創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育背景下的教學改革探索
——以通信原理課程為例

孟慶民（臨沂大學信息學院，山東臨沂276012）

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創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育背景下的教學改革探索
——以通信原理課程為例

孟慶民
（臨沂大學信息學院，山東臨沂276012）

摘要：依據(jù)高等學校開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的指導方針，針對通信原理課程內(nèi)容的特點，采取多種方法進行教學改革，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)引入課程教學，在理論教學、實踐教學等方面進行了有益探索，并取得了一定成績，為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與課程教學相結合積累了經(jīng)驗，對其他學科專業(yè)基礎課程建設也具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育；教學改革；通信原理課程

Abstract:According to the guidelines about innovation and enterprise education in higher education，and the characteristics of Communication Principle course，teaching reform is carried on with multiple methods in theoretical teaching and practical teaching. Through some helpful researches achievement is got in course teaching for developing innovation and enterprise ability，and those methods can be refered to other specialized basic courses too.

Keywords:innovation and enterprise education；teaching reform；communication principle course

一、簡介

《教育部關于大力推進高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和大學生自主創(chuàng)業(yè)工作的意見》［教辦（2010）3號］中明確指出“大學生是最具創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)潛力的群體之一。在高等學校開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，積極鼓勵高校學生自主創(chuàng)業(yè)，是教育系統(tǒng)深入學習實踐科學發(fā)展觀，服務于創(chuàng)新型國家建設的重大戰(zhàn)略舉措；是深化高等教育教學改革，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和實踐能力的重要途徑；是落實以創(chuàng)業(yè)帶動就業(yè)，促進高校畢業(yè)生充分就業(yè)的重要措施”?！秶鴦赵恨k公廳關于深化高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革的實施意見》［國辦發(fā)〔2015〕36號］中也明確指出：“深化高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，是國家實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略、促進經(jīng)濟提質(zhì)增效升級的迫切需要，是推進高等教育綜合改革、促進高校畢業(yè)生更高質(zhì)量創(chuàng)業(yè)就業(yè)的重要舉措?！痹诖吮尘跋?，高等教育應積極調(diào)整教學目標，在人才培養(yǎng)過程中突出能力培養(yǎng)。

在通信、電子信息類學科中，通信原理課程是一門非常重要的專業(yè)基礎課程。在課程體系上，該課程承模擬電子線路、高頻電子線路、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理等基礎課程，啟移動通信、光纖通信、程控交換技術、現(xiàn)代通信網(wǎng)等專業(yè)課程。課程的教學目的是讓學生掌握通信系統(tǒng)的基本原理和分析方法，為后續(xù)專業(yè)課程的學習以及未來的工作打下基礎。該課程理論性和綜合性較強，原理分析中需要大量公式推導，直觀性差，但應用領域卻非常廣泛［1-3］。傳統(tǒng)的教學方法多以知識傳授為主，不僅教與學的雙邊活動過程少，也很少注重學生文化素質(zhì)、品質(zhì)、個性、才能與創(chuàng)造性等的培育和提升，從而極大的影響了學生的學習興趣和積極性［3-4］。為此，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的理念引入通信原理課堂教學的各個環(huán)節(jié)勢在必行。

為響應創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的呼聲，與時代同步，針對通信原理課程教學中教師和學生普遍存在的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念和能力欠缺、課程教學知識面相對狹窄的現(xiàn)狀，近幾年，臨沂大學通信原理課程教學團隊圍繞“如何培養(yǎng)具有創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力高素質(zhì)人才”這一課題，從教學內(nèi)容、教學方法等方面進行了一系列有益的理論研究和實踐探索。

二、多種舉措加強《通信原理》課程建設，積極開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育

（一）合理組織理論教學內(nèi)容，與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念相適應

在設計教學內(nèi)容時，將與課程內(nèi)容相關的科研成果、典型通信網(wǎng)絡系統(tǒng)案例分析等滲透到教學內(nèi)容中去。例如在講解模擬系統(tǒng)抗噪聲性能時，可以簡要介紹最新的基于小波理論的降噪方法；教學內(nèi)容上適當結合與生活息息相關的3G、4G等移動通信系統(tǒng)，以及日常使用的IC芯片卡系統(tǒng)等內(nèi)容，既能促使學生對最新學科知識有所了解，又能引起學生的興趣。

同時，在各知識點的講授中盡量使用貼近生活實際問題例子，可以更好的激發(fā)學生的求知欲望和學習興趣。例如：無線電音質(zhì)晝夜的差別及原因；調(diào)頻、調(diào)幅廣播的比較；3G、4G移動通信系統(tǒng)為什么需要較大的傳輸帶寬等。這些問題的提出都能使學生感到所學的課程知識與自己身邊的事情緊密相關，并且使抽象難懂的理論變得具體生動貼近生活，從而使學生真正認識到學有所用，進而產(chǎn)生強烈的學習愿望。

與此同時，考慮到教材內(nèi)容相對于日新月異發(fā)展的通信技術的滯后性，在進行課程教學研究的同時，教學團隊始終密切關注通信領域的最新研究成果和前沿技術，并及時將一些新理論、新技術、新成果乃至學科最新發(fā)展熱點引入到課程教學內(nèi)容中。

另外，在教師的教科研課題研究中，我們還積極吸收部分同學進入，使其通過在參與教科研活動過程中潛移默化地培養(yǎng)自主探究和創(chuàng)新思維的能力。

（二）引入仿真軟件開展實踐教學，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力

隨著電子技術的飛速發(fā)展，通信系統(tǒng)的功能越來越強大，結構也越來越復雜，而隨著強大的計算機輔助分析設計技術和仿真工具的發(fā)展，通信系統(tǒng)技術研究和產(chǎn)品開發(fā)的周期則越來越短。計算機仿真技術是分析、研究復雜系統(tǒng)的重要工具［2］。因此，在通信原理課程教學過程中，我們引入了基于計算機仿真的實踐教學環(huán)節(jié)。創(chuàng)新源于實踐，通過基于仿真的實踐教學環(huán)節(jié)不僅可以加深學生對所學知識的感性認識和理性理解，還可使學生在編程仿真過程中培養(yǎng)系統(tǒng)級的設計能力，有利于學生創(chuàng)新能力的養(yǎng)成和提升，從而奠定以后學習和工作的良好基礎。而且，仿真實驗只要配有安裝了仿真軟件的計算機即可實現(xiàn)，更有利于創(chuàng)新教育的開展。

主要從以下兩個方面著手改革：

1.實驗引入Matlab等仿真軟件，并增加綜合性、設計性實驗

利用實驗箱進行一些演示性和驗證性的實驗是通信原理課程實驗的通常做法，這種類型的實驗由于實驗步驟都是事先安排好的，從而限制了學生自主能力的發(fā)揮，影響了學生的實驗興趣，無法滿足提高學生動手能力和培養(yǎng)創(chuàng)新意識的要求。另外，利用實驗箱進行的實驗知識點相對來說比較單一，比如PCM編譯碼實驗、模擬和數(shù)字調(diào)制實驗等，很難使學生將有關聯(lián)的實驗內(nèi)容聯(lián)系起來，不利于學生建立通信系統(tǒng)級的概念［5-8］。

而仿真軟件的引入能很好地彌補上述缺陷，有利于開展綜合性和設計性實驗。因為學生在使用Matlab等仿真軟件進行仿真實驗的過程中，要涉及到系統(tǒng)方案設計、模型搭建、仿真參數(shù)設置，直至運行、調(diào)試、改進系統(tǒng)設計等具體工作，這對提高學生的綜合素質(zhì)是一種有力的鍛煉。另外，軟件仿真實驗內(nèi)容的安排與設計比較靈活，既可結合基本理論設置，又能與硬件實驗相互補充［5-8］。如FM調(diào)制實驗，不僅僅是要求學生借助示波器觀察時域波形的變化，更重要的是掌握誤碼率與信噪比的關系、調(diào)制信號頻譜特點及功率分配等問題。但目前實驗箱實驗卻不具備這些功能，而利用Matlab仿真平臺則不僅可以靈活的根據(jù)不同系統(tǒng)結構搭建系統(tǒng)，而且可以形象直觀的實現(xiàn)上述實驗要求。實踐表明，采用軟件仿真實驗的教學效果要優(yōu)于實驗箱實驗，可大大提高學生的學習興趣和熱情。

2.教學過程中利用Matlab等仿真軟件進行仿真演示，輔助課堂教學

將Matlab等仿真軟件引入課堂教學過程，可實現(xiàn)將抽象的內(nèi)容教學寓于形象直觀、啟發(fā)性強的仿真演示中，從而激發(fā)學生的學習興趣［9-10］。例如，在講授“部分響應系統(tǒng)”這一內(nèi)容時，可借助仿真對理想沖激脈沖序列及其系統(tǒng)響應進行演示，學生通過觀察對脈沖序列疊加情況進行思考和分析，從而發(fā)現(xiàn)在一些點上除某一系統(tǒng)響應有最大值外，其它系統(tǒng)在該點的響應均為零，而且這些點的分布具有周期性［11］。在此基礎上，就可以得到“只要我們在這些點上對信號抽樣，就可以實現(xiàn)無碼間干擾，否則，碼間干擾現(xiàn)象就無法避免”的結論，進而提出“如何才能實現(xiàn)恰巧在這些點上進行抽樣？即抽樣應該滿足什么條件”的問題，這樣，就有利于學生對問題有整體和實質(zhì)性的認識。奈奎斯特準則的內(nèi)容較抽象，數(shù)學推導也很多，在有限的課程教學過程中，教師如果只強調(diào)數(shù)學上的嚴密和準確，效果并不好。因此對于類似的抽象晦解的理論內(nèi)容，可以通過課堂仿真演示實現(xiàn)直觀形象的描述，由教師引導學生觀察和思考，而將嚴密的公式推導留給學生課后完成，通過這種手段可有效的提高學生的學習興趣。

3.構建“理論+實驗+課程設計”為一體的課程體系

遵循由淺入深、循序漸進的教學思想，為培養(yǎng)學生現(xiàn)代通信系統(tǒng)的分析和設計能力，使學生在學習經(jīng)典通信理論與方法的基礎上，拓展自己的創(chuàng)新設計能力，我們還開設了為期一周的通信原理課程設計，從而構建了“理論+實驗+課程設計”為一體的課程體系。對于課程設計，除采用固定選題方式外，還可引導學生自主選題、自主設計，并鼓勵學生積極參加學校及國家舉辦的各項大學生創(chuàng)新活動，以對學生進行全方位培養(yǎng)，使學生系統(tǒng)地掌握通信系統(tǒng)的基本組成，全面了解通信的整個過程。通過這種方式，有效加深了學生對授課內(nèi)容的理解，激發(fā)了學生學習通信原理課程的熱情和積極性，既鞏固了所學的理論知識，又提高了設計能力與創(chuàng)新能力。

（三）采取靈活多樣的教學方法，激發(fā)學生創(chuàng)新興趣

依靠教學手段、教學方法的改革可以有效提高教學質(zhì)量。靈活運用多種先進的教學方法，盡量避免灌輸式的教學，注意啟發(fā)學生思考，能有效調(diào)動學生的學習積極性，激發(fā)學生創(chuàng)新興趣。

1.課堂教學的師生互動

利用教師提問、學生交流、師生討論等多種課堂教學互動形式，讓學生充分參與到課堂教學過程中，真正實現(xiàn)以學生為主體的教學過程，可有效的提高教學效果。比如在內(nèi)容講授完畢后，教師可鼓勵學生上講臺進行章節(jié)內(nèi)容總結，對能夠進行知識點基本總結的給予一定的平時成績獎勵。通過這種形式不僅可增強學生聽課的認真程度，加深對所學知識的理解和掌握，而且也鍛煉了學生的語言表達能力和知識歸納總結能力，增強了學生的自信心。

與此同時，教師則以學生的身份來審視教學活動，不僅可以反思授課內(nèi)容的完整與否、講課方法的得當與否，而且還可以及時地了解到學生的學習效果，及時地發(fā)現(xiàn)學生在學習中存在或出現(xiàn)的問題。這樣，在學生完成總結之后，教師可以及時的對自己授課中存在的問題和學生學習中存在的問題進行有針對性的補充和糾正，從而有效的提高教學效果。

通過教學過程中增強互動活動的實踐證明，同學們不僅聽課的積極性越來越高，而且與教師交流溝通的主動性也越來越強烈。

2.板書與仿真課件、電子課件相結合

通信原理課程理論性非常強，公式推導量也多，如果采用傳統(tǒng)板書，就會占用很多時間，這必然嚴重影響教學效率，使學生對課程學習感到枯燥乏味，無法調(diào)動學習積極性，從而導致教學效果差。而電子課件大多是教學內(nèi)容的簡單復制，雖然內(nèi)容信息量大，但對學生來說猶如走馬觀花過后即忘，同樣無法保證教學效果。因此，過多的依賴某一種教學手段是不合適的，需要針對具體授課內(nèi)容采取靈活多樣的教學手段。比如一些理論公式的關鍵推導過程、內(nèi)容講授中經(jīng)常用到的定理和結論就非常適合于板書，這樣在授課中可以隨用隨看，有利于強化學生對課堂內(nèi)容的理解和消化，從而起到事半功倍的效果。而對于系統(tǒng)抗噪聲性能等比較抽象的內(nèi)容，則可以采用軟件仿真的方式來直觀的表現(xiàn)誤碼率與信噪比之間的關系。對于與工作原理相關的內(nèi)容，比如調(diào)制解調(diào)、抽樣定理、眼圖的形成等則適合用動畫演示形式的多媒體課件。

3.加強教學知識點之間的聯(lián)系，提高學生的學習能力

教材的章節(jié)知識看似是零散的，不便于記憶，其實各知識點之間是有一定內(nèi)在聯(lián)系的，若能如線穿珍珠般將其條理化，就好記多了，知識的聯(lián)系有縱有橫，不僅要善于穿珠，還要善于把知識編織成網(wǎng)。在教學過程中，注重知識點之間的聯(lián)系，有利于實施創(chuàng)新教育，全面提高學生的學習能力。

通信原理課程的所有內(nèi)容其實就是圍繞著通信系統(tǒng)的有效性和可靠性兩個重要的性能指標展開的。首先通過通信系統(tǒng)的一般模型引出模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)，然后在后續(xù)各章中介紹系統(tǒng)模型中的各個模塊。對模擬通信系統(tǒng)來說，有效性主要是指系統(tǒng)的帶寬，可靠性主要是指系統(tǒng)的信噪比；對數(shù)字通信系統(tǒng)來說，有效性主要是指系統(tǒng)的頻帶利用率，可靠性主要是指系統(tǒng)的誤碼率。章節(jié)內(nèi)容的思路是先通過有用信號和噪聲信號經(jīng)過模塊系統(tǒng)過程中的時域和頻域的變化來介紹模塊的工作原理，再討論和分析模塊的有效性和可靠性兩個性能指標。

相關章節(jié)內(nèi)容授課完畢后，教師需要利用知識回顧與總結環(huán)節(jié)對所授知識進行條理化，一方面可以明確相應模塊在整個通信系統(tǒng)中的作用，另一方面可以借助于各知識點之間的相似性進行總結和比較，以提高學習效率、強化教學效果。比如對于模擬通信系統(tǒng)來說，DSB、SSB、VSB的調(diào)制原理框圖是相同的，其差別就在于乘法器之后的濾波器的性能不同，而其相干解調(diào)的原理框圖也是相同的；對于數(shù)字通信系統(tǒng)的相干解調(diào)來說，與模擬通信系統(tǒng)的相干解調(diào)相比，只是在最后增加了抽樣判決環(huán)節(jié)。多年的教學實踐表明，充分利用知識點之間的聯(lián)系，能夠取得很好的課堂教學效果。

（四）積極組織教師交流活動，拓寬學生創(chuàng)新視野

流水不腐戶樞不蠹，知識也是如此，只有處于不斷的學習中，才能掌握新知識，才能跟上時代的發(fā)展，才能拓寬視野，才能有所作為。課程教學團隊除了積極組織教研活動努力提高自身業(yè)務素質(zhì)外，還積極堅持“走出去、請進來”的發(fā)展策略。具體做法如下：

一是任課教師利用各自資源優(yōu)勢走出去，與國內(nèi)有關高校建立合作對子，通過進修、研修、學術交流等形式學習先進的教學方法和教改經(jīng)驗，積極追蹤學術前沿、開闊視野。這些做法對提高教師的學術水平、鍛煉學術隊伍等方面起到了非常積極的作用。

二是將外校優(yōu)秀教師、校外優(yōu)秀企業(yè)科研人員請進來，通過授課、講座、座談等形式使學生足不出校即可分享優(yōu)秀的教科研成果，拓寬學生創(chuàng)新視野。

三是通過校企合作方式先后在臨沂移動、臨沂電信、臨沂聯(lián)通、桃源科技廣場等企業(yè)建設了專業(yè)實習實訓基地，為實現(xiàn)理論與實踐的結合打下了良好的基礎，為學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)搭建了施展平臺。

三、結束語

通信原理課程建設是一個長期的過程，應當貫穿在課程教學的整個過程中。只有堅持不懈、持之以恒，才能不斷取得新的成果，更好的為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育服務。就目前課程教學改革的初步效果來看，學生對通信原理課程的學習不僅有了興趣和積極性，而且分析問題解決問題的能力也有所提高，說明通過前述教學實踐，取得了教學改革的初步成功，為繼續(xù)推進課程的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育奠定了基礎。

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中圖分類號：G642

文獻標志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）10-0011-03

作者簡介：孟慶民（1969-），男，山東臨沂，碩士，副教授，主要從事通信技術方面的教學和科研工作。