多维立体化教学模式在通信原理课程改革中的应用

张海一

（北华大学电气信息工程学院，吉林 吉林132021）

多维立体化教学模式在通信原理课程改革中的应用

张海一

（北华大学电气信息工程学院，吉林 吉林132021）

通信原理是通信工程、电子信息等专业的专业基础课程，其内容丰富，理论性强。根据通信原理的这一特点提出采用多维立体化教学模式进行教学改革。在课堂教学中应用新型多媒体课件，以更加直观的方式进行讲解。在课堂之外以微课的形式为学生提供更加便利的学习条件，激发学生的学习兴趣。在实验教学上使用MATLAB软件及虚拟实验平台改善硬件实验设备的不足。实践证明，采用多维立体化教学模式教学效果得到明显改善。

通信原理；多维立体化；微课；虚拟实验平台

0 前言

通信原理课程一直以来都是我院的省级优秀课程，是通信、信息、电子等专业的专业基础课，学生通过学习该门课程可以了解到通信系统的组成和技术原理，掌握通信系统的基本理论和分析方法，从而使得学生在进一步学习过程中和未来工作中具备良好的理论基础和应用能力。然而，通信原理的知识点丰富，概念原理抽象，理论性强，对数学知识的掌握程度要求高，因此，教师难教、学生难学一直是这门课程的困惑[1]。

经过几年的教学改革探索和经验总结，自2014年课题组提出并应用多维立体化教学模式的通信原理课程改革方案。通过实施该改革方案，引导学生从实际应用的角度理解并掌握通信原理的知识内容并学以致用，取得了较好的教学效果，为培养理论功底扎实、实践能力强的创新型综合素质人才打下坚实基础。

1 课堂教学改革

通信原理课程内容抽象、专业术语多、公式的数学推导多，要想学好这门课对学生的数学功底要求较高同时还要对专业知识有较强的理解能力。原来那种以板书的形式进行讲解的形式完全不能适应现在的教学要求，而近些年被大多数院校采用的多媒体授课方式也大多只是停留在简单的使用PPT软件的形式上，把原来的板书形式简单的移植到多媒体的幻灯片上，因此在教学形式上并没有本质上的改进，而多媒体课件的先进性也未被体现出来，这样导致的直接后果是学生上课睡觉的多，打游戏的多，看小说的多，真正听课的少，真正听懂的更少，因此教学质量难以得到提高。为了改变这种教的累学的也累的局面，课题组改变原来那种板书加PPT模式，开发出具备多样化形式的新型课件，在课件中以Flash动画、流媒体等形式将基本的概念、公式和理论推导等抽象的理论公式形象化[2]。例如在讲解奈奎斯特采样定理时，在课件中加入视频与音频的播放案例。通过播放对音频与视频的不同采样的采样结果使学生直观生动的了解采样定理，充分发挥了多媒体的先进性，寓教于乐，将枯燥的理论知识以生动形象的方式呈现出来，既提高了学生学习专业知识的兴趣，又降低了知识本身的理解难度，使枯燥的理论不再枯燥。通过这样的案例教学，将理论联系实际，不但活跃了课堂气氛还提高了学生的学习兴趣，加深了学生对问题的认识，将学生重新“拉回”到课堂上，有效的利用了课堂时间。

2 教材的选取

教材是学生学习不可或缺的工具。目前，通信原理教材普遍存在的现象是偏重于理论知识的阐述，对于通信领域的最新发展和最新技术，特别是新技术的应用背景和应用效果介绍的少。从现代通信行业的发展来看，西方国家确实领先于中国。国外教材对新技术、新成果的跟踪也较紧密[1]。因此，课题组采用原版英文教材，课堂主要采用双语教学模式，让学生在掌握通信原理的基本知识的同时，可以了解新技术的发展，丰富学生的专业知识，促进学生使用英语能力的提高及学生查阅相关英文文献的能力的提高，从而带动并促进专业学习的教学效果。

3 微课堂

在目前通信原理课程的课时不断被压缩的前提下，传统的课堂学习已经完全满足不了通信原理这门课程的教学需求，那么怎样利用学生的课余时间来完成对通信原理的学习，是多维立体化教学模式要解决的重要内容。为了解决课时不足及提高学生利用课余时间自学的能力，课题组提出了微课教学的模式。微课是指基于教学设计思想，使用多媒体技术在五分钟以内就一个知识点进行有针对性讲解的一段音频或视频。在教育教学中，微课所讲授的内容呈“点”状、碎片化，这些知识点，可以是教材解读、题型精讲、考点归纳;也可以是方法传授、教学经验等技能方面的知识讲解和展示。

通信原理课程理论性强，知识点多，知识点的难度与重点程度各不相同，将知识点分散开来，分别录制不同长度的视频，将这些视频、音频上传到网络平台，学生可以通过移动终端登录网络平台点击感兴趣的内容，实现自主选择学习的时间，地点与内容。

4 实践教学

4.1 软硬件结合的实验教学方式

在通信原理课程中，实验是必不可少的实践环节，通过实验可以使学生更好的理解所学的内容，提高学生的动手能力和分析解决实际问题的能力。在传统的硬件实验中，我们采用的实验箱是天煌教仪有限公司的通信原理综合实验系统。该实验箱的主要特点是模块化设计，各模块采用独立电源开关，可根据需要自行配置。涵盖了通信系统中的信源编码技术、基带和带通传输技术、数字调制解调技术、复用技术、同步技术以及接口技术等通信原理课程的教学内容。但是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。所以课题组除采用硬件实验箱进行实验教学外，还将Matlab仿真引入实验教学环节中。学生通过运用 Matlab软件的图形功能将理论公式转化为图形表述。通信原理中的很多知识点，如模拟调制、数字调制、通信系统的同步原理等，都可以借助 Matlab进行仿真分析。学生可以根据所学内容自行设计方案、编写程序，对知识点进行仿真分析。通过这个过程，许多抽象深奥的理论变得形象、生动、具体，学生可以更好地理解公式所要表达的意思，从图形中进一步加深对所学知识的理解和掌握。从死记硬背记公式转化为以理解公式和图形为主，减少学生在学习过程中的困难，从而有效地提高学生学习的热情和兴趣，培养自主创新能力，提高分析解决问题的能力和综合设计能力。

4.2 虚拟实验平台建设

由于受到学校的实验室开放时间和场地等因素的制约，在课后学生想继续研究课程内容并实际操作是不现实的[3]。因此为了改善学生动手实践的需求，课题组采用了虚拟实验平台。

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，学生在进入实验平台以后，可自由选择所要完成的实验项目，熟悉自己的实验任务并选择单人完成或多人协同完成。在实验过程中，学生能随时和其他同学或教师进行交流，在实验出现问题时实验者可通过选择观看实验演示或向教师或同学请教来解决问题。学生通过这种多方协作的方式完成整个实验，并提交实验报告。系统将自动记录学生的实验记录和实验结果，并把数据反馈给教师。实验完成后，学生可以进入虚拟实验讨论区，与教师或其他同学一起分析实验中存在的难点、问题，进行交流和反思。这一环境的提供，进一步促进了学生学习的积极性并培养了学生的创新能力。

5 结束语

在多维立体化教学模式下，通信原理课程通过更新教学内容、完善理论和实践教学方法、等改革措施，不断提高教学质量和教学效果，通过几年的教改实践，我专业学生对通信原理课程质量评价逐年提高，学生就业率一直在学院名列前茅，同时，学生考上本专业研究生的人数也逐年增多。这些事实充分说明课程教改已初见成效。

［1］陈芳妮.面向应用型人才培养的通信原理课程改革探讨[J]．浙江科技学院学报，2014,26(1):68-71.

［2］沈文丽，余燕平，贾波.《通信原理》课程的课堂与实验教学改革[J]．实验科学与技术,2014,12(1):55-57.

［3］余筱洁,周存山,符庆功,等.开放式虚拟实验平台构建及其管理模式[J].安徽农学通报,2011,17(22):119-120.

［责任编辑：李书培］

The Application of Multidimensional Stereoscopic Teaching Mode in the Reform of Communication Principle Course

ZHANG Hai-yi
(School of electrical and information engineering,Beihua University，Jilin Jilin 132021，China)

Communication theory is a basic course of communication engineering,electronic information.According to the characteristics of communication principle,this feature is put forward to carry out the teaching reform by using multi-dimensional three-dimensional teaching mode.In the classroom teaching,the application of the new type of multimedia courseware,in a more intuitive way to explain.Outside the classroom in the form of micro lesson to provide students with more convenient learning conditions,to stimulate students’interest in learning.Using MATLAB software and virtual experiment platform to improve the hardware experiment equipment in the experiment teaching.Practice has proved that the use of multidimensional three-dimensional teaching mode teaching effect has been significantly improved.

Communication principle;Multidimensional stereo;Micro lesson;Virtual experiment platform

张海一（1981—），女，吉林农安人，讲师，研究方向为通信与信息系统。