張健 劉燕 肖慶高

[摘 要]從國家級一流本科專業(yè)建設(shè)及其支撐點(diǎn)“金課”建設(shè)目標(biāo)出發(fā)，為了提升通信原理教學(xué)質(zhì)量與效果，首先根據(jù)該課程的特點(diǎn)，從教學(xué)大綱、課程內(nèi)容、考核方式三個(gè)方面，詳細(xì)分析了目前教學(xué)過程中存在的問題，再結(jié)合國家級一流本科專業(yè)建設(shè)目標(biāo)，提出通信原理課程教學(xué)改革的具體方案。通過重編教學(xué)大綱、改革授課內(nèi)容、調(diào)整教學(xué)模式、加強(qiáng)教學(xué)手段和以賽代課等方面的探索，充分發(fā)掘信息媒介與實(shí)體教學(xué)相融合的教學(xué)手段，按需實(shí)施分層教學(xué)，開發(fā)學(xué)生自我學(xué)習(xí)能力，引導(dǎo)學(xué)生自主完成課外學(xué)科實(shí)踐與競賽。與此同時(shí)，強(qiáng)化思政元素的融入，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。實(shí)踐證明，教學(xué)創(chuàng)新取得了一定成果。

[關(guān)鍵詞]一流本科專業(yè)建設(shè) 通信原理 教學(xué)改革 教學(xué)大綱

基金項(xiàng)目：西安明德理工學(xué)院2020年度教育教學(xué)改革重點(diǎn)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：JG2020ZD01）。

引 言

西安明德理工學(xué)院連年持續(xù)推進(jìn)專業(yè)建設(shè)并優(yōu)化改進(jìn)，于2021年成功獲批國家級一流專業(yè)建設(shè)點(diǎn)通信工程專業(yè)，同時(shí)還有四個(gè)專業(yè)成為省級一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，取得一定的階段性成果。

一流本科專業(yè)建設(shè)離不開人才培養(yǎng)質(zhì)量的持續(xù)提升，改革與創(chuàng)新課堂教學(xué)就成為很好的切入點(diǎn)。我校通信工程專業(yè)正處于緊張的三年專業(yè)建設(shè)改革時(shí)期，對于國家級一流專業(yè)遴選（建設(shè)）基本指標(biāo)中關(guān)于專業(yè)綜合改革部分，學(xué)校還要著重加強(qiáng)專業(yè)課教育理念更新，努力進(jìn)行五類“金課”的打造與建設(shè)，推動課堂革命與創(chuàng)新。所以如何在當(dāng)下緊張的一流本科專業(yè)建設(shè)期內(nèi)推進(jìn)以通信原理為代表的專業(yè)課一流“金課”建設(shè)，是我校目前最重要的課題之一。

課程教學(xué)以往存在的問題

通信原理屬于承上啟下的專業(yè)核心課程，自身內(nèi)容多、邏輯強(qiáng)而難度大，且要求學(xué)生扎實(shí)掌握先修課程基礎(chǔ)知識，又是相關(guān)專業(yè)碩士研究生入學(xué)初試或復(fù)試必考課程之一，讓師生在傳統(tǒng)的教學(xué)方式中處于一種既想教好學(xué)好卻又不易教好學(xué)好的狀態(tài)，造成這種雙輸結(jié)果的主要原因有以下幾點(diǎn)：

第一，學(xué)生對于先修課程的掌握水平不同也就導(dǎo)致對本課程接受能力不一，而老版教學(xué)大綱忽略了此點(diǎn)，一味強(qiáng)調(diào)內(nèi)容完整統(tǒng)一，不能較好地將具體知識點(diǎn)跟畢業(yè)要求能力指標(biāo)點(diǎn)緊密聯(lián)系，致使教學(xué)目標(biāo)不夠清晰。

第二，課程課時(shí)減少而內(nèi)容日新月異。當(dāng)前日益豐富的信息媒介與推陳出新的教學(xué)手段以及還時(shí)間于學(xué)生的呼聲，導(dǎo)致大部分課程課時(shí)被壓縮，通信原理也是如此。要想與時(shí)俱進(jìn)地革新教學(xué)內(nèi)容與手段，就必須思考如何培養(yǎng)具有創(chuàng)新應(yīng)用思維的新時(shí)代人才。

第三，考核方式多以期末閉卷理論筆試為主，不能合理地多方位刺激學(xué)生進(jìn)行課堂以外的實(shí)踐競賽活動，不能科學(xué)體現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的過程，更談不上知識、能力與素質(zhì)的高度契合。

第四，缺乏課程思政內(nèi)容，不能很好地將教書育人融入課程教學(xué)中。當(dāng)前一流本科專業(yè)建設(shè)強(qiáng)調(diào)學(xué)校培養(yǎng)的人才應(yīng)當(dāng)服務(wù)于社會經(jīng)濟(jì)以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)，必須把握行業(yè)發(fā)展前沿趨勢，且應(yīng)具有家國情懷和大國工匠精神。因此，就需要強(qiáng)化一流本科專業(yè)建設(shè)的發(fā)展思維，對通信原理的課堂教學(xué)進(jìn)行多方位改革，將專業(yè)知識與思政教育大力結(jié)合，提升課堂教學(xué)效果。

基于工程教育理念重新制定教學(xué)大綱

目前我校通信工程專業(yè)處于一流專業(yè)建設(shè)時(shí)期，如何順利通過教育部組織開展的專業(yè)認(rèn)證，改革制定課程教學(xué)大綱就是其中至關(guān)重要的一環(huán)。

基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的先進(jìn)教育理念，我校將以新形態(tài)新方法推進(jìn)課堂革命，將教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求相互對應(yīng)。針對工程教育專業(yè)認(rèn)證中的12條規(guī)范，課程內(nèi)容應(yīng)包含工程知識、問題分析、開發(fā)設(shè)計(jì)、研究應(yīng)用和使用現(xiàn)代工具5個(gè)方面，學(xué)校依據(jù)此規(guī)范制定了5個(gè)課程目標(biāo)，內(nèi)容如下：

課程目標(biāo)1：掌握通信的基本概念、高斯白信道與多徑隨參信道的特點(diǎn)、模擬調(diào)制方法和數(shù)字調(diào)制基本原理，同時(shí)要掌握信源編碼原理、數(shù)字基帶傳輸原理、多種復(fù)用技術(shù)系統(tǒng)原理、信道編碼基本原理和同步原理。

課程目標(biāo)2：熟悉信道模型的建模方法，掌握多種調(diào)制模型，理解通信系統(tǒng)的組成，并能夠根據(jù)輸入信號解得輸出信號，能夠?qū)νㄐ畔到y(tǒng)的用戶質(zhì)量與系統(tǒng)性能進(jìn)行綜合分析。

課程目標(biāo)3：能根據(jù)設(shè)計(jì)要求及指標(biāo)進(jìn)行具體的通信系統(tǒng)計(jì)算，運(yùn)用綜合專業(yè)知識對整個(gè)系統(tǒng)的信源編譯碼、調(diào)制解調(diào)、信道編譯碼模型進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，并能夠仿真調(diào)試所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)模型。

課程目標(biāo)4：掌握通信工程系統(tǒng)模型中關(guān)鍵問題的研究分析方法，例如軟硬件結(jié)合仿真運(yùn)算所設(shè)計(jì)的通信系統(tǒng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)分析研究，得出合理結(jié)論。

課程目標(biāo)5：面對復(fù)雜通信工程系統(tǒng)問題，有能力合理選擇現(xiàn)代化工程工具和信息化技術(shù)工具，設(shè)計(jì)并仿真復(fù)雜通信工程系統(tǒng)問題，并能意識到其局限性。熟悉通信專業(yè)領(lǐng)域與5G相關(guān)的國際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。

將以上課程目標(biāo)分別對應(yīng)專業(yè)培養(yǎng)方案中的畢業(yè)要求，以明確教學(xué)大綱中課程教學(xué)的目標(biāo)，并進(jìn)一步支撐完成培養(yǎng)方案的畢業(yè)要求與培養(yǎng)目標(biāo)。在大綱中明確給出教學(xué)內(nèi)容與課程教學(xué)目標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系，指導(dǎo)教師完成備課內(nèi)容并達(dá)到大綱要求。例如教學(xué)章節(jié)內(nèi)容，既要給出課程目標(biāo)要求，又需明確應(yīng)達(dá)到支撐哪些目標(biāo)的要求。大綱還給出了課程教學(xué)目標(biāo)評價(jià)框架，明確了各項(xiàng)課程需要通過哪些方面考核，如表1所示，以此衡量以上課程教學(xué)內(nèi)容是否恰當(dāng)?shù)赝瓿闪私虒W(xué)目標(biāo)，支撐了培養(yǎng)方案中的畢業(yè)要求與培養(yǎng)目標(biāo)。

最后在大綱中明確要求課程成績的比例構(gòu)成，充分體現(xiàn)教學(xué)實(shí)施各階段的成果考核。課程最終成績包括2個(gè)部分，分別是理論成績和實(shí)驗(yàn)成績。其中理論課成績由平時(shí)成績和結(jié)課考試成績構(gòu)成，實(shí)驗(yàn)課成績單獨(dú)給出。具體要求及成績評定方法如下：

1.理論課成績

理論課成績由平時(shí)成績和閉卷筆試成績構(gòu)成，其中平時(shí)成績由線上平臺統(tǒng)計(jì)，分別為考勤（10%）、課程視頻資源（15%）、課內(nèi)任務(wù)提交（15%）、課堂討論（10%）、章節(jié)作業(yè)（30%）和章節(jié)測驗(yàn)（20%），閉卷筆試以卷面成績?yōu)闇?zhǔn)，最后按比例合成理論課最終成績。

2.實(shí)驗(yàn)課成績

實(shí)驗(yàn)成績獨(dú)立計(jì)算，具體成績由實(shí)驗(yàn)室老師給出。未完成實(shí)驗(yàn)、未按時(shí)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)過程或報(bào)告存在抄襲的，該次實(shí)驗(yàn)成績記0。

依據(jù)課程大綱提出多方位教學(xué)改革方案并積極實(shí)踐

依據(jù)以上新版課程大綱，通過梳理并豐富教學(xué)內(nèi)容和資源，調(diào)整教學(xué)模式，豐富教學(xué)手段，結(jié)合課堂仿真驅(qū)動不斷滲透工程概念，進(jìn)行多元化考核。根據(jù)電子信息類專業(yè)課程設(shè)置及特點(diǎn)，充分挖掘信息媒介與實(shí)體教學(xué)相融合的教學(xué)方法，按需求實(shí)施分層教學(xué)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，引導(dǎo)學(xué)生自主進(jìn)行課外學(xué)科實(shí)踐與競賽。教學(xué)的同時(shí)積極融入思政元素，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

1.提升課程高階性與創(chuàng)新性

通信原理課程內(nèi)容理論性強(qiáng)，涉及大量的數(shù)學(xué)公式，還有較多的波形圖，因此，信號與系統(tǒng)和高等數(shù)學(xué)兩門課的基礎(chǔ)要打牢。我校學(xué)生自身的數(shù)理基礎(chǔ)一般，學(xué)生在學(xué)習(xí)通信原理的時(shí)候跟不上，容易產(chǎn)生畏難情緒。提出以下三點(diǎn)建議：

第一，改變單一的知識教學(xué)，將提高解決問題的能力融入課程教學(xué)設(shè)計(jì)，以提升思維能力為目標(biāo)，不設(shè)標(biāo)準(zhǔn)答案。我校的辦學(xué)定位是培養(yǎng)應(yīng)用型人才，大部分學(xué)生畢業(yè)后不會從事理論研究工作，而是從事具體實(shí)踐工作，所以授課時(shí)要突出最基本的分析方法。另一部分有考研深造意愿的學(xué)生，可以額外提供合理的教學(xué)資源，以達(dá)到全面照顧，分層分類教學(xué)。

第二，緊跟社會與時(shí)代通信信息技術(shù)發(fā)展，利用專家報(bào)告或?qū)ｎ}課堂為學(xué)生引入新技術(shù)內(nèi)容，比如，我國自主研發(fā)的北斗導(dǎo)航技術(shù)、5G+等，拓展學(xué)生專業(yè)視野，更加明確行業(yè)需求要點(diǎn)。

第三，合理利用仿真技術(shù)，給學(xué)生提供軟件仿真平臺，直接設(shè)置參數(shù)與觀察波形，亦可以編寫程序，把抽象的理論知識直觀地展現(xiàn)出來，使學(xué)生全面了解系統(tǒng)構(gòu)成。

2.調(diào)整教學(xué)模式

以往的教學(xué)方法一般是板書結(jié)合課件授課，優(yōu)點(diǎn)是大部分學(xué)生容易跟上進(jìn)度，缺點(diǎn)是授課速度較慢且不能兼顧接受能力不同的學(xué)生的需求，對于波形圖演示的講解，授課效率明顯較低。學(xué)科知識點(diǎn)抽象復(fù)雜，學(xué)生被動式學(xué)習(xí)，部分學(xué)生無法跟上教師的授課節(jié)奏，因此應(yīng)將課堂轉(zhuǎn)變?yōu)榫€上線下結(jié)合的自主學(xué)習(xí)模式。

第一，將線上與線下教學(xué)手段、學(xué)習(xí)資源融合，通信原理涵蓋的知識量很大，需要回顧的知識點(diǎn)多，在面臨課時(shí)量壓縮的情況下，充分利用現(xiàn)代化信息手段，將課程內(nèi)容及其先修關(guān)聯(lián)內(nèi)容整理成線上資源，設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)讓學(xué)生自主查閱預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，完成一定的學(xué)習(xí)任務(wù)并提出相應(yīng)思考，以達(dá)到課堂學(xué)習(xí)模式的轉(zhuǎn)變。

第二，選用張會生教授編寫的《通信原理（第二版）》教材，著重從“重視系統(tǒng)性”“突出應(yīng)用性”和“體現(xiàn)先進(jìn)性”合理設(shè)計(jì)過程性教學(xué)環(huán)節(jié)，形成不同結(jié)論?？梢髮W(xué)生以辯論的形式給出各自依據(jù)，得出錯(cuò)誤結(jié)論的同學(xué)會反思錯(cuò)誤的原因，更正后印象會更加深刻，而回答正確的學(xué)生也會加深對原理的理解。

第三，配合實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)置，設(shè)計(jì)并布置合理的仿真實(shí)踐課外學(xué)習(xí)任務(wù)，從而達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合的目的。

3.豐富教學(xué)方法，結(jié)合課堂仿真驅(qū)動，不斷滲透工程理念，提升課程挑戰(zhàn)度

第一，課程內(nèi)容多且復(fù)雜，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不易建立起框架式立體思維，教師可利用思維導(dǎo)圖（圖1），為學(xué)生構(gòu)建知識網(wǎng)提供支架，極大地提升他們的創(chuàng)造性系統(tǒng)思維，有助于學(xué)生有效而系統(tǒng)地管理和理解信息。

第二，充分利用校企合作實(shí)踐平臺或MATLAB等軟件工具提高課程內(nèi)容挑戰(zhàn)度，組織學(xué)生在課堂上利用軟件工具對學(xué)科競賽或項(xiàng)目需求中的通信系統(tǒng)進(jìn)行抽象建模軟仿和結(jié)論分析，一方面合理提升課程創(chuàng)新挑戰(zhàn)度，另一方面也可以讓學(xué)生著手對通信系統(tǒng)原理有更直觀的認(rèn)識和理解，結(jié)合信息媒介與實(shí)際操作擺脫時(shí)空局限，隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)答疑，也為實(shí)驗(yàn)課打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。例如模擬通信系統(tǒng)教學(xué)，我校使用校企合作平臺仿真界面，在理論課堂進(jìn)行（圖2）動態(tài)演示，可變更參數(shù)，多方位比較模擬通信系統(tǒng)各個(gè)調(diào)制方式的區(qū)別，課下布置仿真任務(wù)，提高學(xué)生的課程參與度。

第三，加強(qiáng)課賽結(jié)合的力度，將以“大唐杯”為代表的專業(yè)學(xué)科競賽內(nèi)容與課程內(nèi)容相結(jié)合，力求把行業(yè)企業(yè)前沿技術(shù)動態(tài)引進(jìn)基礎(chǔ)課堂，以賽代課，不斷為學(xué)生滲透工程理念，以達(dá)成相應(yīng)教學(xué)目標(biāo)。

4.多元化考核辦法

借助線上平臺的輔助統(tǒng)計(jì)，如平時(shí)任務(wù)的表現(xiàn)、專題討論的回答情況、小論文提交和小視頻答辯等，大大提升學(xué)生的課程參與度，同時(shí)也客觀記錄了學(xué)習(xí)過程中相關(guān)內(nèi)容的評價(jià)結(jié)果。平時(shí)表現(xiàn)與考試結(jié)果相結(jié)合的評價(jià)制度既可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，也能讓教師較好掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。此外若學(xué)生參加競賽，可按照獲獎(jiǎng)情況酌情獎(jiǎng)勵(lì)加分。

5.加強(qiáng)校企合作

通過跨區(qū)域多單位聯(lián)合的省級虛擬教研室，強(qiáng)化產(chǎn)學(xué)研聯(lián)用和校企合作落地，行業(yè)專業(yè)資源及師資共建共享，提高了授課教師的科研能力、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新教學(xué)能力。

依托學(xué)校通信工程國家級一流專業(yè)建設(shè)虛擬教研室，定期組織各形態(tài)教研活動，引入校外教學(xué)力量，開展多方位教師專業(yè)培訓(xùn)。一方面組織開展常態(tài)化培訓(xùn)，發(fā)揮國家級教學(xué)團(tuán)隊(duì)、教學(xué)名師的示范引領(lǐng)作用，推廣成熟有效的人才培養(yǎng)模式、課程實(shí)施方案等；另一方面階段性開展專題培訓(xùn)，發(fā)揮行業(yè)企業(yè)專家的技術(shù)優(yōu)勢，推進(jìn)教師業(yè)務(wù)能力更新及“雙師型”教學(xué)模式發(fā)展。

最后在教學(xué)的同時(shí)積極融入思政元素，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。高校教育的根本任務(wù)是立德樹人，在培養(yǎng)學(xué)生的過程中，想要保證價(jià)值塑造、能力培養(yǎng)和知識傳授三位一體共同發(fā)展，關(guān)鍵核心是課程思政。課程教學(xué)引入國家領(lǐng)先的通信技術(shù)，如我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，還有當(dāng)下熱門的5G移動通信與其周邊融合技術(shù)等。不但要在此類行業(yè)技術(shù)分析中體現(xiàn)工程應(yīng)用，如北斗導(dǎo)航電文等與課程相關(guān)的內(nèi)容，同時(shí)還要加強(qiáng)對行業(yè)先鋒砥礪奮進(jìn)、開拓創(chuàng)新等優(yōu)秀精神品質(zhì)的學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)課全過程立德樹人。

結(jié) 語

以通信原理課程為例進(jìn)行教學(xué)改革與實(shí)踐，梳理好的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及存在的問題，整合并開發(fā)線上線下多方位資源，同時(shí)結(jié)合課題式教學(xué)、學(xué)生競賽活動等內(nèi)容，對本校通信工程與電子信息工程專業(yè)2017級與2018級學(xué)生進(jìn)行為期兩年的教學(xué)改革，獲得了一定改革成效：堅(jiān)持合理分層分類教學(xué)，規(guī)劃設(shè)計(jì)媒體教學(xué)環(huán)節(jié)，引入全新教學(xué)手段，融入課程思政內(nèi)容，開發(fā)全過程課程評價(jià)模式。在以“金課”為標(biāo)準(zhǔn)提升本課程改革建設(shè)的同時(shí)，也將對通信工程專業(yè)建設(shè)國家級一流本科專業(yè)提供有力支撐。

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（張健、劉燕、肖慶高：西安明德理工學(xué)院）