《通信原理》課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐

李海軍 陳麗娟 馬仲甜 王赫

（黑龍江科技大學(xué)電子與信息工程學(xué)院 黑龍江哈爾濱 150022）

《通信原理》是電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。課程主要講授通信系統(tǒng)的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)，既有很強(qiáng)的理論性和系統(tǒng)性，又有較強(qiáng)的工程性和實(shí)踐性。學(xué)生通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握通信系統(tǒng)的基本知識(shí)、基本原理和設(shè)計(jì)方法，具備分析和解決通信領(lǐng)域信號(hào)傳輸、系統(tǒng)組建等基礎(chǔ)問(wèn)題的能力。為適應(yīng)現(xiàn)代應(yīng)用型本科高校以學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果為驅(qū)動(dòng)的新形勢(shì)，課程團(tuán)隊(duì)優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容，更新教學(xué)方法，重視對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量［1-3］。

1 解決學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)不積極問(wèn)題

專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課在信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的課程體系中，介于公共課和專(zhuān)業(yè)課之間，起到橋梁和紐帶作用。課程教學(xué)過(guò)程中，若能激發(fā)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，教會(huì)學(xué)生正確的學(xué)習(xí)方法，使其扎實(shí)掌握專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，后續(xù)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)就會(huì)事半功倍。但多數(shù)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課的內(nèi)容枯燥難懂，涉及的知識(shí)又不像專(zhuān)業(yè)課那樣方向明確，學(xué)生認(rèn)為對(duì)找工作幫助不大，所以學(xué)習(xí)興趣不高［4］。因此，采用以下方法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1.1 課堂上生動(dòng)舉例

課堂舉例都是學(xué)生看得見(jiàn)摸得著并感興趣的。例如，手機(jī)通信系統(tǒng)中話(huà)音信號(hào)是如何在系統(tǒng)中進(jìn)行傳輸?shù)?，如圖1（a）所示；結(jié)合熱門(mén)事件中，天宮空間站的工作視頻是如何從太空傳回到地球的，如圖1（b）所示。

圖1 課堂中舉例圖示

1.2 工程現(xiàn)場(chǎng)引入課堂

采取“走出去，引進(jìn)來(lái)”的方式，針對(duì)不同的課程知識(shí)點(diǎn)，讓往屆畢業(yè)生把現(xiàn)場(chǎng)情況錄視頻傳回來(lái)，結(jié)合生產(chǎn)單位實(shí)際，讓學(xué)生了解課程中的知識(shí)可在實(shí)際工作中得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)，向?qū)W生宣傳專(zhuān)業(yè)就業(yè)前景，激發(fā)對(duì)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，如圖2所示。

圖2 畢業(yè)生講解工作單位設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況

2 解決課程學(xué)習(xí)難度大的問(wèn)題

2.1 解決課程概念多、邏輯性強(qiáng)等問(wèn)題

《通信原理》課程中會(huì)出現(xiàn)大量的概念，學(xué)生很容易將它們混淆［4］，如信息、消息、信號(hào)等概念，還有模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制各種調(diào)制方式的區(qū)別和通信指標(biāo)的對(duì)比結(jié)果，有大量的計(jì)算公式需要記憶。學(xué)生要想牢固地掌握這些概念和公式，就必須要理解它們的含義和應(yīng)用場(chǎng)景，而不能靠死記硬背?？刹扇‘?huà)對(duì)比表格，抓住關(guān)鍵點(diǎn)記憶，并引入思維導(dǎo)圖，讓學(xué)生掌握知識(shí)的脈絡(luò)。具體如圖3所示。

圖3 模擬調(diào)制對(duì)比表格和課程知識(shí)點(diǎn)思維導(dǎo)圖

2.2 解決內(nèi)容抽象問(wèn)題

課程中的很多概念和結(jié)論都很抽象，為了便于學(xué)生理解，將一些抽象的概念做成動(dòng)畫(huà)演示，可以直觀地展示其原理，使學(xué)生更容易理解和接受。例如，在講解方波信號(hào)傅里葉變換時(shí)，信號(hào)的形成和分解過(guò)程用動(dòng)畫(huà)進(jìn)行演示，如圖4所示。

圖4 方波的形成和分解動(dòng)畫(huà)演示過(guò)程示意圖

3 利用課內(nèi)知識(shí)實(shí)際應(yīng)用激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情

3.1 結(jié)合通信系統(tǒng)的基本組成，利用互動(dòng)式教學(xué)，結(jié)合當(dāng)前熱點(diǎn)事件，吸引學(xué)生的目光

結(jié)合通信系統(tǒng)的基本組成，利用互動(dòng)式教學(xué)，結(jié)合當(dāng)前熱點(diǎn)事件，吸引學(xué)生的目光。如圖5（a）所示，通過(guò)國(guó)防通信領(lǐng)域的實(shí)例，提高學(xué)生對(duì)通信原理學(xué)習(xí)的興趣；如圖5（b）所示，介紹華為“超級(jí)工程”海底光纜采用糾錯(cuò)編碼技術(shù)提高通信系統(tǒng)的可靠性，提升格局，放眼未來(lái)［5］。

圖5 神舟十二發(fā)射和華為海底光纜圖片

3.2 以前輩科學(xué)家們嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、孜孜以求的探索精神激勵(lì)學(xué)生，形成正確的科研觀

在講解信道章節(jié)中，介紹光纖之父——高錕，通過(guò)老一輩通信人對(duì)中國(guó)通信技術(shù)發(fā)展做出的艱苦努力來(lái)激勵(lì)學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生勇于擔(dān)當(dāng)、努力鉆研的科學(xué)素養(yǎng)。通過(guò)擴(kuò)頻通信時(shí)代、背景及發(fā)展歷程，綜合講解CDMA的發(fā)展歷程，體會(huì)老一輩科學(xué)家的科研精神，培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新意識(shí)。

4 分析現(xiàn)代學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)，利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)

學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)能否達(dá)到，一方面在于教師的培養(yǎng)正確與否，另一方面取決于學(xué)生的努力和投入程度。與以往相比，現(xiàn)代學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、方式和手段發(fā)生了很大變化，多數(shù)大學(xué)生的課余時(shí)間浪費(fèi)在各種活動(dòng)和游戲中，導(dǎo)致用于課程學(xué)習(xí)的時(shí)間不足。經(jīng)團(tuán)隊(duì)研究分析發(fā)現(xiàn)，造成這種局面的既有學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度問(wèn)題，也有學(xué)生在想學(xué)習(xí)時(shí)，但需要到距離較遠(yuǎn)的教室，還得帶著必要的書(shū)籍和學(xué)習(xí)用具，讓本就不愿意學(xué)習(xí)的同學(xué)直接放棄了學(xué)習(xí)念頭。為此，教學(xué)團(tuán)隊(duì)借助網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)代化的教學(xué)手段，讓學(xué)生充分利用碎片化的時(shí)間來(lái)學(xué)習(xí)。

（1）智慧樹(shù)翻轉(zhuǎn)課堂，可以回看課程視頻、布置作業(yè)、單元測(cè)驗(yàn)，并將完成情況累積為期末平時(shí)成績(jī)［6-7］。

（2）B站或微信小視頻進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)。

（3）引入MATLAB仿真軟件，教師在課堂上對(duì)相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的仿真予以過(guò)程性、指導(dǎo)性說(shuō)明。學(xué)生在課后可以完成通信原理中相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的仿真與實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)將實(shí)驗(yàn)室引入課堂。如圖6所示。

圖6 MATLAB 實(shí)現(xiàn)F SK 仿真過(guò)程

5 結(jié)語(yǔ)

多年來(lái)，《通信原理》教學(xué)團(tuán)隊(duì)一直潛心教學(xué)，不斷地進(jìn)行課程教學(xué)改革與實(shí)踐。課程獲得“省級(jí)精品課”稱(chēng)號(hào)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)亦被授予“校級(jí)優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)”。近期，完成省教育規(guī)劃項(xiàng)目1 項(xiàng)、教育廳規(guī)劃項(xiàng)目1 項(xiàng)、在研省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目1項(xiàng)。在電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)發(fā)表論文兩篇。近3年，電子與信息學(xué)院學(xué)生參加全國(guó)各類(lèi)競(jìng)賽獲國(guó)家級(jí)一等獎(jiǎng)兩項(xiàng)，省級(jí)一等獎(jiǎng)兩項(xiàng)。今后，本團(tuán)隊(duì)仍將孜孜以求，誨人不倦，與時(shí)俱進(jìn)，將課程教學(xué)水平提高到更高層次。