通信原理課程教學(xué)改革研究與實(shí)踐

汪穎 江金龍 汪付官

【摘要】主要介紹通信原理課程教學(xué)中如何針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行備學(xué)生、備課堂和備教法，提高課堂教學(xué)質(zhì)量，通過課程的教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)手段等三個(gè)方面論述課程改革的基本構(gòu)想。

【關(guān)鍵詞】通信原理；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)改革

1.引言

通信原理是通信工程和電子信息工程專業(yè)一門很重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，它與高等數(shù)學(xué)、概率論與隨機(jī)過程等前續(xù)課程關(guān)系緊密，同時(shí)對(duì)移動(dòng)通信、光纖通信等后續(xù)專業(yè)課程有重要影響。知識(shí)點(diǎn)豐富，理論性強(qiáng)，對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)要求高是本課程的特點(diǎn)，教師覺得難教，學(xué)生感到難學(xué)，這是師生常常面臨的困惑。為提高通信原理課程的教學(xué)質(zhì)量，改善教學(xué)效果，增強(qiáng)學(xué)生在通信方面的綜合素養(yǎng)，著重從教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)手段等三個(gè)方面進(jìn)行課程教學(xué)改革嘗試。

2.備學(xué)生、備課堂、備教法

2.1 寫教案、寫學(xué)案

在備課中，要根據(jù)教學(xué)大綱和教材準(zhǔn)備教學(xué)內(nèi)容，寫好教案。教案要側(cè)重于如何針對(duì)學(xué)情準(zhǔn)備教學(xué)內(nèi)容，用什么方法組織好課堂教學(xué)。美國心理學(xué)家布魯納提出，“教學(xué)過程是一種提出問題和解決問題的持續(xù)不斷的活動(dòng)”。課前要琢磨課堂中對(duì)不同的問題如何進(jìn)行設(shè)問引思、啟發(fā)。除寫好教案，還要組織好學(xué)案。站在學(xué)生的角度，協(xié)助學(xué)生寫學(xué)案，引導(dǎo)學(xué)生寫學(xué)案，讓學(xué)生學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)，這將大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

2.2 與學(xué)生思維接口

在教學(xué)中，為讓學(xué)生能夠在最短時(shí)間內(nèi)接受最多的知識(shí)，要注意與學(xué)生的思維接口。用通信的術(shù)語來講，就是“接口匹配”，這樣傳輸?shù)哪芰孔畲螅拍苓_(dá)到“最佳接收”。與學(xué)生思維接口，就是換位思考，體會(huì)學(xué)生的困惑。備課時(shí)，要以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，既要考慮教師如何“教”，也要考慮學(xué)生如何“學(xué)”，而且是依據(jù)學(xué)生如何“學(xué)”來設(shè)計(jì)教師如何“教”。

3.改革教學(xué)內(nèi)容

3.1 精心選擇授課內(nèi)容

通信原理課程要求學(xué)生掌握通信系統(tǒng)的基本原理，目前數(shù)字通信系統(tǒng)憑著其性能的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)正逐漸取代模擬通信系統(tǒng)，如手機(jī)早已全部數(shù)字化。在這種形勢(shì)下，以數(shù)字通信為重點(diǎn)，精心選擇講課內(nèi)容，牢固掌握數(shù)字通信的原理及工作方式。尤其通信系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊的原理及相互關(guān)系，使學(xué)生具有深入研究和掌握現(xiàn)代高新通信技術(shù)與理論分析的能力。為了保證教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性和實(shí)用性，適當(dāng)增加一些先進(jìn)的通信技術(shù)內(nèi)容，如目前較熱門技術(shù)有WCDMA、OFDM[1]等技術(shù)，使學(xué)生對(duì)它們有初步了解，為新技術(shù)的研究奠定理論基礎(chǔ)。

3.2精心提煉授課內(nèi)容

精心提煉的關(guān)鍵是如何體現(xiàn)講課內(nèi)容的“少而精”來提高上課效率，其前提當(dāng)然是精選講課內(nèi)容，充分地利用課堂的每一分鐘，傳授更多有用的知識(shí)。例如，將第六章“正弦載波數(shù)字系統(tǒng)”中的第2、3、4節(jié)進(jìn)行有機(jī)組合，用比較的形式，從三種數(shù)字調(diào)制信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式與波形、三種數(shù)字調(diào)制信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)方法、功率譜密度及抗噪聲性能等方面對(duì)ASK信號(hào)、FSK信號(hào)和PSK信號(hào)進(jìn)行闡述。一方面提煉了所講的知識(shí)內(nèi)容，一方面使學(xué)生掌握了三種數(shù)字調(diào)制信號(hào)的特點(diǎn)及區(qū)別。當(dāng)然，有了精選的內(nèi)容，還必須有精煉的語言來配合。因此，每堂課都應(yīng)精心設(shè)計(jì)，包括布置的作業(yè)也得精心選擇。

4.向課堂教學(xué)要質(zhì)量

4.1 善于比喻引證

通信原理課程涉及眾多的數(shù)學(xué)公式、概念，如果就事論事進(jìn)行講解，學(xué)生不愛聽，理解起來很困難。結(jié)合物理意義、應(yīng)用背景進(jìn)行比喻引證，以通俗易懂的形式講述出來，則可起到事半功倍的效果[2]。例如，講述通信方式時(shí)，把單工比喻成單行道，半雙工比喻成獨(dú)木橋，全雙工比喻成新干線。講述調(diào)制解調(diào)的概念時(shí)，把基帶信號(hào)比喻成貨物，高頻載波比喻成火車，“調(diào)制→發(fā)射→傳播→調(diào)制→解調(diào)”就是“裝貨→出站→運(yùn)行→進(jìn)站→卸貨”。用心琢磨教學(xué)方法，善用比喻和引證，可以在調(diào)節(jié)課堂氣氛的同時(shí)，將深?yuàn)W的知識(shí)淺顯地講授，讓學(xué)生在笑聲中不經(jīng)意地掌握枯燥的內(nèi)容。

4.2 多維立體教學(xué)

“黑板+ 粉筆”的單一模式已不適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)的需求，多媒體和互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的飛速發(fā)展要求優(yōu)化教學(xué)手段，使用“黑板+ 多媒體+ 網(wǎng)絡(luò)”的教學(xué)模式，在圖、文、聲、像等方面為學(xué)生提供直觀感受，可讓學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)接收大量的信息。多維立體教學(xué)，就是“靈活使用現(xiàn)代教學(xué)手段，采用多種方法展現(xiàn)抽象的知識(shí)點(diǎn)” [3]。課堂上，可以充分利用多媒體放映幻燈片、圖片、Flash 動(dòng)畫和錄像，用數(shù)碼展臺(tái)展示硬件實(shí)物。課后，學(xué)生可以登錄教學(xué)網(wǎng)站下載學(xué)習(xí)資料，與老師進(jìn)行互動(dòng)交流。在實(shí)驗(yàn)課程中，學(xué)生通過動(dòng)手可以進(jìn)一步加深對(duì)課本知識(shí)的理解，通過觀摩通信基站、機(jī)房等教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，把書本知識(shí)與實(shí)際結(jié)合起來。多維立體教學(xué)可以給學(xué)生提供全方位的認(rèn)知感受，能夠吸引學(xué)生興趣，將注意力集中在關(guān)鍵問題上，加深對(duì)概念、細(xì)節(jié)的理解。

4.3 引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)

“授之以魚，不若授之以漁”。傳統(tǒng)的灌輸式教育已經(jīng)不適合現(xiàn)代化的需要，啟發(fā)式、討論式教育才能教會(huì)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。教師經(jīng)過多年的教學(xué)后，要進(jìn)行反思、總結(jié)，除了可以提高自己的教學(xué)水平、授課技巧，還可以幫助學(xué)生[4]。這就是教師主導(dǎo)作用的體現(xiàn)。例如，講述模擬調(diào)制系統(tǒng)時(shí)，要介紹AM→DSB- SC→SSB→VSB→FM的演變過程，比較它們的調(diào)制方法、解調(diào)方法、調(diào)制效率、信號(hào)帶寬（有效性）、制度增益（可靠性）及用途，并結(jié)合香農(nóng)公式，說明有效性與可靠性能夠互換。講述二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制時(shí)，可以把2ASK 看成單極性NRZ碼進(jìn)行DSB- SC 調(diào)制、把2FSK看成兩個(gè)2ASK 的疊加、把2PSK 看成雙極性NRZ碼進(jìn)行DSB- SC調(diào)制，可對(duì)比模擬調(diào)制系統(tǒng)，比較2ASK、2FSK 和2PSK 的調(diào)制方法、解調(diào)方法、信號(hào)帶寬及誤碼率，這樣溫故而知新，學(xué)生可以觸類旁通，較快地掌握新知識(shí)。

5.總結(jié)

本次教學(xué)改革的目的是在教學(xué)內(nèi)容上與實(shí)際的通信系統(tǒng)相結(jié)合；在教學(xué)模式上把以教為主的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)為主的教學(xué)模式，并且改革方案已經(jīng)逐步在實(shí)施，在教學(xué)中取得了明顯的效果，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中分析和處理問題的能力得到了較大的提高，對(duì)教學(xué)質(zhì)量和提高應(yīng)用型人才的培養(yǎng)非常有益，獲到了學(xué)生的好評(píng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 樊昌信等.《通信原理》，國防工業(yè)出版社，2006年2月第6版.

[2] 趙樹平. 通信工程專業(yè)教學(xué)內(nèi)容及課程體系改革探索[J]. 大連教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，（2）：22-24。

[3] 陳正宇. 應(yīng)用型本科院校通信工程特色專業(yè)建設(shè)的思考[J]. 科學(xué)和技術(shù)信息，2010，（4）：191-192。

[4] 電子信息科學(xué)與工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì).通信工程專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告.教育部高等學(xué)校教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)通訊，2009，2（69），11-24。

基金項(xiàng)目：校級(jí)教改項(xiàng)目：九江學(xué)院資助教改課題；基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的《通信原理》教學(xué)研究與實(shí)踐（項(xiàng)目編號(hào)：JYZZ11-13）