一流課程建設(shè)背景下的現(xiàn)代通信原理課程教學(xué)創(chuàng)新思路研究

杜 青 馮 芳

（天津天獅學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院,天津 301700）

傳統(tǒng)現(xiàn)代通信原理課程教學(xué)過程中存在重理論傳授，輕實(shí)踐訓(xùn)練，工程教育人才培養(yǎng)理念滯后，學(xué)生很難做到理論聯(lián)系實(shí)際，缺乏解決實(shí)際工程項(xiàng)目問題的能力，課堂活躍度不高，師生之間缺乏有效互動等問題。如何運(yùn)用新教育理念進(jìn)行課程教學(xué)模式改革，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力是當(dāng)下必須解決的現(xiàn)實(shí)問題。

1 課程基本情況說明

課程名稱：現(xiàn)代通信原理。

學(xué)分/學(xué)時(shí)：3.5學(xué)分/56學(xué)時(shí)（理論44學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)12學(xué)時(shí)）。

課程類別：學(xué)科專業(yè)基礎(chǔ)課。

授課對象：通信工程專業(yè)、電子信息工程專業(yè)大學(xué)三年級學(xué)生。

預(yù)修要求：高等數(shù)學(xué)、信號與系統(tǒng)、高頻電子線路。

2 課程教學(xué)中存在的問題

現(xiàn)代通信原理是信息和通信類專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其教學(xué)的重點(diǎn)是讓學(xué)生理解通信系統(tǒng)的基本概念和基本原理，掌握相關(guān)的分析方法。課程內(nèi)容理論性強(qiáng)，通信系統(tǒng)概念抽象，原理分析中涉及公式推導(dǎo)較多，且要求學(xué)生扎實(shí)掌握高等數(shù)學(xué)、信號與系統(tǒng)等基礎(chǔ)知識。傳統(tǒng)的教學(xué)方式中，學(xué)生存在學(xué)習(xí)積極性不高、學(xué)習(xí)過程中容易感覺枯燥乏味等問題，這些問題出現(xiàn)的原因是多方面的，主要有以下幾點(diǎn)。

2.1 課程內(nèi)容理論性強(qiáng)，學(xué)生存在畏難心理，缺乏學(xué)習(xí)興趣

課程教學(xué)內(nèi)容理論性較強(qiáng)，原理分析中涉及的公式推導(dǎo)較多，對學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求較高，學(xué)生存在畏難心理；課堂教學(xué)以成熟的理論講授為主，學(xué)生很難把抽象的原理知識與工程實(shí)踐結(jié)合應(yīng)用，難以解決通信工程實(shí)踐中遇到的問題，容易出現(xiàn)學(xué)習(xí)動力不足，缺乏學(xué)習(xí)興趣[1]。

2.2 傳統(tǒng)課堂以講授為主，學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐操作能力普遍不強(qiáng)

傳統(tǒng)的教學(xué)方式以教師為中心、以課本為中心、以課堂為中心，重理論傳授，輕實(shí)踐訓(xùn)練，工程教育人才培養(yǎng)理念滯后。這不利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，制約了學(xué)生創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力的形成，難以適應(yīng)新形勢對實(shí)踐性強(qiáng)的新工科人才的需求。

2.3 課堂活躍度不高，師生缺乏有效互動

傳統(tǒng)的教學(xué)方式以教師講授為主，學(xué)生的參與度較低，部分學(xué)生上課不認(rèn)真聽講，玩手機(jī)的情況時(shí)有發(fā)生。

因此，在當(dāng)前一流課程建設(shè)情況下以及新工科視域下，探索現(xiàn)代通信原理課程的教學(xué)改革和教學(xué)創(chuàng)新勢在必行。在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)適中強(qiáng)調(diào)工程教學(xué)理念，更強(qiáng)調(diào)學(xué)生的工程應(yīng)用[2]。目前大部分課程的學(xué)時(shí)被壓縮，現(xiàn)代通信原理也同樣面臨學(xué)時(shí)數(shù)減少的問題，如何在學(xué)時(shí)減少的情況下保證教學(xué)效果，滿足培養(yǎng)創(chuàng)新應(yīng)用型人才的迫切需求，是學(xué)校和教師應(yīng)該思考和解決的問題。

3 教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

現(xiàn)代通信原理課程教學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)著眼于培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)代要求的工程技術(shù)人才，淡化復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和理論分析，將重點(diǎn)放在對概念的理解和應(yīng)用上。在提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力的同時(shí)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。為此，課程組教師從激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、探索新型教學(xué)方法等方面進(jìn)行了一些改革探索。

3.1 課程教學(xué)融入思政元素，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識

課程教學(xué)將通信技術(shù)場景引入教學(xué)過程中，整合行業(yè)發(fā)展技術(shù)，引入工程理念，體現(xiàn)工程應(yīng)用，培養(yǎng)大國工匠精神。通過介紹國內(nèi)外通信發(fā)展態(tài)勢，突出應(yīng)用前沿，激發(fā)創(chuàng)新意識。引入國家領(lǐng)先的通信技術(shù)，以積極的內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生樹立愛國情懷和正確的人生觀、價(jià)值觀。例如，在緒論的教學(xué)中加入北斗導(dǎo)航的應(yīng)用，介紹北斗短報(bào)文在汶川地震中發(fā)揮的重要作用。

3.2 優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容，完善實(shí)踐教學(xué)體系

現(xiàn)代通信原理課程內(nèi)容多且煩瑣，由于課時(shí)限制，教師在講授課程時(shí)，無法做到面面俱到，因此必須對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化。

課程教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化應(yīng)按照詳略結(jié)合、重點(diǎn)突出的要求進(jìn)行，并側(cè)重基礎(chǔ)理論的講解?，F(xiàn)代通信原理的教學(xué)內(nèi)容體系如圖1所示?，F(xiàn)代通信原理課程的主要內(nèi)容包括模擬通信和數(shù)字通信兩部分，其中模擬通信部分在先修高頻電子線路課程中已經(jīng)講授過，因而可以簡略介紹[3]。當(dāng)前數(shù)字通信技術(shù)發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛，因而教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在數(shù)字通信及新的調(diào)制和編碼技術(shù)上，例如在講授現(xiàn)代調(diào)制技術(shù)的時(shí)候引入5G新型調(diào)制技術(shù)，體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的與時(shí)俱進(jìn)。

圖1 現(xiàn)代通信原理教學(xué)內(nèi)容體系

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，注重知識的應(yīng)用性[4]，在教學(xué)中引入Matlab、SystemView等仿真軟件，增加了綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。如圖2所示，本課程借助硬件平臺和軟件仿真，通過原理驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、仿真設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)以及綜合創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)三個(gè)階段，將理論知識與實(shí)踐操作有機(jī)結(jié)合，提出問題、質(zhì)疑理論、提升理論，培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用知識的能力，提升學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。后續(xù)還開設(shè)了通信綜合實(shí)訓(xùn)課程，以便更好地提升學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。此外，鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代通信原理課程知識，積極參加各類大學(xué)生比賽，通過參加競賽，加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解，并提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力及自主創(chuàng)新能力。

圖2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

3.3 采用線上線下混合式教學(xué)模式，突出學(xué)生的主體地位

課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合的混合教學(xué)模式可以做到優(yōu)勢互補(bǔ)。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)主要突出教師的主導(dǎo)作用，強(qiáng)調(diào)教師的引導(dǎo)。網(wǎng)絡(luò)課堂突出學(xué)生的主體地位，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，查漏補(bǔ)缺。所以線上線下相結(jié)合，可以很好地實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，合理地引導(dǎo)學(xué)生的課外自主學(xué)習(xí)互動，讓學(xué)生將更多的精力放到自主學(xué)習(xí)上，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，同時(shí)，做好課下自主學(xué)習(xí)還會對課堂教學(xué)效果有很好的促進(jìn)和提升作用[5]。

3.3.1 構(gòu)建優(yōu)質(zhì)的線上資源

本課程的線上資源有兩部分。一部分是中國大學(xué)慕課平臺中的優(yōu)秀教學(xué)視頻，這部分視頻主要是用以幫助學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)及課后拓展。另一部分是超星平臺的自建課程，包含教學(xué)課件、實(shí)驗(yàn)講義、實(shí)驗(yàn)視頻、習(xí)題庫等，并且可以在該平臺上建立班級，有效實(shí)現(xiàn)課堂活動。超星平臺自建課程的功能主要有兩個(gè)：一個(gè)是實(shí)現(xiàn)課堂互動，比如簽到、課堂討論、課堂練習(xí)等；另一個(gè)是發(fā)布通知，布置課下作業(yè)，學(xué)生自主討論、復(fù)習(xí)等。

3.3.2 混合式教學(xué)模式的具體實(shí)施方案

在線上線下混合式教學(xué)模式中，學(xué)生根據(jù)教師布置的課外任務(wù)，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺完成課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)查漏補(bǔ)缺環(huán)節(jié)，而教師在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中主要講授知識的重點(diǎn)和難點(diǎn)，對學(xué)生不懂的地方進(jìn)行答疑解惑，組織學(xué)生深度討論以便其更好地理解知識。

課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，教師依托信息化網(wǎng)絡(luò)平臺（學(xué)習(xí)通、雨課堂等）發(fā)布學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求，學(xué)生根據(jù)教師在網(wǎng)絡(luò)平臺提供的預(yù)習(xí)材料學(xué)習(xí)、理解相關(guān)的知識點(diǎn)，獨(dú)立思考并完成預(yù)習(xí)作業(yè)，并且教師端可以及時(shí)了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況。

課堂講授環(huán)節(jié)，教師著重講授重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，并進(jìn)行習(xí)題講解，組織課堂討論和答疑解惑。教師可以根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況有針對性地講授相關(guān)內(nèi)容[6]。在課堂講授過程中，教師可借助信息化技術(shù)進(jìn)行師生互動，比如進(jìn)行課堂簽到、選人或搶答問題、隨堂測驗(yàn)等，通過多種教學(xué)活動讓學(xué)生積極參與到課堂中來。也可以選取部分內(nèi)容，以學(xué)生自主講解、教師總結(jié)點(diǎn)評的方式進(jìn)行教學(xué)。對于一些需要討論的內(nèi)容和題目，教師可在預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)提前發(fā)布討論主題，在課堂中，學(xué)生根據(jù)預(yù)習(xí)階段所做的準(zhǔn)備進(jìn)行集中討論，深度理解并應(yīng)用所學(xué)知識解決問題，教師在整個(gè)討論過程中適度引導(dǎo)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并找到答案。

此外，為了提高課堂教學(xué)的生動性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師可以在課堂教學(xué)中適時(shí)采用啟發(fā)式、討論合作式、虛實(shí)結(jié)合式等多種教學(xué)方法。并且，著重對基本概念和基本原理的闡述，以及對結(jié)論的理解和應(yīng)用?？蓱?yīng)用通信仿真軟件補(bǔ)充課堂教學(xué)，對所講解的系統(tǒng)進(jìn)行分析和演示，注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，提高課堂教學(xué)的生動性和互動性。

課后復(fù)習(xí)階段，教師通過信息化平臺發(fā)布作業(yè)和開放式討論話題，在信息化平臺上進(jìn)行師生、生生之間的交流互動。學(xué)生借助教師在網(wǎng)絡(luò)平臺提供的課件和視頻等教學(xué)資源自主完成對所學(xué)知識的復(fù)習(xí)，進(jìn)行查漏補(bǔ)缺，獨(dú)立完成教師布置的課后作業(yè)。教師根據(jù)學(xué)生作業(yè)的完成情況對學(xué)生的知識掌握情況進(jìn)行了解，對教學(xué)進(jìn)行反饋和調(diào)整。

在實(shí)際教學(xué)過程中，各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的劃分并不是絕對和一成不變的，而是可以適當(dāng)調(diào)整的，關(guān)鍵是要滿足教學(xué)需求，切實(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力進(jìn)而提升教學(xué)效果。

3.4 改革課程考評機(jī)制，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力

本課程為考試課程，采取平時(shí)考查、實(shí)驗(yàn)成績、期末考試等方法進(jìn)行課程綜合考核，注重過程化的學(xué)習(xí)管理。平時(shí)成績主要包括課堂表現(xiàn)情況、出勤、線上學(xué)習(xí)情況（測驗(yàn)、作業(yè)）；實(shí)驗(yàn)成績?yōu)楦鞔螌?shí)驗(yàn)成績的平均值；期末考試為理論課閉卷考試。

本課程采用“總評成績＝平時(shí)成績×30%＋實(shí)驗(yàn)成績×20%＋期末成績×50%”的標(biāo)準(zhǔn)。

4 建設(shè)成效

線上線下混合式教學(xué)模式促使學(xué)生將更多的時(shí)間和精力投入到學(xué)習(xí)上，部分學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)積極性有所提高。優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，注重實(shí)踐教學(xué)，切實(shí)提高了學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。越來越多的學(xué)生積極申報(bào)各類科研項(xiàng)目，每年均有多個(gè)項(xiàng)目獲得市級大創(chuàng)立項(xiàng)。

5 結(jié)語

本文針對現(xiàn)代通信原理課程的實(shí)際教學(xué)活動中存在的問題，從課程思政、教學(xué)內(nèi)容、線上線下混合式教學(xué)模式以及課程考評等幾個(gè)方面詳細(xì)闡述了課程教學(xué)創(chuàng)新的具體設(shè)計(jì)。通過課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐，驗(yàn)證了所采取的改革措施是可行且有效的。