通信原理课程的研究型教学模式探索

梁彦　何雪云　张翠芳

摘 要：通信原理课程是高等院校通信、电子、信息类学科中重要的专业基础课程之一。基于通信原理课程理论性强的特点，对通信原理课程的研究型教学模式进行了探索和研究。提出在教学中引入科技前沿知识、采用基于Matlab的软件实验辅助教学以及进行启发式教学的三点思路，并应用于教学实践。实践表明，采用通信原理课程的研究型教学模式可以有效激发学生学习的主动性、改善教学效果，同时提高学生的创造性和分析、解决实际问题的能力。

关键词：通信原理 研究型教学模式 Matlab 启发式教学

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）09（a）-0128-02

Abstract：Communication principle is an important basic course for the majors in communication， electronics and information. According to the characteristic of the course of communication principle， the research- based teaching model of communication principle is investigated. The new idea is presented which introduces the advanced science and technology， the Matlab-based software experiment and the application of heuristic teaching into instruction of communication principle. The research- based teaching model stimulates the students initiative in study， improves the teaching effect， foster the students creative spirit and their ability to analyse and solve practical problems.

Key Words：Communication principle；The research- based teaching model；Matlab；Heuristic teaching

通信原理课程是高等院校通信、电子、信息类学科中重要的专业基础课程之一，是通信工程等专业的标志性课程，是电子信息学科的主干课程。随着信息社会的飞速发展，通信原理课程的重要性日益凸显。通信原理课程作为现代通信系统的理论基础，其教学质量直接决定着我国通信领域的人才培养质量，并间接影响我国通信产业在国际上的竞争力。通信原理课程对于本科学生创新能力的培养也起到重要作用。

通信原理课程以高等数学、概率论与数理统计、随机过程、线性代数为数学基础，涉及电路分析、信号与系统、随机信号分析等专业基础课的理论基础。通信原理课程具有理论性强、综合性强、包含较多理论分析和大量公式推导、直观性差的特点，这给学生学习本门课程带来了一定的难度。

目前通信原理课程的教学模式多以多媒体教学为主、黑板板书为辅。授课中以知识传授为主，“教”与“学”的双向活动过程较少。这种方式容易导致学生处于被动学习状态，进而产生畏难情绪，使学习兴趣下降。

为解决通信原理课程教学中存在的上述难题，我们针对通信原理课程进行了研究型教学模式的探索与研究。主要思路是，基于通信原理课程的特点，在课程教学中引入研究型教学模式，调动学生学习通信原理课程的积极性和主动性，引导学生自主学习，培养创新能力，实现理论与实际、基础知识和前沿技术、课堂教学和课外互动、知识教育和素质培养相结合的新模式。

1 通信原理课程研究型教学模式的探索内容

19世纪初，德国学者洪堡提出了“教学与科研相统一”的观点。之后，许多大学纷纷把科研引入教学，形成研究型教学模式。研究型教学模式是培养学生创新能力的重要手段，强调学生学会收集、分析、归纳、整理资料，学会处理信息，更加注重获取知识的过程，关注学习内容的丰富性和研究方法的多样性，强调学生对所学知识、技能的实际应用。

我们在通信原理课程的教学过程中，也进行了研究型教学模式的探索。我们以教师的研究型教学和学生的研究型学习相结合为平台，注重在教学过程中融合学科知识与研究方法，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，注重学生参与学习的过程和对所学知识的应用与实践。具体进行了以下几个方面的探索与实践。

1.1 将科技前沿知识引入教学

随着通信技术日新月异的发展，通信原理教材上的内容略显陈旧。在通信原理课程的教学过程中，如果仅讲授教材上的现有内容，将难以满足信息类专业本科生知识结构的需求。为将通信原理课程与通信技术的最新发展相联系，我们在进行通信原理课程教学的同时，始终密切关注通信领域的最新研究内容和前沿技术，并及时将一些新理论、新技术、新成果乃至学科最新发展热点引入通信原理的教学中。

一方面，在课堂教学中将教材上的内容与相关的最新研究成果相结合，引导学生对一些优秀的科研论文进行扩展阅读，了解科技前沿动态和产业界现状，并启发学生主动思考与讨论。这样既增强了学生对课程学习的兴趣，又让学生了解了最新的学科知识和发展动态，丰富了其学习后续课程所需的专业知识，也为学生的未来工作进行了知识储备。

另一方面，组织学生积极参与通信领域的学术活动。针对目前高校中学术活动多样化的特点，由教师选取内容基础性较强、易于学生理解的学术报告，推荐学生参加。同时组织学生参与在本校举办的国际学术会议等项学术交流活动。这大大激发了学生的学习兴趣，为他们今后从事科研工作打开了一扇可行的大门。

同时，引领部分优秀学生进入教师的课题组，接触教师的科研项目，通过参与科研活动进一步加深对通信知识的理解和领悟。鼓励本科生与研究生进行交流、讨论，从中了解从事科学研究所应具备的基本素质与能力。这不仅能弥补教材内容相对陈旧的不足，也有利于为高校培养优质研究生和科研后备力量。

1.2 采用基于Matlab仿真的软件实验辅助教学

包括南京邮电大学在内的一批国内高等院校为通信原理课程配备了硬件实验环节，为学生进行硬件实验、提高动手能力提供了有效的平台。但目前在通信原理课程中开设计算机仿真环节、进行软件实验的高校为数不多，通信原理课程在软件实验方面仍有较大的发展空间。

随着通信技术的迅猛发展，通信系统的功能越来越强大，结构也越来越复杂。与此同时，通信系统技术研究和产品开发的周期则越来越短。这得益于强大的计算机辅助分析设计技术和仿真工具的出现。计算机仿真技术是分析、研究复杂系统的重要工具。

在通信原理课程的理论及实验教学中，设立基于计算机仿真的软件实验环节不但可以更好地向学生阐释通信的基本原理，而且仿真图像的引入加深了学生的感性认识和理性理解。软件仿真实验能增强学生的编程能力和系统级设计能力，拓展学生的思路，有利于提高学生的创新能力和计算机水平，也将为学生日后的学习和工作奠定良好的基础。同时，软件实验无需复杂的硬件平台支持，只需采用普通计算机即可实现，便于开展和进一步推广。

在仿真软件的选择方面，我们充分考虑到Matlab作为一套功能强大的系统仿真软件，具有操作性强、易于上手、开放性强等优点。与此同时，我们借鉴了国外的一些优秀通信原理教材使用Matlab仿真软件辅助教学的宝贵经验。在此基础上，我们把 Matlab软件引入通信原理教学，开设基于 Matlab的软件实验，对教学起到了良好的辅助作用。

在软件实验的设计方面，我们通过 Matlab仿真将通信原理的验证性实验与设计性实验相结合。Matlab的 Simulink开放平台适合应用于通信系统的工作原理分析，它有助于学生避开繁复的计算和编程细节、专注于通信系统的系统级仿真。通过 simulink开放平台进行系统验证性实验，有利于学生通过实践建立起对通信原理的系统性认知。

同时，Matlab软件具有数值分析、矩阵运算、图形处理等诸多功能，其内部的通信、射频、滤波、信号处理和小波分析等工具箱提供了各种函数库、模块库可以直接调用。学生可以利用Matlab中的现有程序、各种函数库、模块库，加上部分自主编程和设计，进行通信原理课程的设计性实验。引导学生在设计性实验环节进行自主选题、自主设计，并鼓励学生积极参加学校及国家举办的各项大学生创新活动。这有效加深了学生对授课内容的理解，激发其学习通信原理课程的热情和积极性，既巩固了所学的理论知识，又提高了设计能力与创新能力。

1.3 通过启发式教学增强师生互动

我们针对通信原理课程教学中师生互动性不足的现状进行教学改革，实施启发式教学，增强师生互动，充分发挥学生作为学习主体的能动性。

首先，在教学思路上，重视对方法的分析与讲解。力图使学生领会分析、解决问题的方法，并在后续教学进程中带领学生运用所学方法解决实际问题。围绕知识点在相关工程问题中的实际应用，引导学生从理论联系到实际，增强学生对通信理论和专业知识的学习兴趣。

其次，在教学过程中，注重整体性、系统性。在每堂课的开始阶段通过提问方式引导学生回顾前一堂课程的内容。在各章节内容出现较强关联性时启发学生进行联系和比较、引申，在每章授课内容结束时引导学生梳理本章内容，画出内容主线与脉络图。在授课内容涉及到先修课程的基础知识时，要求学生提前复习先修课程内容，并在课堂上请学生进行概括性讲解。促进学生在学习过程中将单一的课程知识转变为灵活多样的学科知识，提高其自学能力。

再次，在提问环节中，多提开放性问题，鼓励学生发言、提问和课堂讨论。组织学生就某些与实践关联性较强的主题进行分组讨论，自主搜集材料、撰写整理PPT并上台汇报，从而促使学生主动思考、积极讨论，充分参与到教学中，改变学生被动的学习状态。由此激发学生的创造性，达到培养创新能力和提高教学效果的目的。

最后，在课余时间引导学生品读经典文献，了解通信发展史上的重要人物和里程碑式事件，引导学生加强对课程内容的理解和感悟，启发学生对通信原理课程的学习兴趣，同时提高其自学能力。

2 结语

对通信原理课程研究型教学模式的探索是一个长期的过程，应该蕴含在课程教学的整个进程中。从我们目前取得的初步成果来看，通信原理课程的研究型教学模式使得学生学习通信原理课程的兴趣有所提高，有利于培养学生的创造性，提高学生分析、解决问题的能力。这种研究型教学模式同样可以应用于其他学科的专业基础课程建设，具有一定的实际应用价值和推广价值。

参考文献

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