趙立權(quán) 賈雁飛

摘 要：“通信原理”課程是電子信息類專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)必修課程，也是大部分高?？佳械谋乜颊n程之一。如何在新工科背景下提高“通信原理”課程的教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、獨立思考等能力的作用至關(guān)重要。文章主要闡述如何在新工科背景下，對“通信原理”課程教學(xué)進行調(diào)整，使其更適應(yīng)新工科對電子信息類人才培養(yǎng)的要求，使培養(yǎng)出的學(xué)生能更好地適應(yīng)飛速發(fā)展的社會。

關(guān)鍵詞：通信原理；課堂教學(xué)；新工科；教學(xué)質(zhì)量

2017年2月18日，我國教育部在復(fù)旦大學(xué)召開了教育戰(zhàn)略討論會，第一次正式提出了新工科的概念[1-2]，并對其內(nèi)涵和特征以及發(fā)展進行了討論，為新工科的研究奠定了基礎(chǔ)。近年來，我國實施了創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，這就要求新工科人才具有較強的創(chuàng)新能力、多學(xué)科交叉能力、創(chuàng)業(yè)能力等綜合能力。傳統(tǒng)的工科背景下的教育，更多關(guān)注的是知識的傳授，教師如何將知識傳授給學(xué)生，學(xué)生如何從教師那里學(xué)習(xí)更多的知識，整個教學(xué)過程完全忽略了知識以外的能力培養(yǎng)問題。導(dǎo)致學(xué)生缺少獨立學(xué)習(xí)、思考問題、解決問題和分析問題以及創(chuàng)新能力，不適應(yīng)當(dāng)下我國經(jīng)濟發(fā)展對人才的需求，間接影響了我國經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展的速度。

1 “通信原理”教學(xué)手段改革

“通信原理”課程不但涉及大量的數(shù)學(xué)公式，還有較多的波形圖，而且知識較難理解。為了使得學(xué)生更容易理解“通信原理”知識，一部分教師采用板書進行授課，該授課方法的主要優(yōu)點是課堂教學(xué)過程中學(xué)生容易跟上任課教師的進度，學(xué)生容易理解數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)，不足之處在于授課速度較慢，尤其對于波形圖演示的講解，授課效率明顯低下。另外一部分教師采用PPT進行授課，授課速度較快，效率較高，但是由于PPT演示過程中速度較快，學(xué)生對知識的接受程度和預(yù)期結(jié)果不一致，尤其采用PPT講解數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)，學(xué)生無法跟上教師的授課節(jié)奏，導(dǎo)致學(xué)生上課不愿意聽課，學(xué)校興趣不高。而且PPT演示波形過程中無法調(diào)整波形參數(shù)，只能演示固定參數(shù)的信號波形，效果不夠理想。

為了解決上述問題，我們采用板書和仿真軟件相結(jié)合的方式進行課題教學(xué)。對于需要數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)的內(nèi)容，采用板書進行推導(dǎo)，這樣有利于學(xué)生對公式的理解，增強學(xué)生對于數(shù)學(xué)知識運用的素養(yǎng)。對于波形演示的內(nèi)容，采用我們自己研制的仿真軟件進行現(xiàn)場演示，通過直觀的方式讓學(xué)生理解真實通信過程中信號的發(fā)送和接收波形，而且通過參數(shù)的調(diào)整使得學(xué)生理解所學(xué)知識。仿真軟件采用Labview和Matlab軟件相結(jié)合進行編寫，該軟件設(shè)計簡單，而且易于實現(xiàn)，程序調(diào)整比其他軟件便捷[3-4]。圖1是“通信原理”模擬仿真實驗系統(tǒng)，課堂上可以利用該系統(tǒng)對模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制解調(diào)進行演示。圖2是FM調(diào)制仿真子系統(tǒng)用戶界面。在仿真系統(tǒng)中可以任意調(diào)整信號的幅度、頻率等參數(shù)，這樣學(xué)生可以從多角度全面理解所學(xué)知識。

2 “通信原理”教學(xué)方法改革

為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、獨立思考能力和分析問題以及解決問題的綜合能力，我們在課題授課的過程中增加了自學(xué)環(huán)節(jié)和問題思考環(huán)節(jié)。例如在講解為什么要進行無線通信的知識時，給同學(xué)自學(xué)時間，通過閱讀教材和反思的形式自學(xué)。自學(xué)過后教師通過提問的形式引導(dǎo)學(xué)生進行思考。引導(dǎo)大家思考類似“如果不進行調(diào)制，信號是否可以通過天線發(fā)送出去”“是否有什么無線通信可以不需要進行調(diào)制”“語音信號的頻率和已調(diào)信號頻率之間的關(guān)系”以及“調(diào)制為什么能夠提高系統(tǒng)的抗噪聲性能”等思考題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考。在設(shè)置獨立自學(xué)的教學(xué)內(nèi)容時應(yīng)考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)能力以及學(xué)生知識掌握情況。在實際教學(xué)過程中，我們一般選取文字較多的內(nèi)容讓學(xué)生自學(xué)，對于公式推導(dǎo)部分的內(nèi)容一般采用講授的進行教學(xué)，逐漸培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、分析問題和解決問題等綜合能力。

3 “通信原理”教學(xué)內(nèi)容改革

“通信原理”教學(xué)內(nèi)容始終是圍繞如何進行通信展開的，原有授課計劃是根據(jù)經(jīng)典教材按照第一章緒論，主要講解通信的概念和信息及其度量以及通信系統(tǒng)主要性能指標(biāo)；第二章信道，主要講解各種信號的數(shù)學(xué)模型；第三章講解模擬調(diào)制系統(tǒng)；第四章是數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)；第五章數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)；第六章信源編碼；第七章差錯控制編碼。

按照該授課順序講解，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中無法更好地理解通信過程，例如沒有講解如何實現(xiàn)的0和1組成的數(shù)字信號，就直接講解如何信道模型和信道容量，講解如何傳輸數(shù)字信號等，造成學(xué)生對通信完整過程理解存在很大困惑。為此，我們將授課順序進行了調(diào)整。調(diào)整過程如下：第一章講解通信的基本概念、發(fā)展歷史等常規(guī)性知識，在講解信息及其度量之前講解原第六章的內(nèi)容，即信源編碼的內(nèi)容，使得學(xué)生能按照信號在通信過程中的變化順序理解通信的基本原理；第二章講解信道，重點講解是信道容量的定義和計算方法；將第五章模擬調(diào)制系統(tǒng)內(nèi)容放在最后一章講解。因為其他各章節(jié)教學(xué)內(nèi)容都是圍繞數(shù)字信號展開的，中間講解模擬調(diào)制系統(tǒng)容易導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)知識混亂。

4 結(jié)語

本文主要從教學(xué)手段、教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容改革3個方面探討了如何提高“通信原理”課程課堂教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的自學(xué)能力、思考能力、分析問題和解決問題的能力，以期更好地適應(yīng)新工科背景下社會對人才的需求，更好地為社會提供滿意的通信方面的人才，為經(jīng)濟轉(zhuǎn)型和創(chuàng)新性社會發(fā)展作出貢獻(xiàn)。