姚 遠(yuǎn), 劉守印, 張新晨, 李中年

(華中師范大學(xué) 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院， 湖北 武漢 430079)

“通信原理”課程創(chuàng)新教學(xué)模式研究

姚 遠(yuǎn), 劉守印, 張新晨, 李中年

(華中師范大學(xué) 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院， 湖北 武漢 430079)

本文介紹我?！巴ㄐ旁怼眲?chuàng)新教學(xué)模式，通過“對抗討論”、“仿真展現(xiàn)”、“研究報告”、 “企業(yè)體驗”等教學(xué)方法的應(yīng)用，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、能動性，使學(xué)生深入地掌握了本課程的理論知識，提高了學(xué)生的自主研究能力，實現(xiàn)了從知識學(xué)習(xí)到能力培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變。

通信原理；創(chuàng)新教學(xué)；對抗討論；企業(yè)體驗

0 引言

“通信原理”是高校電子信息類學(xué)科重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程(比如“無線通信”、“移動通信”、“擴(kuò)頻通信”、“現(xiàn)代通信技術(shù)”等)學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)。該課程包含理論教學(xué)和實踐教學(xué)兩部分，有較強的工程應(yīng)用特點，并且隨著通信技術(shù)發(fā)展日新月異，給教師的教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來一定的難度[1]。為適應(yīng)社會發(fā)展的需求和高等教育創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)的需要，我?！巴ㄐ旁怼闭n程組以增強學(xué)生專業(yè)課程知識的掌握和提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)創(chuàng)新能力為目標(biāo)，通過“對抗討論”、“研究報告”、“仿真展現(xiàn)”、“企業(yè)體驗”等創(chuàng)新教學(xué)模式改革，為進(jìn)一步提高該課程的教學(xué)質(zhì)量進(jìn)行了有益的嘗試[2，3]。

1 “通信原理”課程創(chuàng)新教學(xué)模式

我校“通信原理”課程在通信原理CAI項目、校級主干課程項目、校級精品課程、研究型教學(xué)、基于Matlab的“通信原理”實驗仿真、基于System view的“通信原理”實驗仿真、數(shù)字化資源建設(shè)、混合式教學(xué)、PBL教學(xué)等多項教學(xué)研究項目支持下，已形成一支結(jié)構(gòu)合理、人員穩(wěn)定、教學(xué)經(jīng)驗豐富的教學(xué)團(tuán)隊，課程教學(xué)資源豐富、教學(xué)成果豐碩[4-5]?！巴ㄐ旁怼闭n程以國外知名教材和國內(nèi)普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材為參考教材。我校在教學(xué)過程中及時將通信技術(shù)領(lǐng)域的一些新理論、新技術(shù)、新成果乃至學(xué)科最新發(fā)展引入教學(xué),并借助現(xiàn)代教育技術(shù)手段，運用動畫、多媒體、云數(shù)字化教學(xué)平臺等進(jìn)行互動，開展了參與式、開放式的教學(xué)，提供的信息量大，處理好“寬”“新”“深”的關(guān)系。課程組教師以知識、能力、素質(zhì)為教育理念，強調(diào)基本理論、知識體系與通信技術(shù)的最新發(fā)展相聯(lián)系及融會貫通，以科研促進(jìn)教學(xué)，加強實踐，培養(yǎng)學(xué)生自主探究性的學(xué)習(xí)能力與工程素養(yǎng)。

1.1 “通信原理”課程創(chuàng)新教學(xué)改革

“通信原理”教學(xué)團(tuán)隊從課程的教學(xué)設(shè)計、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)實踐、課后輔導(dǎo)和作業(yè)、教學(xué)交流平臺、實驗環(huán)節(jié)等多方面進(jìn)行了多輪的分析探討和教學(xué)實踐，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，培養(yǎng)學(xué)習(xí)的興趣以及理論聯(lián)系實際的能力，特別注重加強實踐環(huán)節(jié)，把實踐動手能力和獨立思考能力放在學(xué)生素質(zhì)教育的第一位，強調(diào)學(xué)生的親身體驗，通過“對抗討論”、“仿真展現(xiàn)”、“研究報告”、 “企業(yè)體驗”等教學(xué)方法，培養(yǎng)他們探究問題、解決問題的能力，激發(fā)創(chuàng)新潛能，進(jìn)而實現(xiàn)切實可行的創(chuàng)新素質(zhì)教育。

1)對抗討論

在課內(nèi)教學(xué)上，為增強學(xué)生對所學(xué)知識的理解、重要內(nèi)容的掌握和關(guān)聯(lián)知識的拓展，提升學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力，我們增加了課堂互動討論環(huán)節(jié)，鼓勵每個學(xué)生參與到對抗討論教學(xué)的整個環(huán)節(jié)，有效地調(diào)動學(xué)生的積極性。比如上學(xué)期有4個班級同時開設(shè)“通信原理”課程，在完成第一章節(jié)理論教學(xué)后，讓選修該課程的4個班級的學(xué)生，自主分成8-10人的小組，每個小組在課下針對本章所學(xué)內(nèi)容找出疑惑問題，收集整理后交給自己的任課教師，四個任課教師把四個班級的學(xué)生同時集合在一個大教室，讓四個班級的學(xué)生相互提出問題，相互回答問題，形成對抗討論，四個任課教師一起解惑，隨時補充問題或點評學(xué)生討論的主題，操作模式如圖1所示。圖2為講授“隨機(jī)信號”章節(jié)的對抗討論教學(xué)實例，在該教學(xué)方法中抓住教學(xué)過程中最重要的“師”與“生”關(guān)系，以學(xué)生為中心進(jìn)行教學(xué)，改變單純接受式的學(xué)習(xí)，強調(diào)互動式學(xué)習(xí)，師生之間和學(xué)生之間相互交流、相互溝通，營造出輕松活躍的學(xué)習(xí)氛圍。該互動教學(xué)中體現(xiàn)了“以人為本”的創(chuàng)新教育教學(xué)理念，充分發(fā)揮了教師與學(xué)生間的主觀能動性，從而達(dá)到教與學(xué)的有機(jī)結(jié)合，形成教與學(xué)的良性循環(huán)。

圖1 對抗討論模型

圖2 隨機(jī)信號章節(jié)的對抗討論框架

2)仿真展現(xiàn)

在“通信原理”教學(xué)過程中為了提高學(xué)生理解和掌握所學(xué)知識，除了在實驗室進(jìn)行硬件實驗外，還要求學(xué)生課后自學(xué)相關(guān)軟件(使用Matlab, Systemview, Multisim, C++, C#，Labview任一軟件都行)，解決相關(guān)問題，最后以撰寫報告形式展現(xiàn)仿真流程、仿真程序、仿真數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果等。比如講授“抽樣量化編碼”章節(jié)時布置任務(wù)：①錄一段語音(WAV格式)，通過設(shè)置不同采樣率，讓學(xué)生感受不同采樣率下的音頻質(zhì)量差異，分析原因； ②設(shè)置不同的量化電平數(shù)，聽不同量化級別下的語音質(zhì)量，并分析量化噪聲； ③利用計算機(jī)程序?qū)CM編碼過程進(jìn)行仿真實現(xiàn)；④對上述內(nèi)容加以具體描述并形成文檔。大部分學(xué)生都能夠在自學(xué)軟件的基礎(chǔ)上，針對布置的課后作業(yè)提出自己的解決方案，自我思考、獨自編程并順利完成。這一過程使學(xué)生理解了所學(xué)的理論知識的內(nèi)涵和實際應(yīng)用間的關(guān)系，加深了相關(guān)知識點的理解和掌握，提高了獨立分析和解決問題的能力。

3)研究報告

在教學(xué)中以有關(guān)通信技術(shù)的重大事件為依托，圍繞知識點在相關(guān)工程問題中的實際應(yīng)用，結(jié)合通信技術(shù)發(fā)展前沿，分小組布置研究性課題，引導(dǎo)學(xué)生就課題開展研究，閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，注重研究和解決問題的方法，從理論聯(lián)系到工程應(yīng)用，最后將研究結(jié)果撰寫成研究報告。由此激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性，達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新能力的目的。比如在“連續(xù)波調(diào)制系統(tǒng)”章節(jié)布置的研究課題：①掌握并理解收音機(jī)AM、FM的調(diào)制及解調(diào)原理；②通過計算機(jī)仿真分析收音機(jī)各模塊的輸入和輸出信號的時頻和頻域特性；③查閱文獻(xiàn)、設(shè)計并完成收音機(jī)電路圖，撰寫小組的研究報告。在課題開展的過程中，學(xué)生自由組成研究小組(4-6人)，小組一起查資料，提出解決方案，編寫程序，設(shè)計相應(yīng)的收音機(jī)電路，最后共同完成研究報告。為了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)術(shù)素養(yǎng)，特別抽出兩節(jié)課的時間，將選修該課程的四個班級的所有學(xué)生聚在一起，選取優(yōu)秀的研究報告的成員上臺講解他們的解決方案，并將所有小組的研究報告做成海報的形式貼在教室內(nèi)外，展示他們的成果。該方法使學(xué)生理解了所學(xué)的理論知識和技術(shù)應(yīng)用間的關(guān)系，加深了學(xué)生對相關(guān)重要知識點的理解和掌握，鍛煉了學(xué)生團(tuán)隊協(xié)助能力。

4)企業(yè)體驗

為了將學(xué)生所學(xué)課程與實際的通信產(chǎn)品聯(lián)系起來，在“通信原理”教學(xué)過程中，我們將參觀企業(yè)見習(xí)的方法應(yīng)用到該課程的教學(xué)活動中[6-7]。比如組織學(xué)生分班分批參觀烽火通信(原武漢郵電科學(xué)研究院)，安排有豐富經(jīng)驗的通信工程師現(xiàn)場講解烽火通信公司的發(fā)展歷程、產(chǎn)品類型、產(chǎn)品線、產(chǎn)品技術(shù)特征，如何報考該院的研究生及企業(yè)畢業(yè)生需求等，并現(xiàn)場答疑解惑。該企業(yè)體驗使學(xué)生了解了通信技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，熟悉了通信產(chǎn)品的實際情況，感悟到企業(yè)的需求，激發(fā)了對所學(xué)課程的興趣。企業(yè)體驗的經(jīng)歷使學(xué)生對課程學(xué)習(xí)、未來就業(yè)、技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展、考驗讀研及人生規(guī)劃有了更清晰的認(rèn)識。

1.2 教學(xué)效果

針對教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)兩個方面，課程組在“通信原理”的教學(xué)過程中建立了教學(xué)質(zhì)量的監(jiān)督、反饋機(jī)制，實時考核評估教與學(xué)的實際效果。上課過程中，不定期和學(xué)生溝通教學(xué)效果，隨時微調(diào)教學(xué)進(jìn)度。課程組共同討論制定教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)計劃、教學(xué)執(zhí)行和考試內(nèi)容、流水閱卷等。在期末考試試卷中降低計算和記憶公式的要求，重點考察學(xué)生對基本概念、基本理論的掌握、分析問題和解決問題的能力，適當(dāng)增加“活學(xué)活用”的考題，課程考試的成績權(quán)重設(shè)置見表1所示。從考試成績的總體分布來看，較往屆更合理，平均分有所提高；從教學(xué)測評和期末的調(diào)查問卷的反饋來看，學(xué)生對該輪教學(xué)過程較滿意。

表1 通信原理課程考試的成績權(quán)重

在課程組申報學(xué)校本科教學(xué)創(chuàng)新改革項目后，經(jīng)學(xué)生評價，學(xué)校相關(guān)教學(xué)專家多次實地聽課、實地調(diào)查、教學(xué)研討取得結(jié)論下，“通信原理”課程組在2015年獲我校本科教學(xué)創(chuàng)新三等獎。

2 結(jié)語

課程組教師在“通信原理”的教學(xué)改革中，轉(zhuǎn)變了教學(xué)理念，提高了教學(xué)能力，提升了教學(xué)創(chuàng)新的信心，更理解了團(tuán)隊教學(xué)、協(xié)作創(chuàng)新的重要性。學(xué)生則在“對抗討論”過程中實現(xiàn)了學(xué)生身份的轉(zhuǎn)變；在“仿真展現(xiàn)”、“研究報告”過程中加深了所學(xué)理論知識的理解，培養(yǎng)了自主學(xué)習(xí)能力、科學(xué)研究能力、團(tuán)隊協(xié)作精神；在“企業(yè)體驗”中熟悉了通信技術(shù)的發(fā)展，了解了社會需求，激發(fā)了對知識的渴望。根據(jù)課程組教師的研究特長，由過去一人教完整個課程改為現(xiàn)在的不同教師分章節(jié)在多個班級上課，由多位教師共同合作完成整個課程的教學(xué)；“通信原理”的教學(xué)取得了長足的進(jìn)步。

[1] 曾捷.基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的《通信原理》課程改革探索[J].成都：實驗科學(xué)與技術(shù),2014,5,95-97.

[2] 祝智庭,管玨琪.教育變革中的技術(shù)力量[J]. 北京：中國電化教育.2014.1,1-9.

[3] 陳崔榮.大學(xué)創(chuàng)新教育實施困境的博弈分析[J].北京：中國高教研究,2014,7,81-84.

[4] 姚遠(yuǎn),董世龍,凌毓?jié)?吳彥文,姜玲云.《通信原理》網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計[J].南京：電子電氣教學(xué)學(xué)報,2007,29(3):93-95.

[5] 董世龍,姚遠(yuǎn),吳彥文,凌毓?jié)?曹芬榮.通信原理課程研究型教學(xué)模式初探[J]。蘭州：高等理科教育,2011,3：89-91.

[6] 姚遠(yuǎn),姜玲云,江北戰(zhàn),衛(wèi)金磊,董世龍.電子信息工程專業(yè)實習(xí)教學(xué)改革初探[J].蘭州：高等理科教育,2007, 1:118-121.

[7] 姚遠(yuǎn)，徐國平，董世龍，吳彥文.師范院校電信專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐教學(xué)體系改革[J].武漢：軟件導(dǎo)刊(教育技術(shù)).2011，8：56-57.

Innovative Teaching Model Research of Communication Principle Course

YAO Yuan, LIU Shou-yin, ZHANG Xin-chen, LI Zhong-nian

(CollegeofPhysicalScienceandTechnology,CentralChinaNormalUniversity,Wuhan430079,China)

The innovative teaching mode of communication principle has carried out to cultivate the innovative learning ability of undergraduates. Against discussion, simulation show, research report ,enterprise experience have been applied to the theory and practice of Communication Principle course to enhance professional course mastery and improve innovation ability in our university. The self-study vigor has been motivated, the independent study ability has been trained, the good environment of innovative talents has formed. The transformation training from knowledge to ability have been achieved.

communication principle; innovative teaching; against discussion; enterprise experience

2016-06-12;

2017-07- 31

姚 遠(yuǎn)(1974-),男,博士,副教授，主要從事電子信息工程專業(yè)的教學(xué)與科研工作,E-mail：yaoyuan@mail.ccnu.edu.cn

G642

A

1008-0686(2017)02-0051-03