通信原理课程“多方位”教学改革

邵金侠

（湖南科技学院 计算机与通信工程系，湖南 永州 425199）

1 引 言

《通信原理》是通信等信息专业类课程体系中重要的基础理论课程，完成了从个体功能到整体系统的重要过渡，对培养学生通信理论分析与综合应用能力有着非常重要的作用，所以该课程教学成功与否直接关系到专业教学的成败，所以本课程教学不仅需要整体把握课程发展现状，同时还要对学生学习情况跟踪摸底。所以本文主要结合《通信原理》课程特点，根据本校学生实际情况，对《通信原理》理论教学进行“全方位”教学改革与实践。

2 课程特点与教学现状

通信原理最基本的课程特点：内容丰富，概念抽象，原理复杂，理论较强，数学基础要求较高。为了及时并广泛了解本课程相关信息，作者于每学期课程完成之后，都会对部分学生进行追踪回访，反馈信息如下：传统的“黑板+ 粉笔”的单一理论教学模式，节奏慢、信息量少，全然无法满足现代教学的需要。“有限的课时、无限的信息”，无法帮助学生建立相对完整的知识体系，各科课程获取的知识是散的，单一的理论教学很难将它们联系起来，所以，大多学生经过四年本科学习，对专业课程体系结构依然模糊，课程之间的相互关联不清晰，直到毕业都找不到学习、努力的方向，所以要想完成知识体系的不断更新，紧跟专业方向，必须采取合理有效的教学改革措施实施有效教学。

我们也对即将开设通信原理课程的部分同学进行简单的问卷调查，问卷如下：

①你了解通信原理在通信专业课程体系中的位置和作用吗？ 了解 不了解

②从专业角度来讲，是否认为通信原理课程很重要？ 是 否

③有没有信心学好通信原理？ 有 没有

④你的数学基础怎么样，对于数学推导有没有信心？ 有 没有

⑤信号与系统专业课的作业能否独立完成？ 能 不能

⑥你希望课堂上有动画演示基本理论吗？ 希望 无所谓

⑦你希望掌握MATLAB等基本通信仿真工具吗？ 希望 无所谓

⑧如果本课程设置一个课外学习小组，你有兴趣尝试吗？ 有 没有

⑨你希望本课程有录音或录像文件可供课后参考吗？ 希望 无所谓

通过调查、统计、交流和访谈，最终证明，被冠以“抱怨”、“偷懒”的当今学生并不是没有学习的激情和兴致，只是知识的爆炸性增长和信息的多元化给他们的学习带来了重重阻碍。好好学习，大部分同学都有意愿这样做，可是学什么，怎样学，需要我们帮助他们寻找出路。有限的课堂教学很显然无法做到这一点，这就需要我们必须将课堂教学延伸到学生的课外时间来，帮助学生愿意学习，能把学习当成大学生活中最重要的事情，而不是上课行尸走肉，下课抄作业，考前搞突击，让学生能够在学习中找到自己，在学习中提升自己。

3 课程教学改革

一 教学理念改革

为了提升教学效果，满足现代教学的需求，需要利用多媒体等优化教学手段。鉴于通信原理内容丰富，概念抽象，原理复杂，理论较强，数学基础要求较高的特点，分别从教学理念、教学内容、教学形式、实践教学和考试等方面进行改革，并针对不同的教学内容，分别在图、文、声、像等方面为学生提供直观感受，可让学生在短时间内接受大量的信息，实施“多方位”改革方案。

首先通信专业课程相互关联，课程知识界限模糊，很多知识点往往会在多门学科中被重复介绍，所以作为授课教师应当首先熟悉课程群，进而做到完善教学链；其次“卓越工程师教育培养计划”旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，所以课程教学改革方向就是要走出理论教学，做到理论联系实际，培养学生的实践动手能力，因此教学实践以课程设计为突破口，服务于毕业设计；另外对于通信原理系统介绍、概念阐述等内容采取交互式教学，避免枯燥理论乏味讲解，活跃课堂气氛；最后对于通信系统数学描述和分析、调制/解调、编码/译码等内容借助于PPT、图片、动画、录像等进行多维立体教学演示和验证。

二 教学内容改革

通信原理内容丰富，知识点较多，所以应当结合本校专业特点和学生的实际情况，对于一些重复的知识点，只要进行大纲式的概要即可，不需要重复讲解，合理选取教学内容，教学内容改革如下：

以数字通信系统为主，辅助介绍模拟通信系统。随着移动通信、广播电视等走向数字化，数字通信终将逐步取代模拟通信，占据统治地位，考虑到通信系统中原始信号多以模拟信号（语音信号等）为主，需要学习模拟信号的数字化手段，所以实际教学中以数字通信原理的介绍为主，辅助介绍模拟通信。如此以来既能掌握完整、系统的通信系统，又能使学生了解通信原理螺旋式的发展历程。

抓住“有效性”和“可靠性”这两条主线。有效性和可靠性是评价通信系统的两大主要指标，是一对矛盾的统一体，因此通常需要根据实际要求有所侧重，互相兼顾达到矛盾的统一。如在满足一定可靠性指标下，尽量提高消息的传输速率；或者，在满足一定有效性指标下，尽量提高消息的传输质量。所以对于任何一种通信系统的学习都需要首先学会分析有效性和可靠性，达到最终能让学生熟练掌握分析通信系统性能的基本思路。

适当引入新型通信技术。随着移动通信、卫星通信和计算机通信技术的飞速发展和广泛应用，新的数字通信技术也不断涌现，如无线局域网、短距离无线通信技术都已经与人们的生活息息相关，所以实际教学中应不断引入新的通信技术，帮助学生更新理论知识系统。帮助学生提高完成更新知识的能力。

三 教学方法与手段改革

为提高通信原理课程的教学质量，改善教学效果，从各方面增强学生在通信方面的综合素养，坚决摈弃“满堂灌、一言堂”的传统教学方法。《通信原理》理论教学主要以课堂讲授+多媒体课件+动画演示为主。教学有法，教无定法，实施教学，定要得法。为了有效提升课堂教学质量，需要通过“多方位”教学改革。

对于新概念、新问题采用设疑、启发，引导学生同步思维，实施交互式教学；对于通信系统的数学描述，配合多媒体课件分步推导演示，既可保证数学分析的严谨性，又能弱化具体推导过程，通过这种方式，可有效防止学生陷入盲目的公式推导，且能使学生能够充分明白数学是解决通信工程中具体问题的工具；对于原理框图、时域波形和频谱分析等采用多媒体课件+动画演示进行，部分重点章节，通过通信原理教学系统软件分步演示观察，基础较好的同学邀请参与通信原理教学系统设计；对于通信系统“有效性”和“可靠性”性能的推导及分析部分，鉴于此部分理论性较强，且数学基础要求过高，所以可通过分类、比较学习；对于通信原理中的一些重要结论性内容多采用课堂讨论、归纳总结法进行教学；最后要求学生做到温故而知新，对于知识的巩固，多采用习题、作业和实验等手段。

表1 白噪声“多方位”教学方法示例

注：多媒体动画演示白噪声，重点突出白噪声中的“白”特点的理解，时域能量均匀分布，类似于自然界的白光。

表2 基带传输“多方位”教学方法示例

对动手能力强的学生而言，常规的课堂教学内容常常满足不了需求，若能组织他们参加实战项目，可促进教学质量的提高，开拓师生的视野，同时锻炼学生的实战能力。任务驱动教学方法通过在班上组建任务组，利用MATLAB+GUІ开发通信原理教学系统（见图1），对于通信原理中重要的数字（模拟）调制/解调、模拟信号数字化和编码/译码等章节重点操作。任务组组员的初选由教师通过选拔确定，设计任务在学期初布置下去，并进行具体的任务分工，系统设计开发分段进行，这样组员学生在后期课堂中就会努力汲取课堂知识，同时还鞭策组员自修MATLAB软件操作和界面设计等，提升自身技能。系统设计完成时限参考理论课进度，由任课教师定期跟踪、审查，若不合格，退出课题组，选拔新成员加入。最终能按要求完成任务的可以根据完成情况与课程考核挂钩，平时成绩可按满分认定。通过软件开发即能帮助学生消化吸收枯燥理论知识，增强自信心，又能学以致用，发挥团队合作和示范作用，同时还能为以后的通信原理教学提供方便。

四 实践教学改革

实践教学是实现卓越工程师计划的最根本的保证，通信原理实践教学主要通过通信原理实验、开放实验、通信原理课程设计等形式完成，帮助学生利用学到的理论知识完成一些简单的项目，做到学以致用。

根据通信原理实验教学大纲，同时结合系部实验条件，合理筛选基础实验项目完成通信原理核心章节的基础核心理论的验证，以帮助学生理解、消化和吸收相关理论。最后实验项目的开设时间安排，验证和基础实验项目是对理论课有效巩固和补充，时间应该和理论课同步，对于综合和设计性的实验项目需要等课程技术之后，安排在最后以起到最佳的实验效果。通信原理基本实验和开放实验安排见下表3和表4。

图1 通信原理教学系统设计基本功能图

表3 通信原理基本实验

表4 通信原理开放性实验

通信原理课程设计每组3-5人，原则上自由组合，对基础稍差的学生可考虑分流分散到各小组，实施小组“帮扶”，建议学生从给定题目中选择，小组也可自由选择题目，但确定前需要进行简单的答辩，以确保课程设计的顺利完成。

五 考试改革

考试是学生学习的指挥棒，为让学生平时能够多投入精力学习，要适当提高平时成绩与实验成绩的比例。课程成绩认定加大平时成绩比例，对在参加课程设计、开放实验室项目的学生，能够提交关于通信原理相关作品，在期末总评成绩中都给予适当奖励性加分。这样，能够鼓励更多学生提高自己的动手能力，以达到培养应用型、能力型、素质型和创新型人才的目的。实验成绩，根据每次实验完成情况确定，总成绩为每次实验成绩累加值。平时表现较好者，可集中完成所有实验；实验中小分组若能充分发挥团队精神、人人参与，合作完成实验项目者，本次实验考核可计满分，如此可以端正实验分组完成过程中部分同学消极怠工的情绪。以成绩为杠杆带动学生培养创新能力和实践动手能力。

以实现卓越工程师计划为导向，以培养学生的基本专业技能为主线，针对学校专业发展特点和学生学习现状，建立“多方位”的教学改革模式，通过熟悉“课程群”，进而完善“教学链”，不断整合优化教学内容，丰富教学手段，改进教学方法，建立教学资源库，改革课程考核体系，最终做到帮助学生完成知识不断更新的目的。?

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