葉霞 王玉槐 倪虹 安康 王李冬

摘要：本次改革推行“項(xiàng)目式訓(xùn)練”的教學(xué)模式在《通信原理》課堂教改中“多方位”教學(xué)改革，是基于以學(xué)生為本的思想，通過(guò)構(gòu)建多層次的基礎(chǔ)課程框架，創(chuàng)造多方位的教學(xué)資源、組織引導(dǎo)學(xué)生參與科研活動(dòng)的措施，目標(biāo)旨在提高學(xué)生科研能力，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐內(nèi)容與教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力、研究能力和創(chuàng)新精神的形成。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目式訓(xùn)練;學(xué)科競(jìng)賽;學(xué)賽融合;工程實(shí)踐能力

1 引言

近幾年來(lái)，各大應(yīng)用型高校按照“工程實(shí)踐人才”培養(yǎng)目標(biāo)的要求，對(duì)《通信原理》課程從課程教學(xué)大綱、教學(xué)方法與手段、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)考核方式等幾個(gè)方面都進(jìn)行了改革的初步嘗試，但是在各個(gè)環(huán)節(jié)的初步探索中也發(fā)現(xiàn)存在以下問(wèn)題：

1）教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和通信課程結(jié)構(gòu)方面存在問(wèn)題。

2）如何實(shí)現(xiàn)以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，實(shí)現(xiàn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。

3）缺乏課程的“項(xiàng)目訓(xùn)練”教學(xué)方式的引導(dǎo)，如何提高學(xué)生實(shí)際完成一個(gè)通信項(xiàng)目的興趣。

4）注重問(wèn)題多方位教學(xué)方式，如何激發(fā)學(xué)生探究性探索。

5）實(shí)驗(yàn)考核上以驗(yàn)證性建模實(shí)驗(yàn)為主，缺乏基于項(xiàng)目類(lèi)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

基于以上分析，本文從當(dāng)前電子信息類(lèi)人才培養(yǎng)面臨的問(wèn)題出發(fā)，提出基于“項(xiàng)目式訓(xùn)練”模式在《通信原理》課程中的“多方位”教學(xué)改革，在傳統(tǒng)培養(yǎng)模式的基礎(chǔ)上，以項(xiàng)目訓(xùn)練為驅(qū)動(dòng)，全面提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和工程實(shí)踐能力，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提升學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的能力。

本文第2節(jié)介紹課堂“多方位”教學(xué)改革的主要內(nèi)容;第3節(jié)詳細(xì)介紹改革的實(shí)施方案;最后總結(jié)全文創(chuàng)新點(diǎn)。

2 課程“多方位”教學(xué)改革內(nèi)容

為了更好的完成教學(xué)目標(biāo)，本次改革探索采用CDIO工程教育理念開(kāi)展教學(xué)?！岸喾轿弧钡慕虒W(xué)改革內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂、網(wǎng)絡(luò)課堂建設(shè)和科研實(shí)踐和競(jìng)賽訓(xùn)練三個(gè)方面。

2.1 “CDIO理念”融入理論教學(xué)課堂改革

本次教學(xué)改革以CDIO工程教育模式為導(dǎo)向，學(xué)生作為主體，分別從構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate）四個(gè)階段融入到理論課堂，采用閉環(huán)反饋式教學(xué)法加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)點(diǎn)的理解。四個(gè)階段如下：

（1）構(gòu)思知識(shí)點(diǎn)，精簡(jiǎn)理論，遵循“理論夠用”原則講授基礎(chǔ)知識(shí)。

（2）案例設(shè)計(jì)，根據(jù)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)由教師提出設(shè)計(jì)項(xiàng)目，師生共同討論項(xiàng)目的解決方案，項(xiàng)目組隊(duì)共同完成設(shè)計(jì)任務(wù)。

（3）仿真實(shí)現(xiàn)，利用仿真軟件如systemview、simulink設(shè)計(jì)通信仿真系統(tǒng)進(jìn)行真實(shí)環(huán)境模擬，調(diào)試參數(shù)指標(biāo)，分析數(shù)據(jù)。

（4）資源共享，每個(gè)小組獨(dú)立講授自己項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路、仿真結(jié)果以及在設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題，其他組提出意見(jiàn)，相互分享，教師提出改進(jìn)措施，指出不足。最后驗(yàn)證理論是否正確。

具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖1所示。

2.2 構(gòu)建“多方位”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂

本次《通信原理》的實(shí)驗(yàn)改革主要包括通信課程仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革、通信課程硬件實(shí)驗(yàn)實(shí)踐改革和通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)改革三個(gè)部分，形成“多方位”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

1）通信課程仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

《通信原理》課程采用通信仿真軟件systemview和simulink來(lái)具體實(shí)現(xiàn)，該仿真軟件是一個(gè)完整的動(dòng)態(tài)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)、模擬和分析的可視化軟件，操作簡(jiǎn)單，使用方便，學(xué)生只需根據(jù)所要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，從圖形庫(kù)中選擇合適的通信模塊并設(shè)置好參數(shù)，完成整個(gè)通信仿真系統(tǒng)的構(gòu)建，學(xué)生在不具備先進(jìn)儀器的條件下可直觀完成復(fù)雜的通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真。

Systemview通信仿真貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，將該仿真應(yīng)用于課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬通信壞境與實(shí)際電路實(shí)驗(yàn)的完美結(jié)合，仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以讓學(xué)生在不具備先進(jìn)測(cè)試儀器的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下觀察信號(hào)圖，不會(huì)對(duì)電子元器件和實(shí)驗(yàn)儀器造成損壞，減少實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生操作不當(dāng)問(wèn)題，大大調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

2）通信課程硬件實(shí)驗(yàn)實(shí)踐改革

根據(jù)《通信原理》課程的實(shí)踐特點(diǎn)和人才培養(yǎng)方案的修訂，新建《通信原理》課程實(shí)驗(yàn)室，結(jié)合應(yīng)用型高校的學(xué)生特點(diǎn)，本次改革結(jié)合硬件實(shí)驗(yàn)課程，制定了一套符合本專(zhuān)業(yè)特色的實(shí)驗(yàn)教學(xué)教材，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都包含有實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，思考題和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。另外增加了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和科研創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)等，學(xué)生可以自主的設(shè)計(jì)基本的通信系統(tǒng)，獲得進(jìn)行科研創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的基本能力。

3）“項(xiàng)目式訓(xùn)練”的通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)改革

通信系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)改革主要通過(guò)“項(xiàng)目式訓(xùn)練”方式進(jìn)行引導(dǎo)，首先教師以項(xiàng)目方式下達(dá)任務(wù)，學(xué)生自主選題，自行設(shè)計(jì)，根據(jù)需求指標(biāo)，設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)初期采用仿真軟件對(duì)方案進(jìn)行仿真，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的方案是否可行，如果理論設(shè)計(jì)沒(méi)問(wèn)題，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室制作硬件調(diào)試系統(tǒng)，在調(diào)試過(guò)程中很多想不到的問(wèn)題會(huì)出現(xiàn)，需要學(xué)生不斷的查閱資料修改調(diào)試，在實(shí)踐中不斷研究，直到實(shí)物調(diào)試成功教師驗(yàn)收成功。教師在學(xué)生課設(shè)期間給予適當(dāng)引導(dǎo)，學(xué)生作為主角在實(shí)踐中發(fā)揮自己的想象力、創(chuàng)造力和動(dòng)手實(shí)踐能力，通過(guò)做項(xiàng)目的方式，提高學(xué)生獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力。

2.3 構(gòu)建“多方位”網(wǎng)絡(luò)課堂建設(shè)

在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)達(dá)時(shí)代，結(jié)合現(xiàn)代教學(xué)手段，利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)資源，搭建《通信原理》智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。《通信原理》網(wǎng)絡(luò)課堂結(jié)構(gòu)如圖2所示。

學(xué)生在學(xué)習(xí)平臺(tái)下復(fù)習(xí)課堂理論、下載課件、上傳作業(yè)、在線答疑，同時(shí)可以將在線原理驗(yàn)證、虛擬實(shí)驗(yàn)、試題測(cè)試的結(jié)果同步反映在后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供良好的“多方位”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。

2.4 “多方位”的教學(xué)科研實(shí)踐和競(jìng)賽訓(xùn)練

“項(xiàng)目訓(xùn)練”模式在課程后半學(xué)期進(jìn)行，結(jié)合通信原理課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，分五個(gè)階段進(jìn)行培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新精神。

階段1：結(jié)合往年電賽“通信類(lèi)”競(jìng)賽題目下達(dá)項(xiàng)目，學(xué)生自主組隊(duì)3人，設(shè)置組長(zhǎng)。

階段2：結(jié)合團(tuán)隊(duì)成員特點(diǎn)，從軟件、硬件和文檔分配任務(wù)。

階段3：項(xiàng)目進(jìn)行，老師指導(dǎo)和督促進(jìn)度，組長(zhǎng)以報(bào)告形式匯報(bào)項(xiàng)目進(jìn)展情況。

階段4：項(xiàng)目驗(yàn)收，以答辯和實(shí)物展示方式驗(yàn)收，成績(jī)納入課程考核。

階段5：考核優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)參加暑期電子競(jìng)賽，選取好的項(xiàng)目申請(qǐng)各類(lèi)科研。

3 實(shí)施方案

3.1 理論教學(xué)、仿真設(shè)計(jì)和實(shí)物制作同步進(jìn)行的多方位教學(xué)模式

從理論教學(xué)、systemview虛擬仿真、硬件電路制作、基礎(chǔ)通信模塊實(shí)驗(yàn)到通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)不同層次融合工程案例CDIO導(dǎo)入教學(xué)法，采用一套完整的“多方位”教學(xué)方法。

3.2 建設(shè)以"學(xué)生為本、學(xué)生主導(dǎo)”的新型課程教學(xué)模式

《通信原理》課程是學(xué)生普遍感覺(jué)難學(xué)的課程，理論知識(shí)過(guò)于抽象，在教學(xué)時(shí)無(wú)法深入具體地講解通信系統(tǒng)內(nèi)部每個(gè)部分工作原理，所以學(xué)生往往感到這門(mén)課程抽象、難學(xué)，再加上以往存在的教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)少、實(shí)驗(yàn)條件沒(méi)有等客觀原因，更增加了該課程的教學(xué)難度。如何“化難為易”是本課程需解決的關(guān)鍵性問(wèn)題。針對(duì)應(yīng)用型本科院校學(xué)生的知識(shí)能力和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)課程的基礎(chǔ)性和應(yīng)用性，不再把學(xué)生作為被動(dòng)接受知識(shí)的對(duì)象，而是學(xué)生能主動(dòng)的去學(xué)習(xí)、追求、探索，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，使學(xué)生掌握自我獲得知識(shí)的方法，鍛煉、培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。同時(shí)，課程改革也要注重探究型教學(xué)模式的方法，教師有意識(shí)的創(chuàng)設(shè)各種問(wèn)題情境，使學(xué)生產(chǎn)生困惑，激發(fā)學(xué)生探究和探索問(wèn)題。

3.3 建設(shè)以"學(xué)生為本、學(xué)生主導(dǎo)”的新型課程教學(xué)模式

課堂改革倡導(dǎo)開(kāi)發(fā)“項(xiàng)目式訓(xùn)練”的學(xué)習(xí)進(jìn)程，在教學(xué)活動(dòng)中實(shí)踐“以學(xué)生為中心”的課程思想。學(xué)生通過(guò)完成“項(xiàng)目任務(wù)”進(jìn)而完成課程的學(xué)習(xí)，同時(shí)將其“成果”用作學(xué)生評(píng)價(jià)的主要依據(jù)，這種采用“項(xiàng)目式訓(xùn)練”的學(xué)習(xí)進(jìn)程，能夠有效地促進(jìn)教學(xué)過(guò)程中的師生互動(dòng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和方法。

3.4 實(shí)踐課堂的任務(wù)和創(chuàng)新，創(chuàng)造“多方位”實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練

《通信原理》課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)在提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力和實(shí)戰(zhàn)精神上非常重要。課程實(shí)驗(yàn)作為課程教學(xué)的一部分，起著鞏固所學(xué)理論知識(shí)、提高理論與實(shí)際相結(jié)合、培養(yǎng)動(dòng)手能力的重要作用。本次實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革打破了以驗(yàn)證理論實(shí)驗(yàn)為主的主流模式，開(kāi)設(shè)了從systemview虛擬實(shí)驗(yàn)、硬件電路制作、基礎(chǔ)通信模塊實(shí)驗(yàn)到通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的不同層次的“多方位”實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練。同時(shí)，將電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等課外科技活動(dòng)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

4 總結(jié)

本次《通信原理》課程教學(xué)改革，初步達(dá)到以下效果：

1）形成一套完整的成熟的“多樣化多方位”的教學(xué)體系，擺脫以往的單一授課模式。從課堂教學(xué)模式上采用引導(dǎo)方式來(lái)增加學(xué)習(xí)本門(mén)課程的積極性。

2）采用先進(jìn)性、多樣性的教學(xué)方法和教學(xué)手段。在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，采用線上線下交流方式，充分利用學(xué)生的碎片化時(shí)間完成對(duì)《通信原理》課程的學(xué)習(xí)。

3）建立符合應(yīng)用性、創(chuàng)新性人才培養(yǎng)要求的實(shí)驗(yàn)“多方位”教學(xué)方式。從理論授課、仿真電路設(shè)計(jì)、硬件平臺(tái)和項(xiàng)目式訓(xùn)練的多層次教學(xué)，各個(gè)角度提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和能動(dòng)性。

4）基于《通信原理》課程的教學(xué)改革成果推動(dòng)電子學(xué)科學(xué)生科研與競(jìng)賽。從項(xiàng)目式訓(xùn)練中培養(yǎng)優(yōu)秀的學(xué)生科研團(tuán)隊(duì)參與學(xué)生科研與電子競(jìng)賽比賽中，爭(zhēng)取獲得各類(lèi)市、省到全國(guó)類(lèi)的專(zhuān)業(yè)比賽獎(jiǎng)項(xiàng)。

5）推動(dòng)師資水平的提高和優(yōu)秀學(xué)生團(tuán)隊(duì)的形成。本次探索的另一特色還在于可以推動(dòng)師資水平的提高和優(yōu)秀學(xué)生團(tuán)隊(duì)的形成。改革中教師需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教育的教學(xué)思想和模式，改進(jìn)教學(xué)方法，更新教學(xué)內(nèi)容，需具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師的能力。

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項(xiàng)目：浙江省高等教育學(xué)會(huì)高等教育研究課題（KT2021192），杭州師范大學(xué)錢(qián)江學(xué)院精品在線課程建設(shè)《信號(hào)與系統(tǒng)》