增強(qiáng)通信原理課程教學(xué)效果的方法探討

錢(qián)永青

（武漢輕工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，湖北 武漢 430048）

0 引言

通信原理課程屬于電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的核心必修課，而學(xué)生在學(xué)習(xí)此課程之前一般要先學(xué)習(xí)像信號(hào)與系統(tǒng)這樣的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。雖然之前已經(jīng)學(xué)習(xí)掌握了一些相關(guān)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，但是學(xué)生在學(xué)習(xí)通信原理這門(mén)課程時(shí)還是會(huì)遇到一些困難，以至于學(xué)習(xí)效果不佳[1]。為了能讓學(xué)生更有效地學(xué)習(xí)通信原理這門(mén)課程，筆者結(jié)合自身的一些教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，探討如何能增強(qiáng)通信原理課程的教學(xué)效果。

1 知識(shí)點(diǎn)實(shí)例引導(dǎo)

通信原理課程的特點(diǎn)為，數(shù)學(xué)公式以及數(shù)學(xué)推導(dǎo)較多，理論性較強(qiáng)且比較抽象。因此，通信原理的授課需要理論聯(lián)系實(shí)際且靈活多變，而不能照本宣科滿(mǎn)堂灌。教師只有把一成不變的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行靈活的類(lèi)比講解[2]，學(xué)生才會(huì)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解更加深入，本課程的教學(xué)效果隨之增強(qiáng)。 例如，在講解通信系統(tǒng)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，涉及很多系統(tǒng)模塊，如果直接照本宣科講解，那么學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解就不深刻。而筆者在講授通信原理課程時(shí)使用了無(wú)線(xiàn)擴(kuò)音器，并以無(wú)線(xiàn)擴(kuò)音器作為通信系統(tǒng)的實(shí)例進(jìn)行引導(dǎo)講解。 具體來(lái)說(shuō)，無(wú)線(xiàn)擴(kuò)音器在工作時(shí)，聲音首先通過(guò)麥克風(fēng)（通信系統(tǒng)信源模塊）轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后把此電信號(hào)傳輸給發(fā)送設(shè)備（發(fā)送模塊），發(fā)送設(shè)備把原始電信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理然，后通過(guò)電磁波傳輸給接收設(shè)備（接收模塊），最后經(jīng)過(guò)接收設(shè)備處理后的電信號(hào)被信宿還原為語(yǔ)音。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)演示講解無(wú)線(xiàn)擴(kuò)音器，學(xué)生對(duì)通信系統(tǒng)整個(gè)框架有了更為深刻的認(rèn)識(shí)。因此，在講授通信原理課程時(shí)，知識(shí)點(diǎn)的實(shí)例引導(dǎo)會(huì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，也會(huì)增強(qiáng)課程的教學(xué)效果。

2 學(xué)科前沿知識(shí)引入

通信原理課程中的相關(guān)知識(shí)基本是本學(xué)科比較基礎(chǔ)的知識(shí)。 而在高速發(fā)展的信息時(shí)代當(dāng)中，通信理論的發(fā)展也是日新月異。 因此，在通信原理課程的授課當(dāng)中，適當(dāng)?shù)匾胍恍┡c本課程相關(guān)的學(xué)科前沿知識(shí)顯得尤為重要，這也可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)通信相關(guān)知識(shí)的求知欲。 例如，在通信原理課程中有一個(gè)非常重要的知識(shí)點(diǎn)，即奈奎斯特抽樣定理。 而近期出現(xiàn)的壓縮感知理論突破了傳統(tǒng)的奈奎斯特抽樣定理的束縛，它能用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于奈奎斯特抽樣定理所要求的抽樣頻率，實(shí)現(xiàn)精確地恢復(fù)原始采樣信號(hào)。在講解奈奎斯特抽樣定理時(shí)，適當(dāng)引入學(xué)科前沿壓縮感知理論進(jìn)行對(duì)比教學(xué)， 不僅讓學(xué)生接觸到了本學(xué)科相關(guān)的學(xué)科前沿知識(shí)，并且加深了學(xué)生對(duì)抽樣定理的理解。所以，在通信原理課程授課中適當(dāng)引入學(xué)科前沿知識(shí)，也會(huì)增強(qiáng)本課程的教學(xué)效果并對(duì)學(xué)生未來(lái)的學(xué)習(xí)科研有所幫助。

3 優(yōu)化教學(xué)方式

3.1 引入討論課

在國(guó)外高校授課方法中，各種各樣的課程普遍都會(huì)設(shè)置集體討論課。而在我國(guó)高校，教師主動(dòng)講授、學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的授課模式已經(jīng)根深蒂固，師生課堂上的互動(dòng)交流明顯偏少。 因此，依據(jù)學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)進(jìn)度，應(yīng)該增加階段性集體討論課。具體來(lái)說(shuō)，可以在每一章內(nèi)容講授完之后， 集中組織一次主題討論課。例如，緒論這一章講授完之后，可以把通信系統(tǒng)作為本章主題進(jìn)行集體討論（如日常生活中有哪些常見(jiàn)的通信系統(tǒng)；這些通信系統(tǒng)由哪些模塊組成；這些模塊實(shí)現(xiàn)哪些功能等）。這樣一來(lái)，學(xué)生對(duì)本章知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知更加直觀、理解更加深入，也有利于學(xué)生后續(xù)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的深入學(xué)習(xí)。

3.2 引入翻轉(zhuǎn)課堂

在我國(guó)傳統(tǒng)的高校課堂授課模式中，一直存在著教師講授為主的方式。近年來(lái)出現(xiàn)的翻轉(zhuǎn)課堂授課方式對(duì)提升傳統(tǒng)高校授課效率有一定的借鑒意義[3]。 適當(dāng)引入翻轉(zhuǎn)課堂，讓學(xué)生反客為主，以換位的角度進(jìn)行學(xué)習(xí)，將會(huì)充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。例如，在每一章選取適當(dāng)?shù)闹R(shí)點(diǎn)讓學(xué)生提前備課講解，而教師當(dāng)學(xué)生進(jìn)行聽(tīng)課提問(wèn)，以此增加學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度，并可以讓學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解更加深刻，同時(shí)也增強(qiáng)了本課程的教學(xué)效果。由于翻轉(zhuǎn)課堂是學(xué)生由傳統(tǒng)的被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，因此學(xué)生參與翻轉(zhuǎn)課堂需要有一定的知識(shí)基礎(chǔ)并耗費(fèi)較多時(shí)間進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)。所以筆者認(rèn)為，要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際能力，適當(dāng)讓學(xué)生參與翻轉(zhuǎn)課堂才能保證較好的教學(xué)效果。

4 優(yōu)化組課方案

目前，通信原理課程在中國(guó)高校的不同學(xué)科專(zhuān)業(yè)設(shè)置的學(xué)時(shí)有所不同，其中理論學(xué)時(shí)一般為40～60 學(xué)時(shí)（實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為8～16）。武漢輕工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我院”）所采用的組課方案為54 理論學(xué)時(shí)、10 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。我院有電子信息工程專(zhuān)業(yè)，也有通信工程專(zhuān)業(yè)， 但是針對(duì)兩個(gè)不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，64 學(xué)時(shí)的授課內(nèi)容基本完全相同。 為了讓電子信息工程專(zhuān)業(yè)和通信工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程時(shí)能與本課程銜接得更加緊密，筆者認(rèn)為，針對(duì)兩個(gè)不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生可以進(jìn)行組課方案優(yōu)化。 例如，我院采用的是樊昌信編著的《通信原理》（第七版）教材[4]，針對(duì)電子信息工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生可以采用第一章、 第三章、第四章、第五章、第六章、第七章、第八章、第十章的組課方案； 針對(duì)通信工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生可以采用第一章、第四章、第五章、第六章、第七章、第八章、第九章、第十章、第十三章的組課方案。

5 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

5.1 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案

我院的通信原理實(shí)驗(yàn)授課有兩種方案：第一種方案為理論授課結(jié)束之后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)授課；第二種方案為理論授課與實(shí)驗(yàn)授課同步進(jìn)行。我院教師實(shí)驗(yàn)授課普遍采用的為第一種方案。雖然第一種實(shí)驗(yàn)授課方案可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的連續(xù)性，但是也失去了理論授課與實(shí)驗(yàn)授課的同步性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)本來(lái)就是讓學(xué)生更深入地理解理論知識(shí)，而理論授課與實(shí)驗(yàn)授課的不同步實(shí)際上會(huì)或多或少妨礙學(xué)生對(duì)知識(shí)的及時(shí)消化吸收。因此，教師授課時(shí)應(yīng)盡量保證實(shí)驗(yàn)授課與理論授課的同步性，以便學(xué)生在學(xué)完理論知識(shí)后能及時(shí)消化吸收所學(xué)理論知識(shí)。

5.2 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方式

通信原理課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以使用計(jì)算機(jī)軟件編程進(jìn)行授課。在我國(guó)高校，使用這種上機(jī)實(shí)驗(yàn)授課已經(jīng)廣泛存在。 我院也是采用計(jì)算機(jī)上機(jī)進(jìn)行通信原理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，平均每一章會(huì)有1～2 個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)。雖然使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)比較方便， 但是學(xué)生在使用軟件編程時(shí)也有一些明顯的問(wèn)題。例如，有些學(xué)生從網(wǎng)上下載實(shí)驗(yàn)程序直接使用等。為了增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，在實(shí)驗(yàn)授課中可以采用計(jì)算機(jī)上機(jī)以及硬件實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，采用一些方便學(xué)生操作的硬件實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中既有動(dòng)腦的軟件編程， 又有動(dòng)手的硬件操作，以提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

6 結(jié)論

通信原理課程為電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)核心必修課，其知識(shí)點(diǎn)繁雜，理論性較強(qiáng)，并且對(duì)數(shù)學(xué)要求高，屬于較難學(xué)的一門(mén)理工科課程。 為了提高學(xué)生對(duì)通信原理課程的學(xué)習(xí)興趣以及學(xué)習(xí)積極性，從而增強(qiáng)本課程的教學(xué)效果，筆者從五個(gè)方面做了一些課程教學(xué)探討。 雖然在優(yōu)化教學(xué)中已經(jīng)取得了一些積極效果，但是教學(xué)本身也是因時(shí)而異、因地制宜，因此在未來(lái)的授課當(dāng)中還要繼續(xù)積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，不斷提高教學(xué)效率。