教師著重講授重點和難點內(nèi)容，并進行習(xí)題講解，組織課堂討論和答疑解惑。教師可以根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況有針對性地講授相關(guān)內(nèi)容[6]。在課堂講授過程中，教師可借助信息化技術(shù)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(xué)活動讓學(xué)生積極參與到課堂中來。也可以選取部分內(nèi)容，以學(xué)生自主講解、教師總結(jié)點評的方式進行教學(xué)。對于一些需要討論的內(nèi)容和題目，教師可在預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)提前發(fā)布討論主題，在課堂中，學(xué)生根據(jù)預(yù)習(xí)階段所做的準(zhǔn)備進行集中討論，深度理解并應(yīng)用所學(xué)知識解決問題，教師在整個討論過程中適度引導(dǎo)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并找到答案。

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

課后復(fù)習(xí)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(xué)生借助教師在網(wǎng)絡(luò)平臺提供的課件和視頻等教學(xué)資源自主完成對所學(xué)知識的復(fù)習(xí)，進行查漏補缺，獨立完成教師布置的課后作業(yè)。教師根據(jù)學(xué)生作業(yè)的完成情況對學(xué)生的知識掌握情況進行了解，對教學(xué)進行反饋和調(diào)整。

在實際教學(xué)過程中，各個教學(xué)環(huán)節(jié)的劃分并不是絕對和一成不變的，而是可以適當(dāng)調(diào)整的，關(guān)鍵是要滿足教學(xué)需求，切實提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力進而提升教學(xué)效果。

3.4 改革課程考評機制，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)管理。平時成績主要包括課堂表現(xiàn)情況、出勤、線上學(xué)習(xí)情況（測驗、作業(yè)）；實驗成績?yōu)楦鞔螌嶒灣煽兊钠骄?；期末考試為理論課閉卷考試。

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(biāo)準(zhǔn)。

4 建設(shè)成效

線上線下混合式教學(xué)模式促使學(xué)生將更多的時間和精力投入到學(xué)習(xí)上，部分學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)積極性有所提高。優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，注重實踐教學(xué)，切實提高了學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。越來越多的學(xué)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(jié)語

本文針對現(xiàn)代通信原理課程的實際教學(xué)活動中存在的問題，從課程思政、教學(xué)內(nèi)容、線上線下混合式教學(xué)模式以及課程考評等幾個方面詳細(xì)闡述了課程教學(xué)創(chuàng)新的具體設(shè)計。通過課程教學(xué)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。