“通信原理”课程创新教学模式研究

姚 远, 刘守印, 张新晨, 李中年

(华中师范大学 物理科学与技术学院， 湖北 武汉 430079)

“通信原理”课程创新教学模式研究

姚 远, 刘守印, 张新晨, 李中年

(华中师范大学 物理科学与技术学院， 湖北 武汉 430079)

本文介绍我校“通信原理”创新教学模式，通过“对抗讨论”、“仿真展现”、“研究报告”、 “企业体验”等教学方法的应用，激发了学生学习的主动性、能动性，使学生深入地掌握了本课程的理论知识，提高了学生的自主研究能力，实现了从知识学习到能力培养的转变。

通信原理；创新教学；对抗讨论；企业体验

0 引言

“通信原理”是高校电子信息类学科重要的专业基础课，也是后续相关专业课程(比如“无线通信”、“移动通信”、“扩频通信”、“现代通信技术”等)学习的重要基础。该课程包含理论教学和实践教学两部分，有较强的工程应用特点，并且随着通信技术发展日新月异，给教师的教学与学生的学习带来一定的难度[1]。为适应社会发展的需求和高等教育创新学习能力培养的需要，我校“通信原理”课程组以增强学生专业课程知识的掌握和提升学生自主学习创新能力为目标，通过“对抗讨论”、“研究报告”、“仿真展现”、“企业体验”等创新教学模式改革，为进一步提高该课程的教学质量进行了有益的尝试[2，3]。

1 “通信原理”课程创新教学模式

我校“通信原理”课程在通信原理CAI项目、校级主干课程项目、校级精品课程、研究型教学、基于Matlab的“通信原理”实验仿真、基于System view的“通信原理”实验仿真、数字化资源建设、混合式教学、PBL教学等多项教学研究项目支持下，已形成一支结构合理、人员稳定、教学经验丰富的教学团队，课程教学资源丰富、教学成果丰硕[4-5]。“通信原理”课程以国外知名教材和国内普通高等教育“十一五”国家级规划教材为参考教材。我校在教学过程中及时将通信技术领域的一些新理论、新技术、新成果乃至学科最新发展引入教学,并借助现代教育技术手段，运用动画、多媒体、云数字化教学平台等进行互动，开展了参与式、开放式的教学，提供的信息量大，处理好“宽”“新”“深”的关系。课程组教师以知识、能力、素质为教育理念，强调基本理论、知识体系与通信技术的最新发展相联系及融会贯通，以科研促进教学，加强实践，培养学生自主探究性的学习能力与工程素养。

1.1 “通信原理”课程创新教学改革

“通信原理”教学团队从课程的教学设计、教学内容、教学方法、教学实践、课后辅导和作业、教学交流平台、实验环节等多方面进行了多轮的分析探讨和教学实践，进而激发学生学习的主动性，培养学习的兴趣以及理论联系实际的能力，特别注重加强实践环节，把实践动手能力和独立思考能力放在学生素质教育的第一位，强调学生的亲身体验，通过“对抗讨论”、“仿真展现”、“研究报告”、 “企业体验”等教学方法，培养他们探究问题、解决问题的能力，激发创新潜能，进而实现切实可行的创新素质教育。

1)对抗讨论

在课内教学上，为增强学生对所学知识的理解、重要内容的掌握和关联知识的拓展，提升学生主动学习的能力，我们增加了课堂互动讨论环节，鼓励每个学生参与到对抗讨论教学的整个环节，有效地调动学生的积极性。比如上学期有4个班级同时开设“通信原理”课程，在完成第一章节理论教学后，让选修该课程的4个班级的学生，自主分成8-10人的小组，每个小组在课下针对本章所学内容找出疑惑问题，收集整理后交给自己的任课教师，四个任课教师把四个班级的学生同时集合在一个大教室，让四个班级的学生相互提出问题，相互回答问题，形成对抗讨论，四个任课教师一起解惑，随时补充问题或点评学生讨论的主题，操作模式如图1所示。图2为讲授“随机信号”章节的对抗讨论教学实例，在该教学方法中抓住教学过程中最重要的“师”与“生”关系，以学生为中心进行教学，改变单纯接受式的学习，强调互动式学习，师生之间和学生之间相互交流、相互沟通，营造出轻松活跃的学习氛围。该互动教学中体现了“以人为本”的创新教育教学理念，充分发挥了教师与学生间的主观能动性，从而达到教与学的有机结合，形成教与学的良性循环。

图1 对抗讨论模型

图2 随机信号章节的对抗讨论框架

2)仿真展现

在“通信原理”教学过程中为了提高学生理解和掌握所学知识，除了在实验室进行硬件实验外，还要求学生课后自学相关软件(使用Matlab, Systemview, Multisim, C++, C#，Labview任一软件都行)，解决相关问题，最后以撰写报告形式展现仿真流程、仿真程序、仿真数据和仿真结果等。比如讲授“抽样量化编码”章节时布置任务：①录一段语音(WAV格式)，通过设置不同采样率，让学生感受不同采样率下的音频质量差异，分析原因； ②设置不同的量化电平数，听不同量化级别下的语音质量，并分析量化噪声； ③利用计算机程序对PCM编码过程进行仿真实现；④对上述内容加以具体描述并形成文档。大部分学生都能够在自学软件的基础上，针对布置的课后作业提出自己的解决方案，自我思考、独自编程并顺利完成。这一过程使学生理解了所学的理论知识的内涵和实际应用间的关系，加深了相关知识点的理解和掌握，提高了独立分析和解决问题的能力。

3)研究报告

在教学中以有关通信技术的重大事件为依托，围绕知识点在相关工程问题中的实际应用，结合通信技术发展前沿，分小组布置研究性课题，引导学生就课题开展研究，阅读相关文献，注重研究和解决问题的方法，从理论联系到工程应用，最后将研究结果撰写成研究报告。由此激发学生的创造性，达到培养创新能力的目的。比如在“连续波调制系统”章节布置的研究课题：①掌握并理解收音机AM、FM的调制及解调原理；②通过计算机仿真分析收音机各模块的输入和输出信号的时频和频域特性；③查阅文献、设计并完成收音机电路图，撰写小组的研究报告。在课题开展的过程中，学生自由组成研究小组(4-6人)，小组一起查资料，提出解决方案，编写程序，设计相应的收音机电路，最后共同完成研究报告。为了培养学生的学术素养，特别抽出两节课的时间，将选修该课程的四个班级的所有学生聚在一起，选取优秀的研究报告的成员上台讲解他们的解决方案，并将所有小组的研究报告做成海报的形式贴在教室内外，展示他们的成果。该方法使学生理解了所学的理论知识和技术应用间的关系，加深了学生对相关重要知识点的理解和掌握，锻炼了学生团队协助能力。

4)企业体验

为了将学生所学课程与实际的通信产品联系起来，在“通信原理”教学过程中，我们将参观企业见习的方法应用到该课程的教学活动中[6-7]。比如组织学生分班分批参观烽火通信(原武汉邮电科学研究院)，安排有丰富经验的通信工程师现场讲解烽火通信公司的发展历程、产品类型、产品线、产品技术特征，如何报考该院的研究生及企业毕业生需求等，并现场答疑解惑。该企业体验使学生了解了通信技术的发展状况，熟悉了通信产品的实际情况，感悟到企业的需求，激发了对所学课程的兴趣。企业体验的经历使学生对课程学习、未来就业、技术领域发展、考验读研及人生规划有了更清晰的认识。

1.2 教学效果

针对教师的教学和学生的学习两个方面，课程组在“通信原理”的教学过程中建立了教学质量的监督、反馈机制，实时考核评估教与学的实际效果。上课过程中，不定期和学生沟通教学效果，随时微调教学进度。课程组共同讨论制定教学内容、教学计划、教学执行和考试内容、流水阅卷等。在期末考试试卷中降低计算和记忆公式的要求，重点考察学生对基本概念、基本理论的掌握、分析问题和解决问题的能力，适当增加“活学活用”的考题，课程考试的成绩权重设置见表1所示。从考试成绩的总体分布来看，较往届更合理，平均分有所提高；从教学测评和期末的调查问卷的反馈来看，学生对该轮教学过程较满意。

表1 通信原理课程考试的成绩权重

在课程组申报学校本科教学创新改革项目后，经学生评价，学校相关教学专家多次实地听课、实地调查、教学研讨取得结论下，“通信原理”课程组在2015年获我校本科教学创新三等奖。

2 结语

课程组教师在“通信原理”的教学改革中，转变了教学理念，提高了教学能力，提升了教学创新的信心，更理解了团队教学、协作创新的重要性。学生则在“对抗讨论”过程中实现了学生身份的转变；在“仿真展现”、“研究报告”过程中加深了所学理论知识的理解，培养了自主学习能力、科学研究能力、团队协作精神；在“企业体验”中熟悉了通信技术的发展，了解了社会需求，激发了对知识的渴望。根据课程组教师的研究特长，由过去一人教完整个课程改为现在的不同教师分章节在多个班级上课，由多位教师共同合作完成整个课程的教学；“通信原理”的教学取得了长足的进步。

[1] 曾捷.基于创新能力培养的《通信原理》课程改革探索[J].成都：实验科学与技术,2014,5,95-97.

[2] 祝智庭,管珏琪.教育变革中的技术力量[J]. 北京：中国电化教育.2014.1,1-9.

[3] 陈崔荣.大学创新教育实施困境的博弈分析[J].北京：中国高教研究,2014,7,81-84.

[4] 姚远,董世龙,凌毓涛,吴彦文,姜玲云.《通信原理》网络教学系统设计[J].南京：电子电气教学学报,2007,29(3):93-95.

[5] 董世龙,姚远,吴彦文,凌毓涛,曹芬荣.通信原理课程研究型教学模式初探[J]。兰州：高等理科教育,2011,3：89-91.

[6] 姚远,姜玲云,江北战,卫金磊,董世龙.电子信息工程专业实习教学改革初探[J].兰州：高等理科教育,2007, 1:118-121.

[7] 姚远，徐国平，董世龙，吴彦文.师范院校电信专业创新创业实践教学体系改革[J].武汉：软件导刊(教育技术).2011，8：56-57.

Innovative Teaching Model Research of Communication Principle Course

YAO Yuan, LIU Shou-yin, ZHANG Xin-chen, LI Zhong-nian

(CollegeofPhysicalScienceandTechnology,CentralChinaNormalUniversity,Wuhan430079,China)

The innovative teaching mode of communication principle has carried out to cultivate the innovative learning ability of undergraduates. Against discussion, simulation show, research report ,enterprise experience have been applied to the theory and practice of Communication Principle course to enhance professional course mastery and improve innovation ability in our university. The self-study vigor has been motivated, the independent study ability has been trained, the good environment of innovative talents has formed. The transformation training from knowledge to ability have been achieved.

communication principle; innovative teaching; against discussion; enterprise experience

2016-06-12;

2017-07- 31

姚 远(1974-),男,博士,副教授，主要从事电子信息工程专业的教学与科研工作,E-mail：yaoyuan@mail.ccnu.edu.cn

G642

A

1008-0686(2017)02-0051-03