基于多元智能理论的通信原理实验教学改革研究

王晓玲，胡剑凌

（苏州大学电子信息学院，江苏苏州215000）

基于多元智能理论的通信原理实验教学改革研究

王晓玲，胡剑凌

（苏州大学电子信息学院，江苏苏州215000）

【摘要】传统通信原理实验教学采用单一的实验箱平台进行验证性实验，其方法简单、时空受限，存在学生不感兴趣、教师不重视、思维线性的问题。为此，苏州大学电子信息学院通信原理教学团队尝试将多元智能理论应用到该学科实验教学中，遵循学生的认知规律，设计了实验课程层进式多元教学体系，实验课程包含基础验证性实验、仿真设计性实验和综合研究性实验，将课堂实验延伸到毕业设计和课外科技实践活动中。实践表明，实验教学改革在提高教学质量、促进学科建设、培养学生创新能力和发展学生多元智能等方面效果显著，值得借鉴。

【关键词】多元智能理论；通信原理实验；多元教学模式；教学改革

通信原理课程是电子信息和通信工程专业的核心专业课，是工程数学、电子电路、高频电路、数字信号处理、信号与信息系统等课程在通信领域的综合运用；该课程涵盖内容广、概念抽象、理论性强、数学要求高，很大程度上增加了教师教学和学生学习的难度，如何通过优秀的课程设计和适合的教学模式改善该课程的教学效果是亟待解决的问题[1]-[2]。近年来，苏州大学通信原理课程团队依托学校“计算机与信息技术国家级实验教学示范中心”的优质资源，借助美国著名心理学家霍华德·加德纳的多元智能理论进行多元实验教学改革。在加德纳看来：智能是一种处理信息的生理心理潜能，这种潜能在某种文化环境下,会被引发去解决问题或是创作该文化所重视的作品；人的智能包括言语—语言智能、逻辑—数理智能、视觉—空间智能、身体—运动智能、音乐—节奏智能、交往—人际关系智能、自知—自我意识智能、自然观察智能共八种[3]；每一个智力正常的人都拥有多元智能，它们在不同环境和条件下以不同方式、不同程度地有

机组合在一起，从而每个人的智能都各具特色，每个人的多元智能既彼此独立又相互作用，每项智能都能得以提升和发展。多元智能理论为通信原理实验教学设计提供新的理论依据，启发课程团队进行基于多元智能理论的实验教学改革探索。实践表明，教学改革在提高教学水平、促进学科建设、培养学生创新能力和发展学生多元智能等方面效果显著，值得借鉴。

1　通信原理实验教学问题分析

在通信原理实验教学中，研究型高校通常具有较强的科研实力，教师容易形成思维定势，注重培养学生扎实的理论基础，偏重复杂的数学推导和抽象的理论分析，而忽视通过实验教学环节培养学生的实践能力和创新能力，致使教师研究能力与学生学习能力之间出现断层，不利于学生多元智能的发展。主要表现为如下几个方面：

1.1实验平台单一，时间空间受限

目前，大部分高校通信原理实验教学在课堂中采用实验箱进行验证性实验。实验箱存在费用高、易损坏、难维护、数量有限、场地固定等局限，通常会出现“一个人做，多个人看”的现象，课上时间尚不能得到充分利用，学生更不具备在课外时间进行实验的条件，同时还会助长一些学生放松对自己的要求，滋生“等靠”的不良思想，所以实验箱验证性实验无法为学生提供一个宽松、自由的实验研究条件。

1.2实验要求统一，形成线性思维

自然科学的思维方式是非线性的，然而，在很多理工科高校中形成了以线性思维为主导的教育模式。一个班级的所有学生按照同一本指导书的实验目标、实验内容和实验步骤，在同一时间采用相同的实验设备获取确定的实验结果，按照统一尺度要求学生往往忽视了学生个体能力、兴趣的差异，埋没了学生的兴趣爱好、天赋才能，不能体现因材施教的教学思想，制约着学生多元智能的均衡发展。

1.3实验方法简单，制约学生探究

在实验箱验证性实验中，学生只需要对某些观测点进行简单的接线操作然后获取固定的实验结果，简单的实验方法降低了学生主动学习的兴趣，剥夺了学生独立思考的机会，学生往往无法自主探究，另外，实验箱验证性不能建立通信系统实际环境，很难涉及系统设计和性能改善的问题，因此不利于学生实践能力和创新精神的培养。

1.4师生认识模糊，精力投入不够

由于传统实验平台简单，有些教师和学生认为通信原理实验课程无足轻重，不愿在实验教学中投入时间和精力，忽视了实验教学在人才培养中不可或缺的作用。割裂了理论学习和实验实践的有机结合，未能把实验教学在激发学习兴趣、巩固知识理解、培养实践创新能力等方面的积极作用充分发挥出来[4]。

2　通信原理实验课程层进式多元教学设计

按照传统观点，智能是以语言能力、数据能力和逻辑能力为核心的以整合的方式存在的一种能力，对比发现，多元智能理论对传统智能理论有了较大突破，智能不再是可以用同一标准来衡量的某种不变的物质，而是随着社会的发展有所不同的能力。显而易见，传统的通信原理实验教学模式不符合多元智能理论的思想，学生的多元智能不能得到充分发挥、个性不能得到充分展示。多元智能理论为教学改革提供了新的理论依据[4]，启发我们在教学中不仅要实现向学生传授专业知识，还要培养学生综合素质和创新能力，促进学生多元智能得到发展[5]，本文探索实践了通信原理实验课程层进式多元教学模式。

2.1多元教学设计思路

多元教学设计要求教师在课程设计中体现多元的教学目标、教学环境、教学内容、教学方法和评价考核，设计思路如图1所示。

图1　多元教学设计思路

1）促进学生智能均衡发展是多元教学设计目标。承认学生的智能差异，面对实验教学现状，探索多元教学模式来促进学生智能均衡发展是当前通信原理实验课程教学中亟待完成的迫切任务。每个学生都有其独特的智能特征，由此形成不同的学习兴趣、思考方式和解决问题的能力，教学过程中要承认学生这些智能差异，使每个学生的智能结构得到充分的认识，注重鉴别和培养学生的智能专长，以优势智能带动弱势智能，为学生发展多方面的智能提供可能，使不同的智能运用能够相互影响，从而促进学生智能的均衡发展。

2）创设多元教学环境是多元教学设计的前提条件。每个人的多元智能是在不同环境和教育条件下以不同方式、不同程度地有机组合在一起的，因此创设多元教学环境能为学生提供启发其运用多种智能的素材，是实施多元教学模式的必要条件，有利于全面开发每个学生的多元智能。在多元教学模式下充分利用各种教学资源，引导学生全面发展多种智能，不断培养学生的知识理解、信息获取、实践创新、设计研究等多方面的能力。

3）设计多元教学内容是多元教学设计的关键环节。设计跨越不同学科和智能领域的多元化教学内容充分尊重学生的个体差异，遵循人的普遍认知规律和实验教学规律，从基础验证到仿真设计再到综合开

发，分层分级，循序渐进，这就符合加德纳所认为“如果能提供多个切入点和通向实现它的途径,就能增加个体在多种领域内获得理解并融会贯通能力的可能性”[3]。多元智能理论指导下的教学内容是不同智能领域的表现形式，灵活多变，不受局限，范围扩大。

4）多元的教学方法是实现多元教学实现的重要途径。每个人都有多种智力潜能,关键在于如何设计相应的教学方法开发这些潜能。不拘泥于单一的教学方法，创设有利于多种智能发展的学习途径,选取任务驱动法、分层教学法、问题引导法、分组讨论法、成就激励法等多种方法，使每位学生的潜能都能得以充分发展。

5）多元评价方式是多元教学设计的必要举措。为全面评价考核学生的智能发展，评价方式不能单纯以传统的语言、数据和逻辑智能的评价手段进行考核，为使评价趋于科学、客观、公正，需要多元化评价标准。一方面要考查学生对基本知识的掌握程度，另外一方面又要考查学生运用知识分析问题和解决实际问题的能力，可以将将职业素质、学习态度、组织纪律、实践能力和团队精神等方面纳入考核范畴，让学生在潜移默化中培养职业素养，提升职业能力。

2.2层进式多元教学体系

结合研究型高校通信原理实验课程教学现状，以教学内容为切入点进行层进式多元教学体系设计，总体设计如图2所示。

图2　层进式多元教学体系

图3　AM调幅通信系统仿真图及已调信号频谱

1）基础验证性实验。为了有效巩固和提高学生对单个知识点的掌握，保留传统的采用实验箱开展的验证性实验，采用南京浒亭电子有限公司开发研制的“HT1-4型通信原理”实验箱和示波器，课内实验项目可以考虑安排如下三个实验：“抽样定理及其应用实验”加深学生对抽样定理和PAM技术的理解，“ASK/FSK调制解调实验”可以加强学生对ASK/FSK调制系统及性能的感性认识，“眼图观察测量实验”使学生学会观察眼图及利用眼图估计和改善系统性能的方法。根据学生实验过程中观测结果、问题分析和实验后提交的实验报告进行考核。提高验证性实验和理论教学的同步性，安排理论课和相关实验课交叉进行，这样可以使理论、实践有机结合、互相促进。基础验证性实验可以提高学生对相关概念的感性认识，巩固学生对理论知识的掌握理解，发展学生语言、空间、观察等智能。

2）仿真设计性实验。为了培养学生综合把握和运用课程知识的能力，培养学生实践能力和团队协作能力，在电子信息学科的教学中引入计算机仿真技术，利用Matlab的交互式动态仿真平台Simulink进行通信系统仿真设计性实验。仿真设计性实验可以借鉴项目式教学法[6]的理念，由主讲教师以分组任务形式布置，给出系统设计要完成的各项指标，要求学生自己设计实验方案并进行参数设计，最后完成总体调试。可以考虑安排如下项目：“模拟调制系统仿真设计”可以克服现有实验箱没有关于模拟调制系统实验的不足，可以通过模拟调制系统数字化实现的方式完成AM/DSB通信系统的仿真设计，通过系统设计使学生加强通信系统模型中的信源、调制、信道、解调和信宿等部分的理解，同时能够将理论分析应用到解决实际问题上，充分尊重学生智能差异，可以引导部分学生进一步完成对频谱搬移、抗噪声等性能指标的分析，AM调幅通信系统仿真如图3所示。“ASK/FSK系统仿真设计”在基础验证性实验的直观感受的基础上，根据理论系统进行仿真设计进一步加强学生对

ASK/FSK调制原理的理解，将理论和与实际紧密结合。根据实际情况还可以考虑选做“数字基带通信系统仿真设计”等仿真实验。仿真设计性实验根据学生系统设计、团队合作和系统报告进行考核，不仅可以进一步巩固理论知识，还可以帮助学生建立通信系统的整体概念，有利于发展学生语言、数理、运动、人际关系、自我意识和观察等多种智能。

3）综合研究性实验。为了培养学生综合运用学科知识的能力，综合研究性实验需要学生将通信的各个环节进行组合，自主构造通信系统，使学生具备在计算机仿真基础上完成实验电路板制作和调试的能力。研究型实验是以项目的形式开展实验课题，使学生不断掌握通信领域的前沿技术和最新研究动态，并在设计型实验的基础上对系统性能进行改善研究。综合研究性实验可以考虑安排“ASK/FSK系统设计—电路实现”和“PCM、HDB3传输系统实验”。选取电子元器件完成电路设计和电路板焊接调试工作，此类实验可以延伸到课外其他教学环境，如作为学生的毕业设计题目，或者作为参加各级各类电子竞赛的培育项目，图4为学生在课外完成的FSK系统电路设计和示波器观察到的解调信号。

图4　FSK系统电路设计及解调信号

综合研究性实验可以鼓励部分研究能力较强自我要求比较高的学生参与，研究内容可以源于科研项目、社会实践，如“模拟通信系统的性能分析与改善”在前期仿真系统设计的基础上，进一步对频谱搬移、门限值、抗噪声等性能指标进行分析，经过研究和设计实现性能指标的改善。相对验证性、设计性实验而言综合研究性实验在工作量和难度方面有所增加，是多门课程在通信中的综合应用。综合研究性实验能够不断满足当今社会对复合型、创新型高级人才的迫切需求，是对实验教学、科研项目、毕业设计、社会实践等环节的统一，从而培养学生创新能力和科学研究能力，全方位发展学生所具备的多种智能。

3　效果分析

在生源水平相当、无显著差异的本校2010级和2011级通信专业学生作为研究样本，前者为教学改革前的参照组，后者为教学改革的实施组，多元教学模式成效如下：

1）有利于提高课堂教学效率。在通信原理课程实验中探索多元教学模式，能够把抽象的理论知识具体化，激发学生学习兴趣吸引学生注意力，学生在主动获取知识的过程中对于知识的理解深刻，记忆时间持久，教师在同样的教学时间内传授学生更多的专业知识。教师教得高兴，学生学得轻松，师生互动良好，教学效率明显提高。

2）提高学生考试成绩。对实验组进行多元教学模式探索，与参照组进行对比，在考试环境、内容相当的情况下，期中考试和期末考试的成绩如表1所示。根据显著性(假设)检验理论采用SPSS软件对样本数据进行分析表明实验组和参照组差异显著，并且对比实验组和参照组数据发现期末考试比在期中考试的成绩提高的程度大，说明实验多元教学模式实施时间越长对教学效果改善越显著。

表1　多元教学实施效果数据表

3）促进学生参加课外学术活动。通信原理实验多元教学模式能够尊重学生的智能差异，体现多元智能理论的思想，遵循学生的认知规律，促进学生积极主动将课余时间投入到科研项目、社会实践、技能竞赛等通信领域的学术活动中。我院通信相关专业2011级学生积极参加全国大学生电子设计竞赛、“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛、“挑战杯”中国大学生创业计划大赛、全国电子专业人才设计与技能大赛、江苏省大学生电子设计竞赛、苏州市“AMD”杯电子设计竞赛等各级各类竞赛，近两年取得国家级一等奖1名，二等奖1名，三等奖10名，省级一等奖17

名，二等奖17名的优异成绩，学生的综合能力和多元智能得到不断提升和发展。

4　结束语

充分利用苏州大学“计算机与信息技术国家级实验教学示范中心”的优质资源，将多元智能理论应用到通信原理实验教学中，进行层进式多元教学体系设计，不仅包含巩固理论知识的基础验证性实验、培养通信技能的仿真设计性实验，还有培养复合型、创新型高级人才的综合研究性实验。多元教学模式一方面避免了传统实验教学的弊端，引入计算机仿真技术，增强了实验的多样性，扩大了实验范围；另外一方面全方位发展学生多方面的智能，实现了实践教学与创新能力培养的相互促进。经过基于多元智能理论的通信原理实验教学改革在提高教学水平、促进学科建设、培养学生创新能力和发展学生多元智能等方面效果显著。

【参考文献】

[1]夏江涛,孙冬娇.Matlab在现代通信原理课程中的应用[J].实验技术与管理，2014(1):110-113．

[2]卜永波,罗小玲,陈一.通信原理课程双语教学的探索与实践[J].内蒙古师范大学学报，2014(7):129-131．

[3]霍华德·加德纳.智力的结构[M].北京:新华出版社，1999.

[4]何敏.浅析多元智能理论视阈下教学观念的转变[J].教育探索，2011(3):30-31．

[5]孙腊珍,张增明.以培养学生能力为核心,建立多层次实验课程体系和多元化教学模式[J].实验技术与管理，2012(4): 1-2．

[6]王晓玲,凌云.项目式教学法在信息技术教学中的应用[J].苏州市职业大学学报，2009(6):77-79．

Communication principle practical instruction reformation based on the theory of multiple intelligences

WANG Xiao-ling, HU Jian-ling
(School of Electronic and Information Engineering, Soochow University, Suzhou, Jiangsu, China 215000)

Abstract：Communication principle practical instruction traditionally is carried on validation experiments using single platform experiment box, and the method is simple and the space is limited. In order to overcome the shortcomings, the theory of Multiple Intelligences (MI) is introduced to the communication principle practical instruction, and diverse instructional strategies are explored. On the basis of traditional experiments, it increases computer simulation experiments and comprehensive circuit design experiments, and extends the classroom instruction to graduation project and extracurricular technology activities. The instruction reformation can improve the instruction effects, promote subject construction, cultivate student innovation ability and develop student multiple intelligences. It can provide reference for the related courses.

Keywords：theory of multiple intelligences; communication principle experiment; multiple teaching mode; teaching reform

[作者简介]王晓玲（1981-），女，满族，河北唐山人，苏州大学电子信息学院讲师，硕士研究生，在读博士，研究方向：计算机通信技术、光网络通信。

[基金项目]计算机与信息技术国家级实验教学示范中心开放性实验教学项目（编号：5731518314）；苏州大学高等教育教改研究课题（编号：5731519915）；2015年TI-教育部产学合作专业综合改革项目。

[收稿日期]2015-10-08

【中图分类号】G712

【文献标识码】A

【文章编号】2095-7661（2015）04-0147-05

【doi:10.3969/j.issn.2095-7661.2015.04.040】