“通信原理”多媒体教材建设探索与实践

井亚鹊 杨百龙 徐东辉 潘蕾 张峰干

摘 要：围绕“通信原理”多媒体教材设计与应用，系统分析了多部获奖多媒体教材的构成及特点，构建了教材资源库，设计了教材结构框架，给出了具体制作过程，总结了本教材特色亮点。

关键词：通信原理；多媒体教材；结构框架

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）04-0080-03

Abstract： Many award-winning multimedia teaching material composition and characteristics are analyzed， based on the design and application of multimedia teaching materials of the communication principle course. The teaching material resources library is constructed， the structure of the teaching materials are designed， and the specific production process is listed. Finally， the characteristics of this textbook highlights are summed up.

Keywords： communication principle； multimedia teaching materials； structure frame

多媒體教材是以文字、图像、声音及视频等形式来表现教学内容，以计算机存贮技术为载体的一种程序化的电教教材。它利用现有的多媒体技术来展现教学内容，使教学内容生动、直观，更容易理解[1]。其特点是界面丰富多样，可随机点击进入；其优势是方便、灵活，展现了以“学生为主体，教师为主导”的双向互动式教学模式。由于通信原理课程内容抽象，公式繁琐、概念多，即使学员在课堂上理解掌握了基本原理与概念，但过一段时间以后，很多概念又会混淆，并且很难形成通信系统的概念，不能达到预期的教学效果。为了使抽象内容具体化，重点概念系统化，通信过程直观化，方便学员课后自学及进行网络课程教育，课程组编写了通信原理多媒体教材。下面，笔者就设计制作“通信原理”多媒体教材的过程，谈谈感想与体会。

一、收集整理相关资料，构建教材资源库

丰富的课程资源是建设多媒体教材的基本支撑，也是开展多媒体教材建设的首要任务。在收集整理课程资源时，要注意将不同资源分门别类，建设多个资源库，方便后期资源调用和教材制作，提高教材设计制作效率[2]。在通信原理多媒体教材建设中，根据课程特点和教学需要分别建设了图片、动画、视频、实验、试题、教材等多个资源库。首先，在教学准备过程中，为了将通信原理知识与实际通信设备应用相结合，拍摄了大量的通信设备图片，为了说明实际通信过程中各种噪声的来源及其在时域与频域中分布特点，下载大量的噪声实例图片，将这些图片整理建成图片库；其次，为了方便学员理解相关知识点，围绕模拟调制、模拟信号数字化、基带传输、频带传输等主要内容制作了大量的二维Flash动画，将这些动画组成动画库；再次，为了了解国内外著名大学通信原理课程地教学情况，学习其他老师的先进教学方法，下载了部分具有鲜明特色的外校著名教授讲课视频，对其进行认真分析研究，吸取各位老师地教学专长，结合自己的教学实践经验及对知识的理解，形成具有鲜明的个性特点的教学模式；为了学员了解通信的发展史，下载了包括无线通信、卫星通信、移动通信及未来通信等相关内容的视频资料，并建立视频资料库；通信原理课程不仅仅是一门工程技术基础课程，要求学员掌握通信的基本原理、概念和基本知识，还旨在培养学员的动手能力和综合运用知识能力，课程组组织学员用Matlab语言编写了通信系统软件仿真程序，针对通信原理实验箱（南京捷辉公司的JH5001通信原理实验箱）开发了硬件实验，并建成由仿真软件和硬件实验组成的实验库；为了扩大学员的知识面，方便教员和学员查阅资料，搜集整理国内外著名电子版《通信原理》教材，并建设教材库；改革考核方式，建设课程试题库，将原来的教员命题改为试题库命题，尽量减少人为因素考试公平性的影响。

二、认真学习成功案例，总结先进经验

为了适应教学训练改革发展，许多院校近年都广泛开展了多媒体教材评选活动，涌现了一大批特色鲜明、质量优良的多媒体教材，认真学习研究这些成功案例，总结其特点规律，可以为教材设计制作提供直接借鉴，极大提高教材建设效率和质量。在“通信原理”多媒体教材设计过程中，重点学习研究了获奖多媒体教材《扩频通信系统》《卫星导航定位系统》及《潜艇救生》等多媒体教材，发现这几种教材都有以下特点：第一，其内容一般均包括基本教材、实例应用、相关网站、参考教材、讲课视频及考试系统等方面，其中基本教材是多媒体教材的重要内容，它既体现教材内容的完整性，又体现了表现手法的风格和特色，还展现了知识与生活实例和军事应用的紧密结合；第二，在表现手段上虽然均采用了声音、视频、三维动画和图片等方法来展现教材内容，但是各种教材又均有自己的特点，例如《扩展频谱通信系统》教材主要通过框图和文字来展示扩频通信系统的基本内容；《卫星导航定位系统》通过三维动画和文字来展示教材内容；而《潜艇救生》应用三维动画做出教材的全部内容，使抽象、枯燥、难于理解的教材内容变得形象、生动、直观，最后又通过一个考试系统对学员掌握知识的情况进行了考核与评价。通过学习、分析这些优秀多媒体教材，再结合通信原理课程自身的特点以及多年的教学经验，确立了《通信原理》多媒体教材的基本建设思路。

三、科学设计结构框架，准确把握教材内容和风格特色

多媒体教材的结构框架决定了多媒体教材的基本建设思路及侧重点，并且通过具体内容的填充进一步展现教材的风格特色，从而达到一定的教学目的[3]。经过纵向比较和横向分析，笔者认为在“通信原理”多媒体教材中主要内容应该涵盖以下几点：第一就是要素要齐全，即包含六大要素：基本教材、仿真实验、相关教材、复习自测、视频资料、相关网站，其中基本教材、仿真试验和复习自测是重点建设内容；第二是内容完整，这里的内容完整主要指基本教材来讲的，要求教材基本内容要涵盖“通信原理”课程三大部分共五个章节，即通信的概念、模拟通信传输系统、模拟信号的数字传输、数字基带传输系统和数字频带传输系统。另外，为了方便学生课后自学，还在多媒体教材的基本内容部分链接了课堂教学课件，方便学生进行比对、学习。第三要特色突出，结合前期的分析和研究，以及手头现有的资料，课程组决定将基本教材部分用Flash动画展现出来，再配以通俗易懂的语音说明，使教材个性鲜明，特色突出。第四要亮点鲜明，编写多媒体教材的目的，一方面在于对基本理论知识的掌握，另一方面在于能力的培养，为了加深学员对通信基本知识的理解，培养学员的软件应用能力和硬件设计能力，提高学员的动手能力，初步培养创新能力，我们设计了实验环节，通过学生自己编写的通信系统仿真程序和设计的硬件实验展现本教材的亮点，充分体现了能力培养的重要性和必要性。第五要功能齐全，根据课件功能要求，各屏幕要均要具有返回、导航、声音控制开关以及帮助功能。其中导航部分，可以导航到任意位置。

四、结合总体设计思路，精心制作多媒体教材

一旦确定了多媒体教材的总体设计思路，就可以根据相应的结构框架加入具体的内容，充实多媒体教材的各大模块。课程组负责人按照六大建设要素，将各项工作分门别类，查漏补缺，组织人员快速补齐资料，制作多媒体教材（如图1）。基本教材注重加强学员对知识的掌握和难点与重点内容的理解，因此教材中多采用Flash动画来一步一步展现信号在各种通信系统的变化情况；实验环节注重对学员的动手能力和创新能力的培养，采用通信系统软件仿真和通信原理硬件实验（如图2）相结合的方式来加深理解和掌握通信原理的重要知识点，激发学员的学习的积极性，锻炼其动手能力，为以后的工作和学习打下坚实的基础，培养探索与创新精神，培养理论联系实际与独立分析、解决问题的能力；视频资料不仅注重扩展学员的知识面，帮助学员了解通信的历史、现状和未来发展，还注重借鉴地方著名院校的先进经验，录制并下载大量的讲课视频，方便学生自学；复习自测注重通过多种方式，检验学员学习效果，针对每个章节的知识点与难点，编写了包括填空、选择、简答、计算、画图和综合等六种题型约800道试题的试题库，通过课后练习和自行测试，学员可以随时了解自己对知识点的掌握程度；相关教材注重收集国内外经典的通信原理及系统方面电子教材，方便学员了解国内外知名院校通信原理课程的教学特点。

五、教材亮点总结

通过Flash动画和视频，直观展现抽象的课程内容是本教材的亮点之一。通信原理教材因为分析信号在通信系统中的变化情况，这种变化单靠文字描述比较抽象，学员理解起来比较困难，为了使学员快速、准确掌握教材内容，制作了大量的Flash动画诠释教材内容，使抽象内容直观化，晦涩的内容形象化，即加强了学员对知识的理解，又提高了学员的学习兴趣。

通过实验环节，培养学员能力是本教材的亮點之二。学员由于个体差异及兴趣爱好的不同，可以针对性选择完成通信系统软件仿真实验和硬件设计实验，培养综合分析能力，软件设计能力和创新能力。

通过复习自测题库，对学员学习效果和教员的教学效果进行及时客观评价是本教材的亮点之三。复习自测题库既可以随时检测学员对知识点和难点的掌握，又可以促进和引导学员的平时学习和考前复习。

通过学员全方位参与，扩展学员动画制作能力和音频、视频处理能力是本教材亮点之四。在教学过程中，发现有部分学员对动画制作、音频和视频处理感兴趣，因此在本教材的制作时，吸收多名学员参与到课件制作过程中。例如本教材的部分Flash动画制作、音频与视频剪辑、配音等都是由本科学员完成的。经过如此的锻炼，不仅使参与学员的动画制作能力、音频和视频处理能力得到很大的提高，还在多媒体教材制作完成后，激励了部分未参与学员想要掌握一两门特殊技能的学习积极性。

总之，通信原理多媒体教材通过丰富、科学、直观的内容呈现，简便、快捷的操作方式，美观、大方的制作界面，即向全体学员展现了该课程的教学内容，又针对学员的兴趣爱好和个体差异，培养学员的动手能力和创新性思维。

参考文献

[1]邓克岩.多媒体在移动通信课程教学中的应用[J].兰州文理学院学报（自然科学版），2015（01）.

[2]李欢.基于混合式教学模式的教学改革探索与实践[J].高教学刊，2016（4）.

[3]王琳，刘镰斧，蔡竟业，等.融多媒体教学于传统教学，提升教学质量[J].实验科学与技术，2012（s1）.