“新工科”背景下通信原理的課程優(yōu)化

曹婷

摘要：“通信原理”是電子信息工程專業(yè)的必修課程。根據(jù)“新工科”人才培養(yǎng)的要求，改變了以往傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在教學(xué)思路、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及實(shí)踐環(huán)節(jié)實(shí)行了一系列的探索與改革。提高教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

Abstract： Communication principle is a compulsory course in electronic information engineering. According to the requirement of the new engineering talents cultivation， we changed the previous traditional teaching mode， the teaching idea， teaching content， teaching method and practice has introduced a series of exploration and reform. Improving teaching quality also stimulates students' interest in learning， which is conducive to the improvement of students' comprehensive quality.

關(guān)鍵詞：通信原理；新工科；課程優(yōu)化

Key words： Communication Principle；new engineering；educational reform

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）03-0258-02

0 引言

當(dāng)前，我國(guó)推動(dòng)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，實(shí)施“一帶一路”“中國(guó)制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”等重大戰(zhàn)略，以新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新模式、新產(chǎn)業(yè)為代表的新經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，對(duì)工程科技人才提出了更高要求，迫切需要加快工程教育改革創(chuàng)新，培養(yǎng)造就一大批多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才。南陽(yáng)理工學(xué)院在此背景下，也積極推進(jìn)轉(zhuǎn)型發(fā)展，在人才培養(yǎng)、產(chǎn)教結(jié)合、科研服務(wù)等方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

根據(jù)“新工科”人才培養(yǎng)的要求，我們傳統(tǒng)工科專業(yè)要逐步升級(jí)，人才培養(yǎng)模式也要逐步改進(jìn)，專業(yè)課程的教學(xué)實(shí)踐改革也勢(shì)在必行。通信原理作為電子信息工程專業(yè)的必修課程，在培養(yǎng)方案中處于核心地位。所以我們也要改變傳統(tǒng)的授課形式，以學(xué)生為中心，改革教學(xué)方法、實(shí)踐環(huán)節(jié)和考核方式，以培養(yǎng)興趣為主要出發(fā)點(diǎn)，提升教學(xué)的寬度，真正做到產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合，建立起符合產(chǎn)業(yè)需求、技術(shù)發(fā)展的學(xué)科建設(shè)。

1 改革教學(xué)思路

在探索形成新工科建設(shè)模式，更新工程人才知識(shí)體系的基礎(chǔ)上將行業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)的最新要求引入教學(xué)過(guò)程，更新教學(xué)內(nèi)容，推動(dòng)教師將研究成果及時(shí)轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，向?qū)W生介紹學(xué)科研究新進(jìn)展、實(shí)踐發(fā)展新經(jīng)驗(yàn)，積極探索綜合性課程、問(wèn)題導(dǎo)向課程、交叉學(xué)科研討課程，提高課程興趣度，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

以通信原理為基礎(chǔ)，把先修課程如信號(hào)與系統(tǒng)，隨機(jī)過(guò)程，以及后續(xù)課程數(shù)字信號(hào)處理，通信電子線路等銜接在一起。知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通，先回顧之前學(xué)過(guò)的相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容，再為后面的學(xué)習(xí)做鋪墊，相輔相成，舉一反三。對(duì)于電子信息工程專業(yè)的同學(xué)，面對(duì)這樣一門原理難、公式多、推導(dǎo)過(guò)程復(fù)雜的課程，難免會(huì)有抵觸情緒，所以要從復(fù)習(xí)的角度入手，溫故而知新。比如，先復(fù)習(xí)確知信號(hào)，再來(lái)學(xué)習(xí)隨機(jī)過(guò)程；先回顧模擬信號(hào)的頻域分析，再講解模擬信號(hào)的調(diào)制。注重理論方面的講述，知識(shí)點(diǎn)涵蓋范圍要深要廣，并能夠過(guò)渡到其他專業(yè)課的學(xué)習(xí)中去。而其他相關(guān)專業(yè)的同學(xué)，有的沒(méi)有學(xué)過(guò)信號(hào)與系統(tǒng)，在開課初期，就要拿出一部分時(shí)間，先給大家講解相關(guān)的基礎(chǔ)內(nèi)容，如傅里葉變換，拉普拉斯變換及Z變換，并講清楚三大變換如何應(yīng)用及變換之間的關(guān)系再講述本門課程。有了一定的知識(shí)積累，再學(xué)起來(lái)會(huì)輕松很多。這部分學(xué)生在授課時(shí)重點(diǎn)應(yīng)放在對(duì)通信系統(tǒng)的理解上。

2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

在“新工科”背景下，要以技術(shù)發(fā)展為導(dǎo)向更新教學(xué)內(nèi)容，改革課程體系，建設(shè)出一批內(nèi)容新、方法新、手段新的特色課程。本門課程就在此之列。本課程選用的教材是樊昌信教授主編的經(jīng)典教材《通信原理》第七版。教材系統(tǒng)全面的介紹了現(xiàn)代通信原理的基本知識(shí)，非常適合電子信息專業(yè)的學(xué)生。在學(xué)時(shí)安排上，理論課為54學(xué)時(shí)，在有限的時(shí)間不可能把全書內(nèi)容講解完畢，所以要合理安排內(nèi)容，突出重點(diǎn)，主次分明。簡(jiǎn)單介紹通信原理概述，重點(diǎn)講解模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的傳輸部分。

現(xiàn)在，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的新一代信息通信技術(shù)日新月異，數(shù)字移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信、超寬帶通信等技術(shù)也在迅猛發(fā)展，新的數(shù)字通信技術(shù)和數(shù)字載波調(diào)制技術(shù)不斷涌現(xiàn)。本門課程在講述數(shù)字信號(hào)傳輸基本原理的基礎(chǔ)上，還要結(jié)合新興通信技術(shù)，增加課程的輻射性和覆蓋面。培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字化思維，設(shè)計(jì)思維，增進(jìn)交叉學(xué)科的融合、延伸，盡可能多的引導(dǎo)學(xué)生接受新的知識(shí)、理論，逐漸讓他們養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，做到終生學(xué)習(xí)。

3 豐富教學(xué)方法

通信原理是一門理論體系龐大，知識(shí)點(diǎn)綜合，內(nèi)容豐富，公式多，推導(dǎo)過(guò)程復(fù)雜的學(xué)科。很多學(xué)生覺(jué)得學(xué)習(xí)起來(lái)困難重重，沒(méi)有興趣學(xué)習(xí)，也很難集中注意力聽(tīng)課。所以傳統(tǒng)的單一灌注式教學(xué)方法已經(jīng)不再適合現(xiàn)況，如何改革教學(xué)方法，采用更好的手段來(lái)改善課堂情況是我們值得深思的問(wèn)題。

課堂教學(xué)的過(guò)程中，我們摒棄傳統(tǒng)的滿堂灌，逐步過(guò)渡到啟發(fā)式，探究式，項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式等新的教學(xué)方法中來(lái)。首先要保證所學(xué)內(nèi)容覆蓋所有教學(xué)大綱要求的范圍。在此基礎(chǔ)上，對(duì)于比較簡(jiǎn)單的章節(jié)，如第一章的緒論，簡(jiǎn)單介紹通信系統(tǒng)的一些基本概念之后，就可以讓學(xué)生分組討論，舉例研究所學(xué)概念。第二章隨機(jī)信號(hào)以及第三章隨機(jī)過(guò)程和課程隨機(jī)信號(hào)分析當(dāng)中的內(nèi)容有重合，此部分略講。布置一些課堂練習(xí)題，做好之后讓同學(xué)自己分析講解，加深印象。教師重點(diǎn)講述五至七章，關(guān)于模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的傳輸部分，可以結(jié)合傳統(tǒng)的板書，同時(shí)充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，配合多媒體，根據(jù)課程內(nèi)容的需要引入仿真、動(dòng)畫、圖片等，采用圖、文、聲并茂的形式精心設(shè)計(jì)、制作PPT課件，來(lái)提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。對(duì)于新增加的一些前沿的內(nèi)容，可以采用視頻、微課等新興的教學(xué)手段，即提升了教師的教學(xué)水平，還培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，一舉多得。endprint

綜上，在教學(xué)的過(guò)程中，教師要改變教學(xué)觀念，針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)手段。以學(xué)生為主體，弱化教師的作用，教師參與學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程并進(jìn)行必要的指導(dǎo)，形成以學(xué)習(xí)者為中心的工程教育模式，從而提高學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力。

4 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

通信原理課程開設(shè)實(shí)驗(yàn)的主要目的就是把所學(xué)原理應(yīng)用于實(shí)踐，學(xué)會(huì)如何設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)。以往的實(shí)驗(yàn)都是利用試驗(yàn)箱來(lái)做的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，很難拓展學(xué)生的思路，更談不上應(yīng)用和設(shè)計(jì)?；诖祟惽闆r，我們把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容調(diào)整成驗(yàn)證性、綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的形式?？梢圆捎靡韵聨追N方法來(lái)完成。

①課內(nèi)實(shí)驗(yàn)可以采用試驗(yàn)箱和Matlab仿真結(jié)合的方法。利用試驗(yàn)箱鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，學(xué)會(huì)使用硬件設(shè)備。完成如數(shù)字基帶信號(hào)碼型變換實(shí)驗(yàn)、眼圖觀察實(shí)驗(yàn)及抽樣定理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)等驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。利用Matlab仿真或System View仿真完成模擬調(diào)制，數(shù)字調(diào)制等設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，充分利用仿真軟件的靈活性，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，提高他們的創(chuàng)新能力和設(shè)計(jì)能力。

②增加通信原理課程設(shè)計(jì)。結(jié)合數(shù)字信號(hào)處理、射頻電路等課程所學(xué)內(nèi)容，給出一些綜合性課題，如關(guān)于無(wú)線充電、電磁干擾等，或利用System View平臺(tái)搭建無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)等，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)方案，完成測(cè)試，寫出研究報(bào)告。

③把開放實(shí)驗(yàn)室作為可以用資源，向教師和同學(xué)們?nèi)扉_放。教師只起到監(jiān)督和指導(dǎo)的作用，實(shí)驗(yàn)過(guò)程由學(xué)生獨(dú)立完成，可以開設(shè)設(shè)計(jì)型和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)多課程、多學(xué)科融合，形成多維度的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

④實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)的過(guò)程可以多樣化。以往的實(shí)習(xí)課程都是認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，以參觀學(xué)習(xí)為主，走走形式。今后我們可以匯聚行業(yè)部門、科研院所、企業(yè)優(yōu)勢(shì)資源，完善科教結(jié)合、產(chǎn)學(xué)融合、校企合作的協(xié)同育人模式，建設(shè)教育、培訓(xùn)、研發(fā)一體的共享型協(xié)同育人實(shí)踐平臺(tái)。

我們必須逐步完善實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐環(huán)節(jié)，重視實(shí)踐教學(xué)，讓實(shí)驗(yàn)室發(fā)揮其應(yīng)有的重要作用。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文根據(jù)“新工科”建設(shè)的要求，結(jié)合通信原理課程本身的特點(diǎn)，在教學(xué)思路、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐環(huán)節(jié)等幾個(gè)方面做出了改革。在提升教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有了明顯提高。今后，我們還要在改革的路上繼續(xù)前行，圍繞新工科理念，提出人才培養(yǎng)的新模式，學(xué)科發(fā)展的新結(jié)構(gòu)，為培養(yǎng)高素質(zhì)人才做出努力。

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