创新创业教育背景下的教学改革探索<br/>——以通信原理课程为例

创新创业教育背景下的教学改革探索
——以通信原理课程为例

2016-03-18孟庆民临沂大学信息学院山东临沂276012

高教学刊 2016年10期

孟庆民（临沂大学信息学院，山东临沂276012）

创新创业教育背景下的教学改革探索
——以通信原理课程为例

孟庆民
（临沂大学信息学院，山东临沂276012）

摘要：依据高等学校开展创新创业教育的指导方针，针对通信原理课程内容的特点，采取多种方法进行教学改革，将创新创业能力培养引入课程教学，在理论教学、实践教学等方面进行了有益探索，并取得了一定成绩，为创新创业教育与课程教学相结合积累了经验，对其他学科专业基础课程建设也具有一定的借鉴意义。

关键词：创新创业教育；教学改革；通信原理课程

Abstract:According to the guidelines about innovation and enterprise education in higher education，and the characteristics of Communication Principle course，teaching reform is carried on with multiple methods in theoretical teaching and practical teaching. Through some helpful researches achievement is got in course teaching for developing innovation and enterprise ability，and those methods can be refered to other specialized basic courses too.

Keywords:innovation and enterprise education；teaching reform；communication principle course

一、简介

《教育部关于大力推进高等学校创新创业教育和大学生自主创业工作的意见》［教办（2010）3号］中明确指出“大学生是最具创新、创业潜力的群体之一。在高等学校开展创新创业教育，积极鼓励高校学生自主创业，是教育系统深入学习实践科学发展观，服务于创新型国家建设的重大战略举措；是深化高等教育教学改革，培养学生创新精神和实践能力的重要途径；是落实以创业带动就业，促进高校毕业生充分就业的重要措施”。《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》［国办发〔2015〕36号］中也明确指出：“深化高等学校创新创业教育改革，是国家实施创新驱动发展战略、促进经济提质增效升级的迫切需要，是推进高等教育综合改革、促进高校毕业生更高质量创业就业的重要举措。”在此背景下，高等教育应积极调整教学目标，在人才培养过程中突出能力培养。

在通信、电子信息类学科中，通信原理课程是一门非常重要的专业基础课程。在课程体系上，该课程承模拟电子线路、高频电子线路、信号与系统、数字信号处理等基础课程，启移动通信、光纤通信、程控交换技术、现代通信网等专业课程。课程的教学目的是让学生掌握通信系统的基本原理和分析方法，为后续专业课程的学习以及未来的工作打下基础。该课程理论性和综合性较强，原理分析中需要大量公式推导，直观性差，但应用领域却非常广泛［1-3］。传统的教学方法多以知识传授为主，不仅教与学的双边活动过程少，也很少注重学生文化素质、品质、个性、才能与创造性等的培育和提升，从而极大的影响了学生的学习兴趣和积极性［3-4］。为此，将创新创业教育的理念引入通信原理课堂教学的各个环节势在必行。

为响应创新创业教育的呼声，与时代同步，针对通信原理课程教学中教师和学生普遍存在的创新创业教育理念和能力欠缺、课程教学知识面相对狭窄的现状，近几年，临沂大学通信原理课程教学团队围绕“如何培养具有创新创业意识和创新创业能力高素质人才”这一课题，从教学内容、教学方法等方面进行了一系列有益的理论研究和实践探索。

二、多种举措加强《通信原理》课程建设，积极开展创新创业教育

（一）合理组织理论教学内容，与创新创业教育理念相适应

在设计教学内容时，将与课程内容相关的科研成果、典型通信网络系统案例分析等渗透到教学内容中去。例如在讲解模拟系统抗噪声性能时，可以简要介绍最新的基于小波理论的降噪方法；教学内容上适当结合与生活息息相关的3G、4G等移动通信系统，以及日常使用的IC芯片卡系统等内容，既能促使学生对最新学科知识有所了解，又能引起学生的兴趣。

同时，在各知识点的讲授中尽量使用贴近生活实际问题例子，可以更好的激发学生的求知欲望和学习兴趣。例如：无线电音质昼夜的差别及原因；调频、调幅广播的比较；3G、4G移动通信系统为什么需要较大的传输带宽等。这些问题的提出都能使学生感到所学的课程知识与自己身边的事情紧密相关，并且使抽象难懂的理论变得具体生动贴近生活，从而使学生真正认识到学有所用，进而产生强烈的学习愿望。

与此同时，考虑到教材内容相对于日新月异发展的通信技术的滞后性，在进行课程教学研究的同时，教学团队始终密切关注通信领域的最新研究成果和前沿技术，并及时将一些新理论、新技术、新成果乃至学科最新发展热点引入到课程教学内容中。

另外，在教师的教科研课题研究中，我们还积极吸收部分同学进入，使其通过在参与教科研活动过程中潜移默化地培养自主探究和创新思维的能力。

（二）引入仿真软件开展实践教学，培养学生创新能力

随着电子技术的飞速发展，通信系统的功能越来越强大，结构也越来越复杂，而随着强大的计算机辅助分析设计技术和仿真工具的发展，通信系统技术研究和产品开发的周期则越来越短。计算机仿真技术是分析、研究复杂系统的重要工具［2］。因此，在通信原理课程教学过程中，我们引入了基于计算机仿真的实践教学环节。创新源于实践，通过基于仿真的实践教学环节不仅可以加深学生对所学知识的感性认识和理性理解，还可使学生在编程仿真过程中培养系统级的设计能力，有利于学生创新能力的养成和提升，从而奠定以后学习和工作的良好基础。而且，仿真实验只要配有安装了仿真软件的计算机即可实现，更有利于创新教育的开展。

主要从以下两个方面着手改革：

1.实验引入Matlab等仿真软件，并增加综合性、设计性实验

利用实验箱进行一些演示性和验证性的实验是通信原理课程实验的通常做法，这种类型的实验由于实验步骤都是事先安排好的，从而限制了学生自主能力的发挥，影响了学生的实验兴趣，无法满足提高学生动手能力和培养创新意识的要求。另外，利用实验箱进行的实验知识点相对来说比较单一，比如PCM编译码实验、模拟和数字调制实验等，很难使学生将有关联的实验内容联系起来，不利于学生建立通信系统级的概念［5-8］。

而仿真软件的引入能很好地弥补上述缺陷，有利于开展综合性和设计性实验。因为学生在使用Matlab等仿真软件进行仿真实验的过程中，要涉及到系统方案设计、模型搭建、仿真参数设置，直至运行、调试、改进系统设计等具体工作，这对提高学生的综合素质是一种有力的锻炼。另外，软件仿真实验内容的安排与设计比较灵活，既可结合基本理论设置，又能与硬件实验相互补充［5-8］。如FM调制实验，不仅仅是要求学生借助示波器观察时域波形的变化，更重要的是掌握误码率与信噪比的关系、调制信号频谱特点及功率分配等问题。但目前实验箱实验却不具备这些功能，而利用Matlab仿真平台则不仅可以灵活的根据不同系统结构搭建系统，而且可以形象直观的实现上述实验要求。实践表明，采用软件仿真实验的教学效果要优于实验箱实验，可大大提高学生的学习兴趣和热情。

2.教学过程中利用Matlab等仿真软件进行仿真演示，辅助课堂教学

将Matlab等仿真软件引入课堂教学过程，可实现将抽象的内容教学寓于形象直观、启发性强的仿真演示中，从而激发学生的学习兴趣［9-10］。例如，在讲授“部分响应系统”这一内容时，可借助仿真对理想冲激脉冲序列及其系统响应进行演示，学生通过观察对脉冲序列叠加情况进行思考和分析，从而发现在一些点上除某一系统响应有最大值外，其它系统在该点的响应均为零，而且这些点的分布具有周期性［11］。在此基础上，就可以得到“只要我们在这些点上对信号抽样，就可以实现无码间干扰，否则，码间干扰现象就无法避免”的结论，进而提出“如何才能实现恰巧在这些点上进行抽样？即抽样应该满足什么条件”的问题，这样，就有利于学生对问题有整体和实质性的认识。奈奎斯特准则的内容较抽象，数学推导也很多，在有限的课程教学过程中，教师如果只强调数学上的严密和准确，效果并不好。因此对于类似的抽象晦解的理论内容，可以通过课堂仿真演示实现直观形象的描述，由教师引导学生观察和思考，而将严密的公式推导留给学生课后完成，通过这种手段可有效的提高学生的学习兴趣。

3.构建“理论+实验+课程设计”为一体的课程体系

遵循由浅入深、循序渐进的教学思想，为培养学生现代通信系统的分析和设计能力，使学生在学习经典通信理论与方法的基础上，拓展自己的创新设计能力，我们还开设了为期一周的通信原理课程设计，从而构建了“理论+实验+课程设计”为一体的课程体系。对于课程设计，除采用固定选题方式外，还可引导学生自主选题、自主设计，并鼓励学生积极参加学校及国家举办的各项大学生创新活动，以对学生进行全方位培养，使学生系统地掌握通信系统的基本组成，全面了解通信的整个过程。通过这种方式，有效加深了学生对授课内容的理解，激发了学生学习通信原理课程的热情和积极性，既巩固了所学的理论知识，又提高了设计能力与创新能力。

（三）采取灵活多样的教学方法，激发学生创新兴趣

依靠教学手段、教学方法的改革可以有效提高教学质量。灵活运用多种先进的教学方法，尽量避免灌输式的教学，注意启发学生思考，能有效调动学生的学习积极性，激发学生创新兴趣。

1.课堂教学的师生互动

利用教师提问、学生交流、师生讨论等多种课堂教学互动形式，让学生充分参与到课堂教学过程中，真正实现以学生为主体的教学过程，可有效的提高教学效果。比如在内容讲授完毕后，教师可鼓励学生上讲台进行章节内容总结，对能够进行知识点基本总结的给予一定的平时成绩奖励。通过这种形式不仅可增强学生听课的认真程度，加深对所学知识的理解和掌握，而且也锻炼了学生的语言表达能力和知识归纳总结能力，增强了学生的自信心。

与此同时，教师则以学生的身份来审视教学活动，不仅可以反思授课内容的完整与否、讲课方法的得当与否，而且还可以及时地了解到学生的学习效果，及时地发现学生在学习中存在或出现的问题。这样，在学生完成总结之后，教师可以及时的对自己授课中存在的问题和学生学习中存在的问题进行有针对性的补充和纠正，从而有效的提高教学效果。

通过教学过程中增强互动活动的实践证明，同学们不仅听课的积极性越来越高，而且与教师交流沟通的主动性也越来越强烈。

2.板书与仿真课件、电子课件相结合

通信原理课程理论性非常强，公式推导量也多，如果采用传统板书，就会占用很多时间，这必然严重影响教学效率，使学生对课程学习感到枯燥乏味，无法调动学习积极性，从而导致教学效果差。而电子课件大多是教学内容的简单复制，虽然内容信息量大，但对学生来说犹如走马观花过后即忘，同样无法保证教学效果。因此，过多的依赖某一种教学手段是不合适的，需要针对具体授课内容采取灵活多样的教学手段。比如一些理论公式的关键推导过程、内容讲授中经常用到的定理和结论就非常适合于板书，这样在授课中可以随用随看，有利于强化学生对课堂内容的理解和消化，从而起到事半功倍的效果。而对于系统抗噪声性能等比较抽象的内容，则可以采用软件仿真的方式来直观的表现误码率与信噪比之间的关系。对于与工作原理相关的内容，比如调制解调、抽样定理、眼图的形成等则适合用动画演示形式的多媒体课件。

3.加强教学知识点之间的联系，提高学生的学习能力

教材的章节知识看似是零散的，不便于记忆，其实各知识点之间是有一定内在联系的，若能如线穿珍珠般将其条理化，就好记多了，知识的联系有纵有横，不仅要善于穿珠，还要善于把知识编织成网。在教学过程中，注重知识点之间的联系，有利于实施创新教育，全面提高学生的学习能力。

通信原理课程的所有内容其实就是围绕着通信系统的有效性和可靠性两个重要的性能指标展开的。首先通过通信系统的一般模型引出模拟通信系统和数字通信系统，然后在后续各章中介绍系统模型中的各个模块。对模拟通信系统来说，有效性主要是指系统的带宽，可靠性主要是指系统的信噪比；对数字通信系统来说，有效性主要是指系统的频带利用率，可靠性主要是指系统的误码率。章节内容的思路是先通过有用信号和噪声信号经过模块系统过程中的时域和频域的变化来介绍模块的工作原理，再讨论和分析模块的有效性和可靠性两个性能指标。

相关章节内容授课完毕后，教师需要利用知识回顾与总结环节对所授知识进行条理化，一方面可以明确相应模块在整个通信系统中的作用，另一方面可以借助于各知识点之间的相似性进行总结和比较，以提高学习效率、强化教学效果。比如对于模拟通信系统来说，DSB、SSB、VSB的调制原理框图是相同的，其差别就在于乘法器之后的滤波器的性能不同，而其相干解调的原理框图也是相同的；对于数字通信系统的相干解调来说，与模拟通信系统的相干解调相比，只是在最后增加了抽样判决环节。多年的教学实践表明，充分利用知识点之间的联系，能够取得很好的课堂教学效果。

（四）积极组织教师交流活动，拓宽学生创新视野

流水不腐户枢不蠹，知识也是如此，只有处于不断的学习中，才能掌握新知识，才能跟上时代的发展，才能拓宽视野，才能有所作为。课程教学团队除了积极组织教研活动努力提高自身业务素质外，还积极坚持“走出去、请进来”的发展策略。具体做法如下：

一是任课教师利用各自资源优势走出去，与国内有关高校建立合作对子，通过进修、研修、学术交流等形式学习先进的教学方法和教改经验，积极追踪学术前沿、开阔视野。这些做法对提高教师的学术水平、锻炼学术队伍等方面起到了非常积极的作用。

二是将外校优秀教师、校外优秀企业科研人员请进来，通过授课、讲座、座谈等形式使学生足不出校即可分享优秀的教科研成果，拓宽学生创新视野。

三是通过校企合作方式先后在临沂移动、临沂电信、临沂联通、桃源科技广场等企业建设了专业实习实训基地，为实现理论与实践的结合打下了良好的基础，为学生创新创业搭建了施展平台。

三、结束语

通信原理课程建设是一个长期的过程，应当贯穿在课程教学的整个过程中。只有坚持不懈、持之以恒，才能不断取得新的成果，更好的为创新创业教育服务。就目前课程教学改革的初步效果来看，学生对通信原理课程的学习不仅有了兴趣和积极性，而且分析问题解决问题的能力也有所提高，说明通过前述教学实践，取得了教学改革的初步成功，为继续推进课程的创新创业教育奠定了基础。

参考文献

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