專業(yè)認(rèn)證背景下通信原理教學(xué)方法探索

張月星 邵湘怡

（湖南文理學(xué)院，湖南 常德 415000）

1 引言

第四次工業(yè)革命——智能時代撲面而來，當(dāng)前高等教育面臨重大的挑戰(zhàn)。我國每年培養(yǎng)了大量的工科技術(shù)人才，但質(zhì)量遠(yuǎn)不能讓企業(yè)和學(xué)生自己滿意[1]。和國際接軌，提升工程教育質(zhì)量，為學(xué)生畢業(yè)后就職的范圍和質(zhì)量提供保障是我國進行專業(yè)認(rèn)證的主要目標(biāo)。在美國，只有經(jīng)過認(rèn)證機構(gòu)認(rèn)證的專業(yè)才被承認(rèn)。我國在2016 年正式加入了《華盛頓協(xié)議》，成為18個成員國之一[2]，建立工程教育認(rèn)證體系勢在必行。為達(dá)到工程認(rèn)證的要求，行業(yè)人才應(yīng)具有扎實的知識基礎(chǔ)和綜合的拓展能力。如果專業(yè)課程內(nèi)容設(shè)置太窄，會導(dǎo)致學(xué)生整體知識結(jié)構(gòu)的失衡；而有限的課堂教學(xué)課時又使得教學(xué)內(nèi)容的拓展捉襟見肘。

2 教學(xué)現(xiàn)狀和存在問題

通信原理是通信工程的專業(yè)核心課程，理論性和概念性較強，是后續(xù)學(xué)習(xí)多門專業(yè)課的基礎(chǔ)。我校在該門課程教學(xué)上主要存在以下問題：教學(xué)觀念上，缺乏整體設(shè)計，學(xué)生沒有利用工程思維進行學(xué)習(xí)與應(yīng)用，從而浮于表面。并且相當(dāng)部分學(xué)生仍然拘泥于“標(biāo)準(zhǔn)教材+標(biāo)準(zhǔn)答案”的解題式學(xué)習(xí)方法，缺乏批判性；教學(xué)模式上，現(xiàn)有課程教學(xué)仍然多以傳統(tǒng)模式進行，老師講授為主，學(xué)生被動接受。實驗課時安排較少且多在實驗箱上進行，沒有系統(tǒng)性；在校企合作方面力度不夠，學(xué)生學(xué)完課程之后，難以達(dá)到工程認(rèn)證的要求。因此，有必要進一步探討、改進該課程教學(xué)方法，滿足新時代學(xué)生發(fā)展的需要。

3 教學(xué)對策與建議

3.1 轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，以學(xué)生為中心

愛因斯坦說：“教育不是對事實的學(xué)習(xí)，而是對思維的訓(xùn)練?！蔽覈壳盎具€是傳統(tǒng)的填鴨方式，以教師為中心。一方面，老師希望學(xué)生能獨立，有創(chuàng)新；另一方面卻要求完全按他（她）要求說的做。但“心靈不是一個需要填充的容器，而是一塊需要點燃的木頭”，學(xué)生的主觀能動性需要被激發(fā)。湖南文理學(xué)院通信工程專業(yè)自2005年開辦以來，克服重重困難，不斷修訂完善培養(yǎng)方案，探索改進教學(xué)方法，仍然存在很多不足。21世紀(jì)需要能合作，懂思考，會交流，有創(chuàng)造力，并且可以自主選擇的新型人才。為解決這個工程教育難題，首先在觀念上就要轉(zhuǎn)變，以學(xué)生為中心。通信原理的課程教學(xué)可從以下幾個方面改變思維方式，讓學(xué)生符合未來產(chǎn)業(yè)的需求：

（1）設(shè)計思維。通信原理講述有關(guān)信息傳輸?shù)脑?，學(xué)生應(yīng)該學(xué)會思考采用什么技術(shù)和方案來保證傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量。課程內(nèi)容龐雜，術(shù)語多、概念多、數(shù)學(xué)理論多，知識點之間比較獨立[3]。目前的教學(xué)內(nèi)容和要求與行業(yè)需求有一定差距，分析思路固化陳舊。教師可以從通信系統(tǒng)設(shè)計的角度，把知識點串連起來，前后部分融會貫通，幫助學(xué)生建立起知識架構(gòu)，打好全面的基礎(chǔ)，使其走出校園后有足夠的潛能繼續(xù)成長。

（2）工程思維。通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)涉及有效性、可靠性、適應(yīng)性、經(jīng)濟性等，不同的通信業(yè)務(wù)對系統(tǒng)性能的要求不盡相同，設(shè)計方案應(yīng)該根據(jù)實際需要有所側(cè)重和調(diào)整。目前課程評價標(biāo)準(zhǔn)單一，沒有考慮資源受限下的多目標(biāo)綜合優(yōu)化。學(xué)生不會去主動探究工程問題的抽象與建模、不會摸索合理和可行的解決方案，始終無法意識到技術(shù)因素與非技術(shù)因素相互作用的“復(fù)雜性”，最終導(dǎo)致學(xué)生解決實際復(fù)雜工程問題的綜合能力無法得到真正提高。教師應(yīng)對學(xué)生加強工程思維的訓(xùn)練，比如講述差錯控制編碼時，可設(shè)定很多不同的應(yīng)用場景，鼓勵學(xué)生在課本知識的基礎(chǔ)上拓展思維，在保證差錯控制效果的前提下，多方探究各種不同的特色實現(xiàn)方案，滿足各種業(yè)務(wù)需求。

（3）批判性思維。我國的教育從小就強調(diào)遵法守紀(jì)，要求對老師家長言聽計從，學(xué)生普遍缺乏獨立思考能力，在團隊合作、交流宣講等活動中，往往把自己置于學(xué)生的固定角色，總是希望老師和書本給出正確答案。要讓學(xué)生打破這種慣性思維，敢于懷疑一切，否定一切，不迷信，不盲從。因為即使是應(yīng)用了很多年的定理定律，也可能存在一些不足，不一定適應(yīng)現(xiàn)代科技日新月異的發(fā)展。比如之前幾十年，模擬通信都是主要的通信方式，但近年來隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)的應(yīng)用以及大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，加上光纖媒質(zhì)的廣泛使用，數(shù)字通信越來越占據(jù)了統(tǒng)治地位。

3.2 改革教學(xué)模式，多種方式混合進行

本校通信原理由于理論學(xué)時有所壓縮，同時又要完成教學(xué)任務(wù)，保證課程的各知識要點都覆蓋到，老師在課堂上都是以理論講授為主、互動不夠[3]，且課堂組織形式仍然以老師單方面授課為主，學(xué)生被動聽課。在當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)時代，可充分利用網(wǎng)絡(luò)信息和工具，適當(dāng)引入翻轉(zhuǎn)課堂、MOOC、競課教學(xué)等形式來豐富、改革教學(xué)模式。重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時間，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)由教師部分地轉(zhuǎn)移給學(xué)生。對于某些重點難點，讓學(xué)生利用課外或假期時間觀看視頻學(xué)習(xí)。節(jié)省出的課堂時間用來進行師生互動，答疑解惑。針對通信原理課程，需要建立有關(guān)通信系統(tǒng)的完整的知識體系，這種碎片化的學(xué)習(xí)方式不能代替課堂教學(xué)，建議采取線上線下混合教學(xué)，多種方式有機結(jié)合，既體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，又保障了老師的主導(dǎo)作用[4]，同時還有利于優(yōu)質(zhì)教育資源的共享，能達(dá)到更好的教學(xué)效果。

本校的通信工程專業(yè)是全國招生，學(xué)生來自五湖四海，存在地域差異，同時還有部分學(xué)生是“專升本”。他們在基礎(chǔ)、能力上存在一些差異性，教師因人而異，實現(xiàn)差異化教學(xué)勢在必行。對基礎(chǔ)較弱的學(xué)生，應(yīng)提高其學(xué)習(xí)興趣，降低參與門檻；而對于學(xué)有余力的學(xué)生，就挖掘其自主學(xué)習(xí)能力，提高挑戰(zhàn)度；同時開展“競課教學(xué)”，為學(xué)生提供實踐的平臺。下面列舉正在展開與探索的幾種教學(xué)方式：

（1）以“學(xué)生上講臺”的形式開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)將學(xué)生分為兩種角色：

“小老師”：向全體學(xué)生講授指定知識點。要求他（她）通過自主學(xué)習(xí)，不但理解相關(guān)內(nèi)容，還能有條理地表達(dá)出來。這種挑戰(zhàn)度較高，面向基礎(chǔ)好、能力強的學(xué)生。

“討論者”：對“小老師”講授的內(nèi)容提問討論。這是面向大多數(shù)基礎(chǔ)和能力適中的學(xué)生。

（2）充分利用好線上教學(xué)資源

MOOC上有許多優(yōu)秀的教學(xué)視頻資源，老師可以遴選部分精品課程推薦給學(xué)生。對于能力較強的學(xué)生推薦一些進階課程，用于鞏固及提高學(xué)生的知識掌握水平；對于能力適中以及較差的學(xué)生推薦基礎(chǔ)課，用于學(xué)生進行二次學(xué)習(xí)，達(dá)到掌握課程內(nèi)容的目的。

線上作業(yè)：一些基礎(chǔ)的作業(yè)題如選擇、填空、問答等可以在線上進行，既可讓學(xué)生利用零散時間完成作業(yè)，又可提升教師批改作業(yè)的效率，讓教師有更充足的時間對學(xué)生進行指導(dǎo)。

（3）開展競賽與課程學(xué)習(xí)結(jié)合教學(xué)

教師設(shè)計好競賽形式后，由學(xué)生分組進行，最終提交競賽作品。學(xué)院鼓勵教師開展，同時對于優(yōu)秀作品給與一定獎勵并推薦參加更高一級的競賽。如競賽題目可為學(xué)生校園呼叫系統(tǒng)、搶險指揮話音系統(tǒng)等，讓學(xué)生利用所學(xué)知識設(shè)計產(chǎn)品，達(dá)到學(xué)用結(jié)合，相互助長的目的。

經(jīng)多次探究改進，上述方法可以提高教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。教師通過這些方式，由淺入深梳理課程知識點，幫助學(xué)生理解課程內(nèi)容。

3.3 加強校企合作，培養(yǎng)工程應(yīng)用能力

專業(yè)認(rèn)證強調(diào)工程教育的基本質(zhì)量要求，保證學(xué)生掌握專業(yè)技能的質(zhì)量。加強校企合作，采用案例教學(xué)、虛擬企業(yè)實戰(zhàn)等方式可培養(yǎng)他們的工程應(yīng)用能力。比如在討論碼間串?dāng)_的影響時，教師讓學(xué)生在通信公司用示波器實際觀察某基帶信號波形的眼圖，確定最佳抽樣時刻、判決門限電平等主要參數(shù)，了解定時誤差靈敏度、零點畸變等情況，引導(dǎo)他們設(shè)計有一定自適應(yīng)能力的響應(yīng)系統(tǒng)。這樣就把他們置于工程師處理問題的場景，有助于解決實際工程問題[5]。

校企合作具體實施時，可分幾個階段進行：

（1）項目法教學(xué)。調(diào)整和更新教學(xué)內(nèi)容，搭建集成產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺，增設(shè)產(chǎn)品開發(fā)性實踐。在探索、思考和實踐研習(xí)中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)多維能力。

結(jié)合實際通信系統(tǒng)進行系統(tǒng)講解與學(xué)習(xí)。如以廣播系統(tǒng)為例，有模擬廣播系統(tǒng)和數(shù)字廣播系統(tǒng)，涉及到調(diào)制、解調(diào)、信號數(shù)字化、編解碼等理論知識，結(jié)合實物系統(tǒng)講解并動手設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，對比實際廣播效果，讓學(xué)生具備初步的工程系統(tǒng)能力，相關(guān)實物和平臺可以從合作企業(yè)中得到支持。其他如設(shè)計FM立體聲數(shù)字收音機、WCDMA通信系統(tǒng)等項目均適合作為完整項目進行教學(xué)。

（2）課外活動。以產(chǎn)品開發(fā)為目標(biāo)，通過組建產(chǎn)品自主開發(fā)團隊，比對公司運行，引入團隊協(xié)作機制，達(dá)到課程的工程素養(yǎng)和協(xié)同能力的培養(yǎng)要求。采用類似企業(yè)的管理模式，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，讓學(xué)生自主組織和開展實踐活動。

（3）企業(yè)合作。學(xué)生分為項目小組，對標(biāo)現(xiàn)行各主流公司團隊化、項目化運行協(xié)作機制進行管理。和企業(yè)共同確定技術(shù)方案，工作分配與合作方式，對重要知識點進行現(xiàn)場教學(xué)。

學(xué)生在課程期間可以進企業(yè)參觀與學(xué)習(xí)，以湖南文理學(xué)院前期運行模式為例，學(xué)生在學(xué)習(xí)一定理論知識之后可以到通信運營商參觀學(xué)習(xí)，這種運行模式受到學(xué)生的一致好評。在條件允許的范圍內(nèi)，可以對這種合作模式進行深化。如在參觀企業(yè)后，可聘請相關(guān)企業(yè)的技術(shù)骨干人員，對某一部分專業(yè)的知識點進行講解；又如學(xué)習(xí)調(diào)制理論時，運營商的無線運維人員可以結(jié)合當(dāng)前無線通信中正在使用的理論及公司現(xiàn)有的平臺，對此進行專題講述。這樣讓學(xué)生真正把理論和實際結(jié)合，并且對行業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀有充分認(rèn)識。

4 結(jié)語

新時代的教育以學(xué)生為中心，德育為先，能力為重。通信原理課程教學(xué)應(yīng)進行不斷的探索與改進，以專業(yè)認(rèn)證為推手，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念和模式，推進工程教育改革，這對提升通信工程專業(yè)學(xué)生對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的適應(yīng)性有積極的意義。