引导教学在“通信原理”课程中的应用探讨

陈振兴 黄田野

[摘 要] 引导教学是高等院校专业课程建设的一种重要教学方法，在新工科教育下背景对学生专业课程的正确有效引导对提高教学质量和培养创新型人才至关重要。针对信息类专业中的“通信原理”课程，主要从引导“通信原理”的课程思政、引导课程章节间的关系、引导知识点间的逻辑与延伸、引导分析解决问题的思路和引导实验仿真入课堂几个方面来探索引导教学在“通信原理”课程中的应用。通过引导教学提高“通信原理”课程的课堂效率、教学质量，以期培养和提高学生的综合能力。

[关键词] 引导教学;通信;课程思政;教学方法

[基金项目] 2020年度中国地质大学（武汉）一般教学改革项目“《通信原理》课程教学方法的改革与实践”（2020A23）;2019年度教育部产学合作协同育人项目“基于通信原理课程群软件无线电师资培训”（201902291009）

[作者简介] 陈振兴（1982—），男，辽宁葫芦岛人，博士，中国地质大学（武汉）机械与电子信息学院讲师，主要从事多维信号处理、无线通信研究;黄田野（1984—），男，湖南长沙人，博士，中国地质大学（武汉）机械与电子信息学院教授，主要从事特种光纤器件、光通信研究。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）37-0105-04    [收稿日期] 2021-03-26

一、引言

在新工科教育背景下，“通信原理”课程在电子信息工程、通信工程等专业中占据着重要地位，其在各大高校均被设定为专业主干课程[1，2]。然而，高校对“通信原理”课程学时有所压缩，以中国地质大学（武汉）电子信息工程为例，“通信原理”课程现以樊昌信等编著的第七版《通信原理》为教材[3]。教师对学生的引导作用不言而喻，其在一些专业基础课像“模拟电子技术”，以及地质类专业等均有所研究和应用[4]，本文以引导教学为基础探讨了其在“通信原理”课程中的几点应用。

二、引导“通信原理”课程思政

2016年12月，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出，要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应[5]。这句话明确了非思想政治课程也要注重思想政治教育，把思想政治教育融入专业课程当中。

“通信原理”课程内容与现代人们的生产和生活有着密不可分的关系，特别是5G移动通信时代的来临及面向6G的发展，通信原理的理论内涵和实际工程应用均蕴含着大量的思想政治元素。在教学过程中，将一些通信技术的演化、实际应用、发展现状与通信原理教学内容有机结合，在进行“通信原理”课程思政的同时，也能达到更好的教学效果，切实激发学生的家国情怀、对专业的认同感并投身通信行业、建设通信强国的决心[6]。下面结合几个具体实例来阐述如何引导“通信原理”课程的思想政治教学。

教材第一章，教师通常会引导学生了解通信的发展，从古代鸣金、击鼓已经发展到了近代以电报为起点的现代通信，进而定义电信就是利用电信号来传输消息中所包含的信息。而电子学和光子学通信可以统称为经典通信，相对应的就是量子通信，即利用量子纠缠效应进行信息传递的新型通信方式。除量子通信独有的特点外，一些基本的通信原理知识均包含于本门课程当中，通过本门课程的学习，激发学生的学习热情和爱国情感。

教材第八章的正交频分复用（OFDM）是4G和5G的核心调制技术，如今5G在我国已经商用，大家能感受到移动通信的发展带来的便利，感受到科技的力量，在此工程应用背景下逐步引导学生进行OFDM系统基本原理和实现方法的学习，激发学生的学习兴趣，通过基本理论和其发展过程的学习，激发学生的创新意识。

三、引导课程间、章节间的关系

“通信原理”與本科阶段的其他课程有着紧密的联系，信息与通信的课程群建设也是未来的发展趋势[7]。其前期专业基础课程大都包括高频电子线路、数字信号处理、信号与系统、信息论与编码、模拟电子技术、数字电子技术、电路分析等，同时涉及大量的高等数学、线性代数、概率论与统计、随机过程的知识，后续课程可能涵盖移动通信、无线通信、光通信等与通信原理相关的课程，“通信原理”课程也是学生未来从事相关工作的理论基石。所以本门课程起着承前启后的作用，扮演着桥梁的角色，也是各种专业基础课与通信设备相关专业的桥梁，承担着从单元电路到系统应用、从抽象概念到通信设备的重要过渡作用。根据我校的课程设置，“通信原理”的后续课程主要包括基于本门课程的专业综合课程设计，宽带无线通信、软件无线电系统设计等选修课程。

鉴于“通信原理”具有很强的专业综合性的特点，教师在教学过程中必须引导学生注意课程之间的联系，在讲解通信基本理论的同时，讲出相关专业课程是一个有机的整体、相互联系。由于理论课程仅为48学时，一些相关课程涉及的内容只需要带领学生进行简单回顾，如第一章信息及其度量、第十一章差错控制编码、第十二章正交编码与伪随机序列均为前续“信息论与编码”课程的内容;第五章模拟调制系统在“高频电子线路”课程里已经涉及。第二章的确知信号的时频分析和第三章的随机过程，主要会用到傅里叶变换、傅里叶级数、相关函数、高斯函数等数学知识，其完全是以“高等数学”“线性代数”“概率论与统计”为基础的。对后续课程的影响主要体现在数字通信系统的调制和解调算法、通信系统的分析方法上面，例如第八章的正交振幅调制（QAM）和OFDM技术，在“宽带无线通信”课程会得到进一步的分析与延伸。

教材各章节间也并非独立的，在授课过程中需要引导学生章节间的联系和前后关系，使学生建立起通信系统的整体概念和通信相应模块间的联系。第一章内容主要涉及通信系统的模型和性能指标，第六和七章的数字基带传输系统和数字带通传输系统的分析均是建立在系统模型的基础之上，包括电子学和光子学的通信系统分析都要建立相应系统模型，连接通信系统发送端与接收端的即为第四章的信道，包括有线信道、无线信道及信道模型的建立。第二和三章的确知信号和随机过程分析虽然是作为分析通信系统的数学工具，但与第六至八章介绍的数字通信系统的发送信号是相对应的，发送端产生的已调信号一般包含发送的基带信号与载波信号，这里载波信号如正弦波对应第二章的确知信号分析、发送的基带信号对应第三章的随机过程分析，由于涉及大量的公式及推导，所以这两个章节的学习要引导学生与后面的通信系统建立起联系和对应关系，便于学生理解。