《通信原理》课程的数字化教学改革探析

刘丽 郑秀萍 田文艳

【摘要】针对《通信原理》课程传统教学模式中的种种弊端，结合数字化教学的特点，提出了《通信原理》课程的数字化教学改革方案。通过建设完善的数字化教学资源库、提高教师信息素质等措施，充分调动并激发学生的学习兴趣和积极性，以达到提高《通信原理》课程教学效果的目的。

【关键词】通信原理 数字化教学 教学模式 资源建设

【基金项目】本文系2012校教改项目《通信专业基础课程群的建设与改革》（项目编号：201227）支持。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）02-0250-02

《通信原理》是通信工程、电子信息工程以及计算机等本科专业开设的一门重要的专业基础课程，也是众多高校通信与电子信息类专业硕士研究生入学考试或复试的必考科目之一[1]。课程的主要目标是为学生建立现代通信技术的基本框架，培养学生分析能力、创新能力和深入研究问题的能力，使学生能够在今后的学习工作中按其个性化需要解决所在特定专业工作岗位中可能面临的问题。因此，该课程在通信和电子信息类专业的教学计划中占有十分重要的地位。

然而，因为这一课程概念繁多且抽象、数学功底要求高、通信技术更新过快等特点致使诸多专业学生在学习过程中倍感吃力。因此，如何能够让繁杂的概念条理化，枯燥的推导有趣化，更新的技术简单化，已成为了《通信原理》授课教师多年来努力的目标。随着多媒体通信的快速发展，数字化教学在各大高校中蓬勃开展，本文针对《通信原理》课程传统教学模式中的种种弊端，结合数字化教学的特点，提出了《通信原理》课程数字化的教学模式，帮助学生轻松而扎实地学好这门课程。

1.传统《通信原理》教学模式

教师主动讲授，学生被动接受的“填鸭式”教学依然是现在大多数高校理论课程教学的主要模式。《通信原理》课程的教学通常由两部分组成，一部分为理论课，以教师讲授为主；另一部分为实验课，以学生动手为主，在实验室完成。然而，由于受实验条件限制，许多高校开设的实验大多是验证性实验，缺乏创新性，很难激发学生的兴趣。而以讲授为主的理论课程，也因以下种种原因很难取得好的教学效果。

（1）先修课程较多，使学生因基础不扎实而导致学习吃力。学习这门课程，需要先修高等数学、概率与数理统计、高频电子线路、信号与系统、随机过程[2]等课程，这些课程几乎涵盖了大学一、二年级所有的工科理论课程，任何课程设置上的不合理或某一课程理论基础的不牢固，都会给本门课程的学习来带一定的障碍。例如，“确知信号和随机信号”这两章内容，涉及多门先修课程的知识，对学生的数学功底要求非常高，因此，学生学习时会感到很吃力，老师也常常会需要大量的时间在数学推导上。

（2）概念繁杂、内容抽象，使学生觉得枯燥乏味[3]而失去对该课程学习的兴趣。“模拟调制系统”这一章中涉及的线性调制方式有AM、DSB、SSB、VSB 这4种，每一种调制方式又有各自的相干解调和非相干解调方法；而非线性调制涉及概念更加琐碎，什么是调频、调相、窄带调频、宽带调频、瞬时频偏、瞬时相偏等这些琐碎的概念使学生觉得杂乱、难记、枯燥从而失去学习的兴趣。

（3）通信新技术发展迅速，教材和实际脱节使学生觉得书本知识太过陈旧而失去学习的动力。比如，第三代移动通信的相关技术在很多教材当中依然被作为通信的发展前景被展望，然而现实中该技术已经成熟应用。这难免会使学生在学习过程中产生抵触情绪，认为书本上的知识太陈旧而失去学习的动力。

传统的教学模式过于重视知识的传授，忽略了学生在学习中的主体性，也忽略了对学生能力特别是创新能力的培养，只注重对学生的知识记忆储存，而不注重发展其综合素质和创新能力。因此，这一陈旧的教学模式既不利于培养学生的创造性思维、发散性思维、批判性思维，也不利于适应知识经济时代的“创新人才”的培养，不能适应新时期教育的需要。

2.数字化教学的特点

数字化教学融合计算机、通信、多媒体以及传统教学技术为一体，形成以数字形式发布的教学环境[4]。与传统的教学模式相比，数字化教学有着以下几方面的特点：

（1）数字化教学，打破了传统的以“黑板+课本”为主的枯燥的授课方式，以生动的教学资源为学生提供一个“鲜活”的教学平台，充分调动学生学习的积极性，使学生能够在一个轻松愉快的氛围中获得知识。

（2）数字化教学，打破了传统的“填鸭式”教学模式，学生在教学中能积极发挥其主动性，使教师能够更清楚地了解学生的学习情况，大大提高教学效果。

（3）数字化教学，打破了传统的“课堂授课”教学模式。传统的教学中，教师课堂授课，课余很难有时间给学生辅导。然而，数字化教学模式中，教师和学生可以通过互动平台进行交流，使学生学习效率大幅度提高，教师教学效果也能得以保证。

3.数字化《通信原理》教学模式

《通信原理》是一门理论性、综合性、实践性很强的学科。传统的教学模式很难取得好的教学效果，因此必须结合数字化教学的特点，逐步改革和探索《通信原理》课程的数字化教学模式，以提高教学质量。

3.1数字化教学资源的建设

3.1.1数字化教学资源的内容

数字化教学资源是指经过数字化处理或者经过再加工和制作的，可以在多媒体计算机或网络环境下运行的、能够展现相关知识节点内容的教学材料[5]。其涵盖的内容十分广泛：常包括多媒体课件库、多媒体教材库、网络课程库、虚拟实验库、试题库、习题库等方面（如图1所示）。

图1 通信原理数字化教学资源库框图

（1）多媒体课件库提供教师教学常用多媒体课件及电子教案，同时也可以提供一些具有参考价值的优秀课程课件或链接，为学生的学习提供一些辅助作用。多媒体课件是提高教学效果的重要途径，开发高质量的教学课件也是构建数字化教学资源的重要环节。因此，多媒体课件应该支持PowerPoint、Authorware、Director、Flash等多媒体开发平台，创建丰富的多种媒体元素，（如图片、动画，且配有相应的解说、音效等），从而改善教学媒体的表现力和交互性，促进课堂教学内容、教学方法、教学过程的全面优化，提高教学效果。

（2）多媒体教材库、视频资源库、网络课程库，利用开放的网络为学生收集丰富的学习资源，使学生利用这些资源实现课前预习、课后复习，充分提高学生自主学习的能力。

（3）虚拟实验库是基于Web技术和虚拟现实技术构建的开放式网络化实验教学系统。它为开设各种虚拟实验课程提供了全新的教学环境。由于受实验条件的限制，学生在学习过程中不可能独立完成课程内所有的实验，不利于学生对概念的理解。然而虚拟实验系统不受时间、地点的限制，只要有电脑和网络，学生就可以通过虚拟的实验平台自己动手配置、连接、调节和使用实验设备来完成所需的实验，这一环境的提供，可进一步促进学生学习的积极性，同时培养了学生的创新能力。

（4）题库可以分习题库和试题库两类。习题库主要是为学生提供课堂例题、课后习题以及详细的求解过程，方便学生课后复习；试题库则偏向于提供历年的考试题目、历年各高校的考研题目以及详细的求解过程，为准备考研的同学提供帮助。

通信原理资源库的建设中，尤为重要的是课件库和虚拟实验库的建设。教学课件的质量直接影响到授课的教学效果，生动的课件可以充分调动学生学习的积极性，使学生因兴趣而学，而不是为考试而学。虚拟实验平台的使用可以激发学生积极思考的主动性，使学生带着好奇心去动手实践，培养学生的创新能力。例如，通信原理课程中，眼图是通过用示波器观察接收端的基带信号波形，从而估计和调整系统性能的一种方式。传统的教学方式中，无法让学生直观的观察到眼图，教师授课的过程中也只能照本宣科地讲解概念。而在数字化教学模式中，教师可以通过flash等多媒体动画软件，模拟眼图的实验过程，让学生体验“眼见为实”的真切感。课余实践，学生们也可以通过虚拟实验库亲自动手，进一步加深对概念的理解。

3.1.2数字化教学资源建设的方法

数字化教学资源使用的主体是教师，教师通过这一资源的充分利用可提高学生的学习兴趣，激发学生的思考意识，培养学生的探究及创新能力。因此，数字化教学资源的建设应该遵循以下原则： （1）以学生的学习兴趣和需要为前提，结合课程知识、学生兴趣和前沿技术，系统地设计教学资源体系。

（2）数字化教学资源应该能够适用于不同层次的学生群体和不同的教学情境。

（3）数字化教学资源中呈现的教学内容要涵盖教学大纲的所有内容，配合教学的模拟实验、动画等都应符合科学的原理。

《通信原理》课程理论性强、知识点琐碎，因此建立该课程的数字化教学资源库的工作量巨大，教师无法独立完成这一工作，需要借助单独的资源开发部门协作完成。同时，学生作为数字化教学资源的受益者，也应参与到该课程的数字化教学资源建设中来，从自身出发，多提意见和建议，这样多方协作，建设全方位、立体化、开放性的课程教学数字化资源库[6]。具体建设的方法如下：

（1）平台的搭建。数字化教学资源平台，应该涵盖教学资源库的全部内容，因此，平台建设应遵守“共建共享、边建边用”原则，采用“总体规划，逐步实施；资源整合，合理投资；稳定可靠，扩展方便”的设计思路，逐步建设并完善教学平台。

（2）教学资源的整合。在数字化教学资源库的建设过程中，教师仅有的教学课件和电子教案资源是远远不足的，因此，要充分利用网络资源，在现有资源的基础上，按照资源平台的整体框架，补充、完善、整合通信原理的各种理论和实践教学资源，形成完善的教学资源库。同时，在试题库的资源建设中，要遵守“分层对待”的原则，以满足不同层次学生的学习要求。在资源整合的过程中要注意规范化、规划性和协调性。

（3）系统的调试。数字化资源建设初步完成后，需要教师在网络环境下试运行，同时，学生作为数字化资源的受益者，也应积极参与系统的调试运行，并提出意见和建议，以便教师能够不断改进和完善资源建设。

（4）资源的更新和维护。数字化教学资源的建设是一个循序渐进的过程，教师在使用该平台的过程中，需要根据实际教学状况及学生的建议对教学资源不断地改进和更新，这样才能极大的拓宽课程教学空间，最大化的发挥数字化教学资源的优势。

依托数字化教学资源平台，可以充分调动学生学习的积极性，鼓励学生勇于思考，积极交流，做到“敢想，敢说，敢实践”，从而大大改善学生的思维活动水平，提高学生的创新意识和能力。

3.2 培养教师的信息素质

教师信息素质的提高，有利于数字化教学资源的充分利用，是进一步提高“通信原理”课程教学质量的有力保证。

通信新技术发展迅速，因此教师应该紧跟通信技术更新的步伐，积极主动地学习最新的通信技术，将新技术与基础理论有机地结合在一起，并结合自己的教学实践，在教学中不断创新，以达到最好的教学效果。

3.3 培养学生主动学习的能力

完善的数字化教学资源可以为学生提供一个不受时间、地域限制的学习环境。而学生在传统的教学中早已习惯被动学习的模式，因此，教师要积极引导学生转变传统观念，充分利用现有的丰富资源，主动学习知识、运用知识，以提升自己地学习能力，提高自身综合素质。

4.结语

《通信原理》是通信、电子信息类专业非常重要的专业基础课程，该课程因其理论深、难度大、应用广、发展快等特点，教师在授课过程中，很难取得好的教学效果。因此，通过数字化教学资源的开发，教师授课过程中能灵活地运用数字化教学模式，充分调动学生学习的积极性，引导学生勤思考、勤提问、勤动手，从而提高学生的创新能力，以达到最好的教学效果。

参考文献：

[1]陈洁，成运，侯海良. 通信原理课堂教学初探[J]. 电脑知识与技术. 2012（1）： 231-232.

[2]朱向庆，曾辉，陈志雄. 通信原理课程教学改革的探索与实践[J]. 黑龙江教育（高教研究与评估）. 2011（1）： 86-87.

[3]梁平元，谭子尤，黄国盛，等. 《通信原理》教学中的主要问题及其对策[J]. 吉首大学学报：自然科学版. 2011（3）： 123-125.

[4]张松，赵广红，郑云宵. 基于自主学习的数字化教学研究[J]. 硅谷. 2010（5）： 183.

[5]丁世敏，胡武洪，封享华，等. 精品课程数字化教学资源建设的思考[J]. 中国西部科技. 2009， 8（1）： 76-77.

[6]王颖. 电子技术类课程数字化教学资源的建设研究[J]. 考试周刊. 2010（8）：145-146.

作者简介：

刘丽（1978-），女，宁夏吴忠人，讲师，主要从事通信工程专业课程的教学研究工作。