对比式问题驱动教学法在通信原理课程中的应用实践

郑 翔 俞 璐 武欣嵘 刘 熹

（陆军工程大学通信工程学院 江苏·南京 210007）

1 概述

问题驱动式教学法是一种得到了广泛应用和证明的优秀教学方法，这个教学法的核心是“问题”，整个教学过程可以分解为提出问题、分析问题、解决问题三个步骤，[1]通过“问题链”来启发和引导学生的独立思考。问题驱动式教学法的关键在于问题提出是否抓住了教学内容的关键、分析问题是否直观易理解、解决问题的难度是否适中，如果这几方面不能和课程内容以及学生状态相契合，则难以起到良好的教学效果。

对比教学法则特别适合于具有相互联系又有区别的授课内容，可以通过归纳和类比等引导学生深化理解知识点，这有利于形成和提升学生的比较式思辨能力。[2]根据具体采用的对比方法，对比教学法又包括横向纵向、定性定量、宏观微观、静态动态等多种对比方法。[3]对比式教学法和问题引导式教学法是两种不同维度，对于适合的教学内容，可以将两者结合，发挥各自的优势，起到单独一种教学法难以达到的教学效果。[4]

通信原理课程是通信各专业最重要的基础课程之一，主要内容包括基带信号传输、模拟调制技术、数字调制技术、模拟信号的数字传输、差错控制编码和同步原理等部分，总体上概念抽象、内容繁多、推导复杂、需要较强的数学基础。通信原理课程的教学采用问题引导式教学法是比较常见的，存在的主要问题则是分析过程比较晦涩、解决问题过程复杂，因此，问题启发和对学生的驱动有时会较弱，由于解决问题的过程难度较大，往往会出现以教师为主而学生参与程度不高的现象。然而，在通信原理课程中，几乎所有的问题都存在着多种解决方案，因此，该课程非常适合对比教学和问题驱动教学法的结合应用，以问题引导为教学主线，以方案之间的横向纵向对比来降低分析的难度，强化学生对知识点的理解。实践教学效果表明，采用对比式问题驱动教学法能够在解决问题的过程中，有效地引导学生进行比较思辨和归纳总结，从而对教学内容的理解更加准确和深刻，教学效果良好。

2 对比式问题驱动教学法实施要点

对比式问题驱动教学法的核心主线仍然是提出问题、分析问题、解决问题三步曲，然而，对比式教学法为这三步曲提供了新的内涵和外延拓展。该教学法的成功实施应该做好以下几个步骤和要点。

第一是精心设计问题。爱因斯坦曾说过，提出问题比解决问题更重要。在对比式问题驱动教学法中也是如此。设计问题的过程主要考虑三点，首先是问题必须是所有分析和解决过程的核心，且问题的提法应该具体而有启发性；其次，在提出问题的过程中可以让学生参与进来，即对学生关心的问题进行筛选和提炼。学生提出的问题是开放式的，可以是学生自学时难以理解的问题，也可以是自己提出的方法需要得到进一步确认的或是需要和同学们分享的，只要是和知识点内容相关的都可以。这样的问题够引起学生的共鸣，使得学生产生浓厚的兴趣，从而可以有效开展分析和解答的过程。最后，如果提出的问题能和以前的问题具有类比性，则可以对学生产生启发和引导。

第二是分析过程中引入对比。对比式问题驱动教学法中的对比主要体现在分析问题和解决问题的过程当中，因此在这个过程中设计好对比环节是对比式问题驱动教学法的核心和关键。一个复杂的分析过程或问题求解过程，如果能通过一些已学习过的知识进行对比，则可以将复杂过程简单化，有力地改善学生对复杂过程的理解；有些复杂知识互相之间可以进行对比，学生得以从不同的角度审视这些难点，从而有效打开学生的思路，提升学生对知识点的掌握能力。

第三是对解决过程进行归纳总结。归纳总结包含两部分内容，首先是把对比时发散的思维过程重新收回来，对问题提出、问题分析和问题解答全周期的总结，在总结中得出知识点的一般规律，有效升华学生对知识点的深刻理解。其次，应该实现对思路方法、参与精神、合作态度等全维度的总结归纳。在总结过程中要努力引导和启发学生进行质疑、思考和提升。

与其说对比式问题驱动教学法是一种有效的课堂教授方法，不如说该教学法更是一种提高学生思辨能力的学法。从选择问题、对比设计、归纳总结的所有环节都可以引导学生参与。具体方法可以采用分组讨论、集中研讨等多种教学形式，鼓励学生不断尝试，不断探讨，激发学生主动参与；引导学生全面思考而不是失之偏颇，最终培养学生采用比较法分析问题的能力。

3 在通信原理课程应用对比式问题驱动教学法

通信原理课程概念多、内容广、难度深，直接采用平铺直叙的教学法无疑难以收到良好的教学效果。然而，通信原理课程知识点彼此联系而又有所区别，其解决方法往往有很多种，因此非常适合对比式问题驱动教学法的应用。模拟调制、基带传输、数字调制、差错控制编码等通信原理都具有明显的横向、纵向等可对比方面。因此，对比式问题驱动教学法实际上能够在通信原理课程的整个教学周期中得到深入应用。

教学案例1：数字调制技术

案例说明：数字调制技术是通信原理课程的核心知识点之一，内容比较多，要求学生掌握的程度也高，因此需要引导学生对内容进行深刻理解。由于数字调制知识点在模拟调制和基带传输章节之后，因此在提出问题时就可以和模拟调制及基带传输进行对比，所以数字调制技术是非常适合采用对比式问题驱动教学法的。具体教学过程中，可以在复习模拟调制技术的基础上，引导学生自主提出对比问题。

提出问题：如何实现数字调制？

（1）对比于模拟调制系统，数字调制可以控制载波的哪些参数？

（2）对比于模拟调制系统，数字调制应该如何实现？

问题对比分析：

（1）ASK 调制和解题过程；

（2）FSK 调制和解调过程；

（3）PSK 调制和解调过程，含DPSK 的调制解调；

（4）功率谱分析、误码率分析和基带传输进行对比。

解决问题的对比归纳：在系统误码率、频带宽度、对信道特性变化的敏感性、设备的复杂程度等方面对ASK、FSK、PSK和DPSK 进行对比归纳，整个对比归纳过程由学生分组讨论得出结论，最后将学生讨论结果加以提炼总结，由此完成了数字调制技术的授课过程。

案例说明：脉冲编码调制和增量调制技术是模拟信号数字传输的重点内容，要求学生必须掌握其原理和主要性能指标如量化信噪比等。这部分内容涉及量化和编码过程，在以往教学过程中发现部分学生理解是有一定难度的。因此，本章节内容讲授时，先讲解脉冲编码调制技术，然后讲解增量调制技术时，采用对比式问题驱动教学法，方便学生理解增量调制技术，同时又反过来加深了对脉冲编码调制技术的进一步理解。

问题对比分析：

（1）PCM 编码过程和译码过程；

（3）在过载特性、动态编码范围等具体实现方面进行对比分析。

解决问题的对比归纳：在抽样速率、占用带宽、量化信噪比、信道误码影响、设备复杂度等方面对两种编码调制技术进行归纳分析，整个对比归纳过程由学生分组讨论得出结论。在此过程中要求学生不但知其然，还要知其所以然，即要结合实现原理，能深刻理解为什么会出现这样的对比分析结果。最后，分别针对PCM 和M 各自存在的问题，引导学生进一步考虑改进方法，如ADPCM 等技术。

4 总结

对比式问题驱动教学法是问题驱动教学法和对比教学法的有机结合，该方法以问题驱动为主线，以对比分析为手段，将彼此相互联系又互相区别的知识点提取出来，互相启发印证，引导学生深入思考和归纳分析，同时有助于形成比较式、关联式思维。该方法在通信原理课程的教学过程中得到了应用，长期的教学实践表明，该教学法能显著地提高学生对通信原理课程知识点的认知和教师的教学效果。该教学方法在其他具备对比分析和问题引导条件的课程教学中也具有明显的推广应用价值。