浅谈《通信原理》课程教学中全方位、全程育人

孙云山+张立毅+耿艳香+费腾

摘要：本文以《通信原理》课程为例，阐述了在课堂教学中实施全方位、全程育人，重点分析了结合课程教学，对学生团队精神、自学能力、实践能力、认知能力、科研创新能力、工程素养的培养以及辩证唯物主义和理想信念的教育，收到了春雨润物细无声的效果。

关键词：通信原理；课程教学；全方位育人；全程育人

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）51-0209-03

《通信原理》课程是通信工程专业的核心主干课程，也是通信类考研必考的课程之一[1]。主要讲授现代通信系统的基本原理、基本性能和基本分析方法，培养学生熟悉通信系统的基本构成，了解通信系统的技术指标及改善系统性能的一些基本技术措施，掌握模拟通信和数字通信系统信息传输的基本原理及分析方法[2]。

习近平总书记在全国思想政治工作会议上指出：“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面”，并强调“要用好课堂教学这个主渠道，……其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”。课程组结合多年的《通信原理》课程教学，认真落实习近平总书记的这一重要讲话精神。

一、全方位育人

教师的教学活动贯穿于学生学习生活的全过程，对学生的思想、观念和言行的影响是最直接和有效的。充分挖掘课程教学内容，创新教学方法，精心组织教学，可以对学生起到潜移默化的影响，收到春雨润物细无声的效果。

1.注重团队精神的培养。在《通信原理》课程教学中，实施了基于问题式（PBL）的教学模式，根据课程内容，设计了“抓住一个主线，理解两个指标，掌握三种调制，把握四个准则，设置N个问题”等课题，即抓住一个主线——抗干扰，理解两个指标——有效性和可靠性，掌握三种调制——幅度调制、频率调制和相位调制，把握四个准则——香农公式、奈奎斯特第一准则、奈奎斯特第二准则和奈奎斯特抽样定理，设置N个问题——每章提出30个问题覆盖核心内容。将PBL模式贯穿课程讲授的全过程。在授课前，将“一、两、三、四、N”介绍给学生，使学生对课程内容有所了解，学有目的，学有重点；在授课过程中，将其揉在课程内容中，使学生前后联想，融会贯通；在复习阶段，将学生分组进行研讨总结，通过分组讨论，不仅增强了学生的团队意识、协作精神，而且增强了对课程内容的理解掌握。

2.注重自学能力的培养。《通信原理》课程具有抽象概念多、数学推导多、逻辑性强、基础性强“两多两强”的特点，加之学时少，内容多，学生较难理解掌握。因此，课程组采取多种措施，编写助学资料，研制教学网站，以利于学生自學。首先，撰写了近40万字的《通信原理教案》，在2008年天津商业大学首届教学质量月活动中获得优秀教案一等奖。其次，随着新的数字载波调制技术的不断涌现，编写了近8万字的“新型数字调制技术”助学资料，纳入清华大学出版社出版的《移动通信原理与技术》（2009年1月出版）。第三，将《通信原理》第八章内容“数字信号的最佳接收”扩展，撰写成《信号检测与估计》一书，被评为“十一五”国家级规划教材和“十二五”天津市规划教材，已由清华大学出版社出版发行。第四，研制了《通信原理》教学网站，涵盖了教学资料、授课教案、电子课件、习题解答、助学资料、精品链接等等，同时利用BBS和电子邮件开展合作学习，实现网上交流，建立了通信原理课程讨论系统，学生可以在其中发言、讨论，也可以通过邮件系统与主讲教师以及其他同学进行非实时的信息通讯，从而更好地加深对问题的理解，提高学习效率，启发学生更积极的思维活动，引导学生自己发现和探索问题。该网站获得第十届全国多媒体课件大赛高教工科组二等奖。这些助学资料由学生自学，教师答疑辅导，不仅加深了对课程教学内容的理解掌握，而且培养了学生的自学能力。

3.注重实践能力的培养。《通信原理》是一门理论性与实践性都很强的专业基础课。各院校都十分重视《通信原理》课程实验的建设与发展。如我校通信工程专业作为天津市特色专业，目前拥有《通信原理》课程相关实验仪器设备400余台，其中通信原理实验箱40台，利用实验箱可以开展PCM编译码系统、模拟锁相环、差分BPSK相干解调系统、连续相位FSK传输系统、单路双工通信系统等硬件实验，巩固理论知识。尽管各高校在《通信原理》课程实验设置与投入方面都花费很大，但硬件实验存在着实验设备易损、实验结果不稳定等问题，如何让学生直观、便捷地了解《通信原理》的基础知识，实验的虚实结合是目前实践能力培养的重要手段。如通过MATLAB提供的相应工具箱完成《通信原理》所涉及到的相关内容的变换与仿真，观察一些硬件实验无法得到的中间过程，通过调整参数，达到最佳的实验效果。同时，作为传统实验的预习工作，也可大大避免真实实验中由于误操作带来的人身和仪器的伤害[3]。虚拟实验仿真平台允许学生自主地选择或组合实验环境，任何学生能在任何时间、任何地点选择实验内容、实验仪器设备、实验信息资料、实验同组合作人员等，以及取得实验结果的评估，并具有完全的自由度。此外，对于做了实验后没有掌握的实验过程或实验技术片断，学生可以自己多次重复。这样，学生始终处于实验教学的主导地位，真正掌握学习的主动权，大大增强了学习效果，提高了学生的实践动手能力。

4.注重认知能力的培养。在教学活动中，第一要务是提高学生认知世界、增长见识的能力。学生参与教学活动包括思维参与、情感参与和行为参与三方面，这样有助于启发学生认知世界。利用语言的描绘、文字的表述、图像的演示、动画的模拟、音乐的渲染等为学生创设了一种生动形象的教学气氛，激发学生认知世界和知识的兴趣，学生能以各种游戏、角色扮演等方式主动参与到教学中，领悟到所学内容主题的情感基调及基本内涵，做到情与理的统一。因此教师通过积极构建学生参与熏陶的教学气氛，通过模拟、表演、谈话等，使学生的思维、情感和行为融合起来。如通信系统的组成，可以利用动画软件制作“烽火戏诸侯”、“登月计划”等动画，真实的场景和形象的模拟给学生以强烈的视觉感受和心理刺激，让学生体会到通信系统的发展，借用模拟交换机、数字交换机、家用电话等图片描述模拟和数字通信系统，让学生直观形象地体会到系统之间的区别。教师在教学过程中要不断改进教学模式，从而提高学生认知世界、了解学习新技术的能力。

5.注重辩证思维能力的培养。通信系统的主要指标是有效性和可靠性，分别反映了信号传输的速度和质量问题。体现在模拟通信中就是带宽和信噪比，体现在数字通信中就是码元（信息）传输速率和误码（信）率。两个指标之间相互影响，相互制约，任何一项新技术均是两个指标和系统复杂度之间的平衡。如在模拟幅度调制中，DSB的带宽（为调制信号的最高频率），SSB的带宽，显而易见SSB的有效性优于DSB；但DSB的调制制度增益，而SSB的调制制度增益，SSB的可靠性劣優于DSB，且SSB的实现复杂度较大。因此，提出了残留边带幅度调制VSB，通过增加带宽降低了实现复杂度。再如在数字调制中，2ASK、2FSK和2PSK中，2PSK的带宽和误码率最小，但实现复杂度最高；2FSK虽然误码率优于2ASK，但带宽最宽。因此，提出了多进制数字调制，在系统带宽一定的条件下，多进制调制的信息传输速率高于二进制，即提高了频带利用率，有效性增加，但同时导致功率利用率下降，且随着进制数的增加，在信号空间中各信号点间的距离减小，相应的信号判决区域随之减小，当信号受到噪声和干扰的损害时，接收信号的错误概率也随之增加，导致可靠性降低。故又提出了振幅相位联合键控方式，既可以获得较好的功率利用率，设备组成也比较简单，是目前研究和应用较多的一种调制方式。

由此可见，《通信原理》课程内容中处处蕴含着辩证唯物主义思想，在传授知识的同时，对学生进行辩证唯物主义教育，使学生树立辩证唯物主义世界观和人生观，学会运用辩证唯物主义观点和方法理解和掌握通信技术，分析和解决实际问题，既有利于课程学习，也为学生成才奠定了基础。

6.注重理想信念的培养。在课程教学过程中，有意识地向学生介绍通信名人，如有线电报的发明人萨密尔·莫尔斯（Morse，Samuel Finley Breese）、经典电动力学的创始人詹姆斯·克拉克·麦克斯韦（James Clerk Maxwel）、电话的发明人亚历山大·格拉汉姆·贝尔（Alexander Graham Bell）、无线电报的发明人伽利尔摩·马可尼（Guglielmo Marchese Marconi）、信息论的创始人克劳德·艾尔伍德·香农（Claude Elwood Shannon）、电磁学之父迈克尔·法拉第（Michael Faraday）、光纤之父高锟（Charles K.Kao）等等。通过有针对性地介绍这些通信名人的卓越成就、成功经验，激发学生树立远大理想，以科学的态度、严谨的作风、辛勤的努力来实现人生价值。

二、全程育人

全程育人是指学生从入学到毕业的整个过程中，学校都要将思想教育贯穿始终，促进学生成长成才。在《通信原理》课程教学中，不仅在课堂教学中注重对学生的能力培养和素质教育，而且引深课程内容，将课程内容与大创项目、毕业设计相结合，继续提升学生的综合素质。

1.注重学习能力。学习能力就是学习的方法与技巧，学习到知识后，通过消化和思考，才能形成专业知识。《通信原理》作为一门专业基础课程，它既是通信工程的技术基础，也是学生从事工程实践的理论基础。通信技术日新月异，如果没有良好的学习能力，将无法适应新技术的要求。如香农定理是通信原理的重要定理，给出了信道信息传送速率的上限和信道信噪比及带宽的关系。利用香农定理对新通信系统进行分析，如对于4G系统，利用香农进行分析，要在5MHz的带宽上传输20Mb/s的数据，则所需要的SNR为12dB。可见对于4G系统，由于速率很高，对接收机的性能要求也要高得多。

2.注重创新能力。随着通信技术的飞速发展，各种新的调制技术、编码技术、均衡技术不断涌现。课程组除在课程讲授时注意介绍信理论、新技术、新方法外，还注意将课程内容引深为研究课题（包括大学生训练计划项目、大学生创新创业计划项目），旨在培养学生的科研创新能力。如先后设计了“神经网络在自适应均衡技术中的应用研究”、“数字通信信号调制方式的识别与仿真”、“模拟通信信号调制方式的识别与仿真”等研究课题，学生在温习课程讲授原理的基础上，通过查阅资料、设计算法、计算机仿真等，完成了研究内容，得到了科研训练。

3.注重工程能力。工程素养是指使学生能独立思考各种工程问题，抓住复杂多变的实际问题的主要矛盾，具备工程简化能力，建立合理、经济、简便地解决实际工程的能力以及结合实践自我学习、自我完善的能力，使其成为合格的高级工程技术人员。

4.注重拓展能力。拓展能力是指教育教学过程中，学生学习内容、学习形式、学习方法的扩容增加和优化发展，是对学生学习的全方位的促进，这是教学创新的需要，是素质教育的重要内容。作为信息产业，知识不断更新，学生要注重培养拓展能力，对原有知识的延伸或对原有知识进行补充、强化、巩固。

三、结束语

课堂教学作为教师向学生传授知识的主渠道，也是进行人才培养最直接、最重要的环节。因此，教师要认真领会课程内容，精心挖掘课程中蕴含的哲学思想，在向学生传授知识的同时，充分利用课堂教学过程中育人的实效性，对学生进行思想教育渗透，这样可以大大提高育人效果，实现全程、全方位育人。

参考文献：

[1]严红丽，程学彩.《通信原理》课程教学改革与探索[J].赤峰学院学报（自然科学版），2016，32（1）：263-264.

[2]张立毅，孙云山，刘婷.科学发展观指导下的通信原理课程教学[J].高等理科教育，2011，（4）：126-128.

[3]孙云山，张立毅，耿艳香，等.《通信原理》虚拟实验仿真系统研究[J].实验室科学，2010，13（6）：101-103.

Abstract：Using the course of "principles of communication " as an example，this article discusses course teaching of all-round education of all students. And it also focuses on the cultivation of students' team spirit，self-learning ability，practical ability，cognitive ability，research and creative ability or engineering quality，education of dialectical materialism and ideas and beliefs，eventually students benefits from it unconsciously .

Key words：communication principle；course teaching；overall education；whole-process education