【摘要】 “通信原理”是電子信息類本科專業(yè)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其原理抽象、理論性強(qiáng)，為了提高教學(xué)質(zhì)量，本文結(jié)合課程的特點(diǎn)及本院實(shí)際教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從教學(xué)與實(shí)驗(yàn)方面探索提高課程建設(shè)水平的思路和改革方案。

【關(guān)鍵詞】 工程模式 通信原理 教學(xué)改革 實(shí)驗(yàn) 課程建設(shè)

一、引言

隨著科技的飛速發(fā)展，電子信息技術(shù)在科技領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。根據(jù)社會(huì)發(fā)展的需求，應(yīng)用型本科高等院校應(yīng)適應(yīng)目前這一現(xiàn)狀，培養(yǎng)出能從事各類電子信息系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用和開發(fā)的復(fù)合型高級(jí)工程技術(shù)人才。如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)是高校亟待解決的一個(gè)難題，也是教師所面臨的一項(xiàng)重要課題。“通信原理”課程是電子信息類專業(yè)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是許多學(xué)校研究生入學(xué)考試的專業(yè)課程之一?！巴ㄐ旁怼奔仍谡麄€(gè)課程體系中起到承上啟下的作用，也是學(xué)生“信息素養(yǎng)”的重要內(nèi)涵，對(duì)學(xué)生畢業(yè)后的工作有很大的幫助[1]。由于本門課程的重要性及其自身內(nèi)容具有原理抽象、理論性強(qiáng)、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求高等特點(diǎn)，研究如何提高教學(xué)效果、調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

自2000年發(fā)起研究和實(shí)施CDIO工程教育模式以來(lái)，工程教育模式已為教育界、產(chǎn)業(yè)界所矚目，成果非常顯著。工程教育模式讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力達(dá)到預(yù)定目標(biāo)[2]。因此，通過(guò)引入工程模式，進(jìn)行“通信原理”整體課程體系優(yōu)化，提高教學(xué)效率，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，以響應(yīng)學(xué)校對(duì)本專業(yè)“卓越工程師”項(xiàng)目的支持以及對(duì)地方“親產(chǎn)業(yè)”理念的體現(xiàn)。

二、教學(xué)改革探索

2.1 教學(xué)理念改革

轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，根據(jù)不同層次人才培養(yǎng)的要求，以及本校對(duì)培養(yǎng)“卓越工程師”以及“親產(chǎn)業(yè)”應(yīng)用型人才的理念，采用分級(jí)教學(xué)，區(qū)分卓越類和普通類不同層次的培養(yǎng)需求，有針對(duì)性地修改培養(yǎng)方案。

通過(guò)分級(jí)教學(xué)，將卓越班和普通班區(qū)分開，明確教學(xué)目的。卓越班在教學(xué)過(guò)程中既要注重實(shí)踐，同時(shí)也要掌握重點(diǎn)公式的推導(dǎo)，為今后在該領(lǐng)域深造打好理論基礎(chǔ)。而普通班的教學(xué)更側(cè)重于培養(yǎng)技能強(qiáng)硬、善于合作、會(huì)干實(shí)事的應(yīng)用型人才，從而適應(yīng)就業(yè)需求[3]。

2.2 教學(xué)內(nèi)容改革

進(jìn)行工程模式下的教學(xué)改革，要重組教學(xué)內(nèi)容，統(tǒng)觀全局，分清層次，有詳有略，確定重點(diǎn)難點(diǎn)。本院“通信原理”課程開設(shè)時(shí)間并不長(zhǎng)，相應(yīng)的教學(xué)大綱和要求同其他重點(diǎn)學(xué)校相比存在一定差距。制定一個(gè)適合本院專業(yè)特色和學(xué)生特點(diǎn)的培養(yǎng)模式，就要求教學(xué)大綱從根本上進(jìn)行改革，制定符合地方需要的應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案?！巴ㄐ旁怼闭n程內(nèi)容包括通信的基本理論、模擬調(diào)制、數(shù)字傳輸、差錯(cuò)控制技術(shù)等幾個(gè)部分。由于現(xiàn)代通信的發(fā)展趨勢(shì)是數(shù)字通信，因此，將教學(xué)重點(diǎn)放在數(shù)字通信部分，著重講清數(shù)字通信的基本原理，并擴(kuò)展至目前實(shí)際使用的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，使教學(xué)內(nèi)容具有理論性與實(shí)用性。

2.3 教學(xué)方法改革

轉(zhuǎn)變一些習(xí)慣性的授課方法，將工程模式靈活地貫穿到教學(xué)過(guò)程中。將課程所涉及的理論與現(xiàn)實(shí)中對(duì)應(yīng)以及類似的系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)照說(shuō)明，或引入目前通信領(lǐng)域的新技術(shù)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。主要采用多媒體教學(xué)，并輔以互動(dòng)教學(xué)、啟發(fā)教學(xué)、形像教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)等多樣手段，以學(xué)生為主體，發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)能力，加深他們對(duì)重難點(diǎn)的理解，也讓他們體會(huì)到理論的重要性。具體方法如下：

（1） 多媒體教學(xué)：制作高質(zhì)量的多媒體課件，用最簡(jiǎn)潔明了的方式展現(xiàn)“通信原理”課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，同時(shí)利用黑板板書進(jìn)行分析和推導(dǎo)，以課程目標(biāo)、課堂目標(biāo)來(lái)安排教學(xué)，并根據(jù)學(xué)生反饋適當(dāng)調(diào)整講課進(jìn)度與速度。

（2） 互動(dòng)教學(xué)：在講授重要知識(shí)點(diǎn)前，通過(guò)問(wèn)題的形式引導(dǎo)學(xué)生，并采取小組討論、學(xué)生回答、老師總結(jié)等交互式學(xué)習(xí)方法，充分提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

（3） 啟發(fā)教學(xué)：在講授基本概念、基本原理之前，先介紹相關(guān)的實(shí)際應(yīng)用背景，讓學(xué)生明白“為什么要學(xué)”、“如何應(yīng)用”，讓學(xué)生對(duì)其應(yīng)用建立直觀的感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。

（4） 形像教學(xué)：講解抽象概念以及原理時(shí)，采用動(dòng)態(tài)的信號(hào)波形圖、頻譜圖加以驗(yàn)證，既可以利用動(dòng)畫方式直觀地呈現(xiàn)信號(hào)的特點(diǎn)，又可以加深學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)的理解，提高學(xué)生主體的參與度。

（5） 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)：根據(jù)本校所建立的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，開設(shè)“通信原理”課程網(wǎng)站，提供全方位的信息，包括課程通知、教學(xué)資料、作業(yè)系統(tǒng)、試題考核、答疑討論等，方便學(xué)生課后在網(wǎng)上回顧課堂內(nèi)容，加深理解。通過(guò)Email、QQ等方式在網(wǎng)上進(jìn)行輔導(dǎo)，解答學(xué)生的疑難問(wèn)題，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及教學(xué)建議，以便及時(shí)調(diào)整授課方法及進(jìn)度。

（6） 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)：將重要知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用于實(shí)際工程，進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際。將抽象理論形象化，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉他們的實(shí)踐能力，進(jìn)而培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識(shí)。項(xiàng)目包括虛擬實(shí)驗(yàn)室仿真平臺(tái)、課程綜合性實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、科研項(xiàng)目等。

2.4 引入工程教育理念

“通信原理”課程知識(shí)比較抽象，采取傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)方式會(huì)使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣下降，為此，將課程的理論概念聯(lián)系到現(xiàn)實(shí)中具體實(shí)物，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，從而提高教學(xué)效率。 可以根據(jù)學(xué)生掌握的基本理論與技能，結(jié)合學(xué)生個(gè)人興趣，將教學(xué)內(nèi)容或?qū)嶒?yàn)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，通過(guò)老師的指導(dǎo)將學(xué)生一些可行性通信設(shè)計(jì)進(jìn)行合理規(guī)劃并組建團(tuán)隊(duì)，增強(qiáng)學(xué)生之間的協(xié)作，建立自身的學(xué)習(xí)模式[4]。

此外，還可以與企業(yè)聯(lián)合進(jìn)行培養(yǎng)，通過(guò)聘請(qǐng)企業(yè)技術(shù)工程師，結(jié)合學(xué)生的興趣與特長(zhǎng)，為學(xué)生量身定做實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。根據(jù)學(xué)生意愿，鼓勵(lì)其參與教師科研課題、大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目、數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽、“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等。通過(guò)教學(xué)體系改革與實(shí)踐，不僅可提高學(xué)生的理論水平、工程實(shí)踐能力，更重要的是注重學(xué)生創(chuàng)新能力和職業(yè)技術(shù)能力的培養(yǎng)，在走上崗位后能夠迅速掌握新知識(shí)，適應(yīng)新環(huán)境。

三、實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)

3.1 實(shí)驗(yàn)課程的分層設(shè)計(jì)

“通信原理”課程實(shí)驗(yàn)是其教學(xué)的重要組成部分，其目的是通過(guò)“通信原理實(shí)驗(yàn)箱”來(lái)對(duì)基本理論和應(yīng)用進(jìn)行再次提煉，以加深學(xué)生對(duì)原理部分內(nèi)容的理解和進(jìn)一步掌握，為以后從事相關(guān)領(lǐng)域的工作打下較好的基礎(chǔ)。課程的實(shí)驗(yàn)分為有3個(gè)層次：驗(yàn)證型、綜合型、設(shè)計(jì)型。

① 驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)：對(duì)單體知識(shí)點(diǎn)的鞏固和掌握，是教學(xué)的基本要求，學(xué)生可以通過(guò)記錄波形來(lái)鞏固基本的理論知識(shí)。

② 綜合型實(shí)驗(yàn)：對(duì)多個(gè)單體知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，如數(shù)字頻帶調(diào)制實(shí)驗(yàn)。

③ 設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)：為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)而設(shè)置，題目是給定或?qū)W生分組自擬，其過(guò)程包括方案設(shè)計(jì)、仿真驗(yàn)證、燒寫程序及測(cè)試。通過(guò)實(shí)驗(yàn)箱的二次開發(fā)模塊，將程序?qū)懭隖PGA，并用示波器測(cè)試設(shè)計(jì)結(jié)果。該過(guò)程既培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，又鍛煉了學(xué)生分析問(wèn)題和動(dòng)手實(shí)踐的能力。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用以上三種形式，層次由低到高，內(nèi)容由淺入深、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，有利于學(xué)生感性認(rèn)識(shí)的逐步深入，有利于學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)和提高，有利于學(xué)生綜合素質(zhì)、綜合能力的培養(yǎng)。

3.2 建立軟件仿真實(shí)驗(yàn)

除了硬件仿真實(shí)驗(yàn)，還可以將Matlab/Simulink等系統(tǒng)仿真軟件引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，這些仿真軟件提供了一個(gè)交互式動(dòng)態(tài)仿真平臺(tái)，學(xué)生可以利用直觀的方框圖以及相關(guān)的程序代碼對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真，從而擺脫煩瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，通過(guò)方框圖以及程序的理解，加深對(duì)通信系統(tǒng)的概念和運(yùn)行過(guò)程的理解，以此鍛煉學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，為學(xué)生將來(lái)從事相關(guān)科研工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)[5]。

3.3 建立開放性實(shí)驗(yàn)室

結(jié)合實(shí)驗(yàn)室安排，在空閑時(shí)間全面開放實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生可根據(jù)個(gè)人情況預(yù)約時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。開放性實(shí)驗(yàn)室給學(xué)生提供一個(gè)自由學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)的空間，激勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)造性和創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立工作和獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰6]。

3.4 校企合作建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室

與電子通信類公司合作，建立校企聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生進(jìn)行深入實(shí)踐和工程開發(fā)創(chuàng)造條件。定期邀請(qǐng)企業(yè)專家進(jìn)行指導(dǎo)，利用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的硬件和軟件條件，學(xué)生可以進(jìn)行通信傳輸方面的實(shí)驗(yàn)與工程開發(fā)。

四、總結(jié)

將工程教育模式引入“通信原理”教學(xué)與實(shí)驗(yàn)是一種先進(jìn)的理念，是對(duì)教學(xué)的一種可持續(xù)研究，對(duì)于教學(xué)改革以及實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)都具有非常好的參考價(jià)值，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力有著巨大的幫助。

聯(lián)系方式：馮陳偉

單位：廈門理工學(xué)院

通信地址：廈門市集美區(qū)樂海南里428號(hào)1103室

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電話：13696920520

參 考 文 獻(xiàn)

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