電子通信類本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索

吉林大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院 王曉偉

信息技術(shù)的發(fā)展以及社會(huì)的進(jìn)步，對(duì)電子通信類人才又提出了更高的要求，而創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是很重要的一個(gè)方面，電子通信類本科生的專業(yè)課程涉及的知識(shí)大多是抽象的，理論知識(shí)比較枯燥難懂，公式的推導(dǎo)較為繁雜，因此，在教學(xué)的過程中，如何有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及研究興趣，從而更好地培養(yǎng)電子通信類本科生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，啟發(fā)學(xué)生們的思維能力以及思維方式，加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合，使知識(shí)更為豐富多彩，有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

一、創(chuàng)新能力的內(nèi)涵

創(chuàng)新能力即產(chǎn)生新思想、新認(rèn)識(shí)以及對(duì)新事物的創(chuàng)造能力，創(chuàng)新能力包括很多方面，觀察能力、認(rèn)識(shí)能力、記憶能力以及分析能力、判斷能力等等，創(chuàng)新能力是個(gè)體的綜合能力的體現(xiàn)，因此，在培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的過程中還要注意與創(chuàng)新能力有關(guān)的多種綜合能力的培養(yǎng)，從而全面培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是適應(yīng)新形勢(shì)下社會(huì)對(duì)人才提出的更高層次的要求，是使學(xué)生更好的適應(yīng)社會(huì)而應(yīng)該注重的能力，也是科技發(fā)展與進(jìn)步對(duì)大學(xué)生提出的更高的要求。當(dāng)前，我國很多高校的大學(xué)生，創(chuàng)新能力還存在相應(yīng)的不足，主要表現(xiàn)在：缺乏創(chuàng)新的觀念，缺乏創(chuàng)新的毅力以及興趣，或是缺乏創(chuàng)新的思維能力，因此，加強(qiáng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)勢(shì)在必行。

二、電子通信類教學(xué)方法概述

電子通信類專業(yè)的教學(xué)方法有很多，但是根據(jù)其專業(yè)特點(diǎn)以及指導(dǎo)思想，目前通用的主要有兩種教學(xué)方法：第一種是注入法，主要是學(xué)生處于被動(dòng)的接受知識(shí)的地位，第二種是目標(biāo)法，主要是教師將學(xué)習(xí)的任務(wù)或是目標(biāo)交給學(xué)生，教師在此過程中主要起指導(dǎo)作用，學(xué)生獨(dú)立收集信息并且完成工作，這種方法主要是培養(yǎng)學(xué)生的探索性以及自主性的學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)地進(jìn)行知識(shí)的探索與學(xué)習(xí)。

無疑，第二種方法對(duì)于電子通信類教學(xué)來說是比較有效地，其教學(xué)的關(guān)鍵是鼓勵(lì)學(xué)生開動(dòng)腦筋，積極地對(duì)知識(shí)進(jìn)行探索，這是運(yùn)用了只有將問題擺在眼前需要人們充分的思考時(shí)，思維才會(huì)活躍起來。目標(biāo)法教學(xué)是利用人們的認(rèn)識(shí)規(guī)律，將問題擺在學(xué)生的面前，積極的鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的思考與探索，有目的的培養(yǎng)學(xué)生的思考能力，在教學(xué)過程中，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)設(shè)置恰當(dāng)?shù)哪繕?biāo)，可以使學(xué)生更好地注意到教材的難點(diǎn)以及重點(diǎn)，可以更好地強(qiáng)化印象，從而激發(fā)學(xué)生的興趣以及求知的欲望，更好地培養(yǎng)思維能力，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題以及解決問題，從而可以有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

三、當(dāng)前電子通信類本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的現(xiàn)狀

信息技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電子通信類本科生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提出了更高的要求，但是，當(dāng)前高校在教學(xué)中對(duì)培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力方面存在不足，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.教學(xué)機(jī)制方面存在不足

教育體制的影響以及教學(xué)觀念的制約，使得高校在關(guān)于電子通信類教學(xué)的課程設(shè)置、人才的培養(yǎng)以及評(píng)價(jià)體制方面都存在不足，不是以培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力為中心，沒有形成培養(yǎng)創(chuàng)新能力的有效機(jī)制，使得教學(xué)方法的不當(dāng)，教師注重教學(xué)內(nèi)容以及知識(shí)的傳授，往往忽略了學(xué)生的思維意識(shí)以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，這種應(yīng)試教育的教學(xué)方法雖然有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握，但是卻不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性與創(chuàng)造性，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.對(duì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)意識(shí)不足

高校對(duì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重視程度不夠，思想意識(shí)不同，那么教學(xué)方法以及教學(xué)原則也會(huì)不同，我國的教育受傳統(tǒng)的教育影響比較嚴(yán)重，強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)作用，而往往忽視學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體作用，但是，電子通信類專業(yè)的內(nèi)容，概念較為抽象，理論知識(shí)比較枯燥難懂，公式的推導(dǎo)較為繁雜，如果還是按照傳統(tǒng)的教學(xué)方式，容易忽視學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，最終不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.理論與實(shí)踐脫節(jié)

當(dāng)前的課堂教學(xué)，教師更注重的是教學(xué)知識(shí)的傳授，因此，與實(shí)踐應(yīng)用相脫節(jié)，這樣往往導(dǎo)致學(xué)生們的學(xué)習(xí)積極性不高，對(duì)理論性很強(qiáng)、內(nèi)容較為繁雜的電子通信類專業(yè)知識(shí)的理解有限，缺乏專業(yè)的電子通信技術(shù)的掌握，在實(shí)踐中的應(yīng)用也不足，使得創(chuàng)新能力的培養(yǎng)缺乏相應(yīng)的實(shí)踐的支持，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

四、如何培養(yǎng)電子通信類本科生的創(chuàng)新能力

電子通信類本科生的教學(xué)內(nèi)容可以分為三個(gè)體系：

一年級(jí)，在教師的指導(dǎo)下，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，挖掘?qū)W生的潛力，積極地引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，打好基礎(chǔ)，進(jìn)行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

二年級(jí)，教師起到輔助作用，以實(shí)踐性為指導(dǎo)，使學(xué)生掌握基本的科學(xué)方法，積極地進(jìn)行知識(shí)的探索，在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

三年級(jí)，在綜合性指導(dǎo)下，進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng)以及專業(yè)知識(shí)的培養(yǎng)，最終培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能力。具體的措施有：

1.改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)的教學(xué)模式以教師、課堂以及教材為中心，在教學(xué)中，教師往往是以講授的方式進(jìn)行教學(xué)，而忽視了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的作用，教師習(xí)慣于將知識(shí)直接灌輸給學(xué)生，以教師自己的理解代替學(xué)生在學(xué)習(xí)中的作用，使得學(xué)生被動(dòng)的接受知識(shí)。這種教學(xué)方法已經(jīng)不適應(yīng)大學(xué)生，尤其是電子通信類這種理論性較強(qiáng)的知識(shí)，因此，要改變這種傳統(tǒng)的教學(xué)方式，從而有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。首先，可以采用啟發(fā)式的教學(xué)方法，啟發(fā)式教學(xué)可以充分尊重學(xué)生的主體性，教師通過對(duì)知識(shí)的引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。其次，還可以采用討論式的教學(xué)方法，討論可以充分發(fā)揮學(xué)生的思維能力，在于其他同學(xué)的討論過程中可以開發(fā)思維，從而有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力與創(chuàng)造性思維。

2.加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)

實(shí)踐能力的培養(yǎng)有利于大學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的態(tài)度以及理論與實(shí)踐相聯(lián)系的學(xué)風(fēng)，有利于學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)，有利于更好的幫助學(xué)生們對(duì)知識(shí)的理解與掌握，還有利于學(xué)生觀察能力以及創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。電子通信類本科生的教學(xué)，要結(jié)合電子通信專業(yè)理論性強(qiáng)、內(nèi)容繁雜的特點(diǎn)，在實(shí)際的教學(xué)過程中著力培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，為高素質(zhì)人才以及學(xué)生的創(chuàng)新能力的培養(yǎng)創(chuàng)造條件。當(dāng)前電子通信類教學(xué)的內(nèi)容要思路如下：首先對(duì)某個(gè)非線性偏微分方程引入一對(duì)相容的線性方程(又稱Lax方程)

其中方程(2)是L的本征值方程，λ和Ψ=Ψ (x, t,λ)分別是L的本征值和本征函數(shù)。如果λ獨(dú)立于時(shí)間t，相應(yīng)的一對(duì)線性算子L和M(Lax對(duì))滿足的相容條件為:

然后求解與Lax方程(2)和(3)相對(duì)應(yīng)的逆散射問題，得到含有散射數(shù)據(jù)的逆散射方程。在無反射條件下，由方程的約斯特(Jost)解獲得孤子解．對(duì)于KDV方程(1)，Lax對(duì)被選為

不同的非線性方程有不同的Lax對(duì)，它們滿足的相容性條件是相應(yīng)非線性方程的等價(jià)形式。這種方法在數(shù)學(xué)上具有很高的嚴(yán)性謹(jǐn)。將它用于許多非線性方程，都可得到單孤子、雙孤子和多孤子解，是較經(jīng)典的孤子理論之一。然而，這種方法思路較迂回曲折，且Lax對(duì)本身就很難求得，尋找方法并無規(guī)律可循。

2.2 Hirota方法．

Hirota方法的關(guān)鍵在于引進(jìn)雙線性算子(bilinear operator)，將非線性方程簡化為雙線性形式，然后結(jié)合其它簡單變換就可得到孤子解．例如，對(duì)KdV方程(1)引入合適的因變量變換將其帶到方程(1)，就得到相應(yīng)的雙線性方程

其中雙線性算子被定義為

只要將φ按小量ε的冪級(jí)數(shù)展開，逐一求解各級(jí)方程，得到φ的級(jí)數(shù)解后，再代回(2.12)就可獲得孤子解。Hirota方法思路清晰，數(shù)學(xué)方法相對(duì)簡單，迄今為止，它已用于很多釋非線性方程，獲得各種孤子解，甚至包括一些特殊的孤子解。

2.3 Ba˙˙cklund 變換方法

這種方法是在尋找更多的非線性方程解的過程中發(fā)展來的．它主要包含兩個(gè)方面的變換：不同方程之間的變換和同一方程不同解之間的變換。前者的關(guān)鍵是要找到非線性方程與相應(yīng)的線性方程的ba˙˙cklund變換方程，再由已知線性方程的解求非線性方程的解；后者的關(guān)鍵是尋找非線性方程的兩個(gè)解之間的ba˙˙cklund變換方程，由其中已知的解求未知的解。對(duì)于KdV方程(1)，令ψ = vx可將KdV方程化為：

若v0和v均是它的解，則可得到相應(yīng)的ba˙˙cklund 變換為：

其中λ是(2)式中的本征值。如果ψ=v0x是KdV方程一個(gè)已知孤子解，根據(jù)這一ba˙˙cklund 變換，可得到KdV方程的一個(gè)新的孤子解ψ=vx。求非線性方程的精確解本就很難，要尋找更多的解更難上加雅。ba˙˙cklund變換方法為此提供了一條可行的途徑。

[1]王明亮.非線性發(fā)展方程和孤立子[M].蘭州:蘭州大學(xué)出版社,1982.

[2]俞慧友.孤子理論及其在玻色愛因斯坦凝聚中的應(yīng)用[D].長沙:湖南師范大學(xué),2009．

[3]李彪.孤立子理論中若干精確求解方法的研究及應(yīng)用[D].大連:大連理工大學(xué),2004．