信息化背景下《通信原理》课程教学改革探索

朱珺

(湖北广播电视大学电信工程学院，湖北武汉430074)

随着多媒体技术和网络技术的深入发展，社会信息化进程进一步加快，信息技术已经渗透到我国经济、社会、教育各个领域并产生了重大影响。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》指出：“信息技术对教育发展具有革命性的影响，必须予以高度重视”。在此大环境下，《通信原理》课程应积极利用现代信息技术改革教学过程中不适合时代发展的落后因素，进一步提高教学质量。

一、《通信原理》课程在专业课程体系中的重要地位

《通信原理》作为通信、电信的专业基础课，安排在大学二年级下学期开设，涵盖通信系统的基本理论、模拟通信系统和数字通信系统的基本构架和信息传输理论等方面内容。通信技术专业的很多课程都与本课程密切相关，如表1所示。

表1 2013级通信技术专业各大类课程学分比例关系

《通信原理》课程对模拟通信系统和数字通信系统进行了详细的分析，其中各种调试方法（AM，DSB,SSB,VSB,ASK,FSK,PSK,DPSK）的学习需要用到《信号与系统》课程中关于信号变换的内容；信噪比和误码率及性能指标的计算则涉及到数学知识；而模拟通信系统和数字通信系统功能结构分析则涉及到通信电子线路的内容。可见，先修课程掌握的程度也制约着通信原理课程的学习。同时，后续的《移动通信》、《光纤通信》、《通信网络实训》等专业课也必须在掌握了《通信原理》课程的基本内容后才能顺利的学习，可见该课程在整个课程体系中发挥着重要的穿针引线的作用，将整个课程系统从点到线到面都串联了起来。

二、《通信原理》课程课改必要性分析

通过对毕业生发放调研问卷的信息反馈，我们发现大部分同学对于学习《通信原理》课程还是比较畏惧的，主要在于该课程内容多，原理复杂，理论与实践结合不易，学生数学基础差、教学方式方法单一等原因，很多同学在学习过程中逐渐就产生了畏难的情绪，导致最后学习效果不佳。

对于本学期的授课对象2013级通信技术专业，我们与大部分同学进行了沟通交流，学生普遍表示虽然了解该课程的重要地位，也想学习通信的基本理论知识，但是在单纯的理论讲解下，他们接受知识比较困难，同时我们还分析了他们的先修课程的成绩单，以该专业学生为例，《高等数学》课程优秀率2%，合格率98%，不及格率2%；《电路基础》优秀率5%，合格率74%，不及格率21%；《模拟电子线路》优秀率6%，合格率91%，不及格率3%；《数字电子技术》优秀率9%，合格率80%，不及格率11%；《信号与线性系统》优秀率3%，合格率97%，不及格率0%；可见大部分学生的先修课程基础都不是很牢，学习逐渐进入到了进退两难的境地。目前该专业学生共42名，上课认真听讲并能理解的2名，上课认真听讲一知半解的20名，上课无法集中精神不能接受知识的20名。

通过与4名通信行业资深工程师以及2家用人企业的主管沟通发现，对于新进员工而言，是否学过《通信原理》，以及《通信原理》课程学的好不好，直接影响了他们接受新知识、新技术、新技能的程度。比如在排查通信网络故障时需要掌握通信系统的基本功能结构的知识，通信工程的设计规划则离不开通信系统的各个性能指标的计算，当下4G通信的核心技术MIMO(多输入多输出)也是在信道复用和信道性能指标计算的基础上升级而来的新构想。

我们认为，大部分学生还是希望好好学习《通信原理》课程的，只是由于种种主观、客观的原因给他们的学习带来了重重阻碍。显然目前的课堂加实验教学方法需要改革，我们可以利用现代信息技术将有限的课堂学习引申到无限的课堂之外，实现随时随地的移动学习，帮助学生在学习中获得知识，找到乐趣。

三、《通信原理》课程改革目标

高职教育以就业为导向，学生的就业能力是学校核心竞争力的体现，所有的教育教学活动都应以培养、增强学生的就业能力为目标。在现代信息化大背景下，《通信原理》课程应该结合通信专业技术人员职业水平考试（初级标准），教会学生掌握通信系统的一般组成、基本原理、系统性能和特点，掌握通信系统的基本分析方法和相关的性能指标，还应注重学生信息素养、创新能力的训练，同时培养学生的专业交流与表达能力。具体目标如下：

1. 知识技能目标：掌握模拟通信系统、数字通信系统的基本构架、基本原理，能对指定的通信系统进行定量分析、定性计算，对实验过程中出现的问题能排查、解决。

2. 过程方法目标：信息收集、判断的能力，自主探究的意识、创新意识。

3. 情感态度目标：团队合作的意识、整体产品意识、工艺流程规范意识以及职业责任感。

四、《通信原理》课程改革举措

（一）教学内容的整合与重构

通常的教学流程是先讲授理论知识，然后再开展实验教学，这与“单工通信”模式有点类似，更偏向于教师的单项知识传递，学生的参与积极性不高，也没有将知识内化后灵活运用在实际项目当中。美国教育家约翰·杜威（JohnDowey.1859-1952）指出，在整个学校生活与教学中学生必须成为积极主动的参与者，而教师则是学生活动的协助者[1]，因此我们需要将“单工通信”转变成为“双工通信”，将重要的知识点通过理论讲授结合实验操作等形式，让学生在听课、实验实训操作过程中理解知识、应用知识。《通信原理》课程教学改革首先要从教学内容的整合上入手，授课教师不仅应讲清楚基本的原理与方法，更应将课堂搬进实验室，利用我们的一体化教室，将授课内容有机的融入到实验当中理论讲解与实验操作穿插进行，形成“知识引入—实验操作—理论再次讲解—总结提高”这样一种新的模式，如图1所示。

图1《通信原理》传统教学内容与实验内容的有机融合

（二）教学模式及教学方法的改革

本次课改我们计划采用“POIT”即感知（Perception）、操作（Operation）、内化（Internalization）、迁移（Transfer）的教学模式。基于此模式，我们的教学方法也应进行相应调整，以项目驱动、团队协作为主线，注重学生信息素质的培养，坚持“走出去，请进来”带领学生走出校门，到通信企业观看真实的工作场景和工作流程，让学生体会通信的理论是怎么“用”到实际工作当中的；同时将企业专家请入课堂，以真实项目为例，进行知识的分解与讲解，让学生感受真实的工作需要自己掌握哪些知识要点，进一步明确学习目标和努力方向。

这种教育模式注重的是学生三个层面能力的培养：一是专业基础知识的掌握，包括通信的基本理论、基本性能指标等；二是个人素质能力的拓展训练，包括发现问题、分析问题、解决问题的能力以及信息搜集、信息筛选能力等；三是专业的沟通与交流能力的提高，包括对于设计方案的描述、网络性能的分析、专业知识的沟通与交流等。如图2所示。

图2 POIT教育模式“信源编码”教学单元示例

POIT教育模式的核心是实践性，给学生设置真实的项目情境，在项目中学习，在项目中练习，在项目中激发学生的学习兴趣，提高学生解决实际问题的能力。这离不开实验项目的设置，在基本理论掌握的基础之上实践操作，在实践的过程中把握理论知识的要点，这一切都融合了教师的“教”和学生的“学”。

（三）教学资源库的建立

利用现代信息技术和信息手段建立《通信原理》课程资源库，既能够为课程的教学提供丰富的资源，又能锻炼学生的信息搜集、信息处理能力。课程信息资源库按照教学所要求的教学内容，以学生的兴趣和需要为前提，面向不同层面的学生，应包括以下内容：多媒体课件、图书资源、视频资源、网络课程、虚拟实验、综合试题。如图3所示。

1. 多媒体课件是教师所用的电子课件和电子教案，应支持PowerPoint、Flash等开发平台，配备丰富的多媒体元素例如图片、动画、声音等，从多种角度激发学生的学习兴趣。

图3 《通信原理》课程教学资源库

2. 电子图书资源是教师为学生选取的与本课程相关的参考资料，一般为图书链接或期刊名。在学生搜集信息、处理信息阶段，为其提供有参考价值的学习辅助资料是有利于学生的自主学习的。

3. 视频资源、网络课程包括教师在授课过程中的重点章节的授课视频，重要知识点的微课视频、以及世界名校的相关公开课视频。利用开放的网络为学生搜集丰富的课程资源，使得学生的学习可以冲破课堂有限的时间限制，让课上课下随时随地的学习变为可能。

4. 虚拟实验平台是利用MATALAB结合JAVA技术构建的开放式网络化实验教学系统。将虚拟实验纳入资源库原因有二：一是学校的实验室开放时间有限，在课后若学生还想继续研究课程内容并实际操作是不现实的。二是因为随着使用年限的增加，教学用的实验设备会逐渐的磨损老化，在进行部分验证性实验时差错概率会增大，可能达不到理想的原理验证效果。虚拟实验系统不受时间、地点的限制，只要有电脑和网络，学生就可以通过虚拟的实验平台自己动手配置、连接、调节和使用实验设备来完成所需的实验，这一环境的提供，可进一步促进学生学习的积极性，同时培养了学生的创新能力[2]。

5. 综合试题包括习题和试题两类题库，习题包括课堂练习题、课后练习题的详细解答；试题则是历年的考试真题。

教学资源库的建立是信息化教学改革最重要的一个环节，其中的电子图书资源、视频及网络课程资源和虚拟实验平台是资源库的核心。电子图书、视频及网络课程相当于给学生指定了参考书目，通过广泛的阅读与思考，从不同的侧面和表述来理解课程内容，对于《通信原理》当中晦涩的理论理解是相当有利的；虚拟实验平台则是进一步打破了时空的限制，在学生有所灵感的时候可以随时自己动手搭建电路，验证原理，或是设计综合性的通信网络，这在无形中也增强了学生的创新意识。

（四）科学客观评价机制的建立

在POIT模式下，我们的教学是围绕“实践（实验）”来开展的，因此我们对于学生学习本课程的评价也应以此为判断依据。《通信原理》课程主要内容包括通信的基本理论、侧重信息传输理论，学生学完课程的收获应体现在实际应用当中，因此我们的最终评价主要从三个方面考量：一是教学过程中的学习参与度，包括上课听讲是否认真，实验操作是否积极参与并积极发现问题、解决问题。二是经过实验等实践环节的锻炼，自己对于知识的掌握程度是否有提高。这两项评价标准都偏于主观化，基于此，我们的第三项评价指标是客观的操作设计结果，即让学生利用课程所学知识来构建一个简单的通信系统，并评判该系统是否能够成功搭建并满足相应的性能指标。

（五）专业教师的培养

通信技术的发展日新月异，《通信原理》课程教学难度与日俱增，为了保证教学质量，需要建立一支爱岗敬业、师德高尚、技术水平高、科研能力强的教学团队。具体做法：一是定期开展教研活动，授课教师主动学习通信新技术并将其融入到教学当中。二是有计划的将专业教师送入专业对口的企业或高校学习培训。三是引进有丰富通信类企业工作经验的科技人员。

五、总 结

《通信原理》课程是通信、电信专业的重要专业基础课，该课程内容学习的好坏直接关系到后续的学习能否顺利进行。由于本课程内容繁多、原理抽象等各种原因，课程教学难度较大。在信息化技术广泛普及的大背景下，利用现代信息技术和信息手段，从教学内容到教学模式、教学方法方面进行一系列改革，建立课程信息资源库，着力培养学生的自主学习能力、信息素养和创新能力，将有效地推动课程的教学。

[1]查建中.论“做中学”战略下的 CDIO模式 [J].高等工程教育研究,2008(3):1.

[2]刘丽.《通信原理》课程的数字化教学改革探析 [J].课程教育研究，2014（2）:250-251.