“信息处理与通信理论”课程群的改革与建设探讨

张梅 罗桂兰 奎丽萍 冯立波

摘 要：“信息处理与通信理论”课程群是大理大学通信工程专业的核心课程群。为了提高群内课程的教学效果，培养具有较好的信息处理及通信理论应用能力和较强综合素质的通信工程专业人才，并提升教师教学理论水平和实践能力，文章针对群内课程特点及课程教学中存在的一些问题，结合大理大学实际情况，对信息处理与通信理论课程群的教学内容、教师队伍、教学方法、教学手段、实践教学环节等五个方面的改革建设进行了探讨，为进一步促进信息处理与通信理论课程群的改革建设和实践提供了经验。

关键词：信息处理；通信理论；课程群建设

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2019）02-0125-03

Abstract： The curriculum group of information processing and communication theory is the core curriculum group of communication engineering specialty of Dali University. In order to improve the teaching effect of intra-group courses， to train communication engineering professionals with better information processing and communication theory application ability and comprehensive quality， and to enhance teachers' teaching theory and practice ability， the reform and construction of the "information processing and communication systems theory" curriculum group has been discussed in this paper. In view of the characteristics of the courses in the group and the problems in the teaching of the courses and the actual situation of Dali University， the reform and construction of five aspects of the course group of information processing and communication theory has been discussed in this paper， including the teaching content， the teaching staff， the teaching methods， the teaching means and the practical teaching links. These discussions provide experience for further promoting the reform and construction of information processing and communication theory curriculum group.

Keywords： Information processing； communication theory； curriculum group construction

大理大學通信工程本科专业是一个以培养工程应用型人才为目标的专业。且通信工程专业是信息科学技术发展迅速并极具活力的一个领域，具有极其广阔的发展前景。但是近年来，从我校通信工程专业学生的反馈情况分析，本专业学生在考研、研究生复试、找工作及正式工作过程中，常常感到在信息处理和通信理论方面的应用能力不足。虽然我校已设置了一定的信息处理和通信理论课程，但是不尽合理，依然存在不少问题，例如相关课程之间内容重复，不能有效衔接等。为此，根据我校通信工程专业的具体现状及企事业单位对学生的能力要求，以提高我校通信工程专业学生的信息处理及通信理论的应用能力为目标，本文对通信工程专业“信息处理与通信理论”课程群的课程体系、教师队伍的建设及实践教学环节等方面进行了全面的探讨，并提出了通信工程专业“信息处理与通信理论”课程群的建设和改革的基本思路和措施，以完善通信工程专业课程群的设置，从而提高学生的通信应用能力，培养具有较强综合素质的通信工程专业人才。

目前大理大学的通信工程专业课程体系教学模式遵循先基础、后专业。且各门课程的任课教师之间都是各自完成各自的教学任务，很少交流，从而课程之间也缺乏了连续性，这也就造成了学生经常学此忘彼，无法从总体上掌握这些课程之间的联系，从而无法具备完整的实践和研究应用能力[1]，这一点在每年的毕业设计和毕业实习中均有所体现。并且大部分课程教学主要是将学生集中起来，以课堂讲授为主，教学课件的组织及内容的编排几乎都教材内容翻版， 教学手段单一。在教学中也存在许多问题，例如：课程内容多与教学时数少的矛盾、教学方法单一抽象。因此，对于通信工程专业这类理论抽象实践性强的课程，学生做不到学以致用，容易在理论与实践应用之间有所脱节，从而无法达到好的学习效果。针对目前通信工程专业课程群建设中存在的问题，本文着重对通信工程专业“信息处理与通信理论课程群”群内课程理论教学内容、教师队伍、教学方法和教学手段、实践环节等五个方面进行改革与建设，加强课程群各门课程间的联系，在教学内容和教学手段上保持较强的连续性，通过实践环节使得各门课程形成一个统一的整体，最终使学生系统、全面地掌握通信工程知识，并具备较强的实践应用能力。

一、课程群内课程理论教学内容的优化整合

通信工程专业跨电子、计算机专业，所修专业课程均需要较好的数理基础以及较强的动手应用能力。大理大学通信工程专业的“信息处理与通信理论”课程群包括《信号与系统》、《数字信号处理》、《现代通信原理》、《移动通信》、《信号与系统实训》、《现代通信原理实训》等课程。目前这些课程均是我国各高校电子信息、通信工程专业的核心课程。且课程群内这些课程之间的教学内容并非是相互独立的，而是有着千丝万缕的联系，因此，对群内课程理论教学内容进行优化整合，从而避免课程间的重复与脱节是很有必要的。

课程群建设是各课程知识体系的重组，是对培养方案里整个课程群内课程的教学大纲和教学计划的再设计，对整个课程群内课程理论教学内容进行整合、分解与优化[2]。因而，在“信号处理与通信理论”课程群内课程的教学大纲制订过程中，课程群内的各任课教师应通过相互交流，合理确定好各门课程的教学内容，除了考虑本课程的基本教学内容的完成以外，还需再增加能够增强课程群联系的相关知识点间的讲解学时，学时做到有增有减，从而适度地把握各课程间的交叉与渗透。这样，也能让老师从整体上将各门课程相互融合的知识点有机结合起来。在教材和教学内容的选择方面，应与大理大学通信工程专业特色相结合，尽量选择同一个知名出版社出版的、系统性和连续性较强的成套教材。另外，由于信息技术的快速发展，“各课程的教材很难跟上社会的发展 ，而学生要具有创新意识，就必须有大量的知识积累。因而，教师在讲授相关的课程中，可以将与学生专业有关的科研成果渗透到教学内容中去，也可以将各种新的技术同课程中相关的部分结合起来，帮助学生及时了解本专业本学科的发展动态与趋势。引导学生进行自主探究和创新[3]。

在课程群内，各门课程之间既有纵向知识的联系，又有横向知识的联系。例如，“信息处理与通信理论”课程群内的《信号与系统》课程与其后续课程《数字信号处理》课程的核心知识点存在部分重叠的现象，如离散时间信号与系统的时域分析、Z变换与序列的傅里叶变换知识点。又如《现代通信原理》中的调制、抽样、滤波即是《信号与系统》课程中的傅里叶变换在通信系统当中的应用等。又如《现代通信原理》中的调制与编码在《移动通信》课程中也有所重复等。如果将各课程分离教学，那么极可能出现重叠教学内容占用学时较多的问题，因此，我们可以以《信号与系统》为主线，对群内各课程的教学内容整合优化。在《信号与系统》中重点分析信号与线性时不变系统的基本概念和理论，而在《数字信号处理》中则突出离散时间信号的处理方法和系统结构，在《现代通信原理》中则突出信号与系统分析方法在实际通信系统中具体是如何应用的。在《现代通信原理》中以通信系统的性能指标为主线，精讲基本概念及分析方法，包括调制解调、信源信道编解码、同步等，而在《移动通信》课程中则突出移动通信的体系结构、电波传播特点与模型、各移动通信系统的技术及性能、先进的调制解调与编解码等。这样才能在保持各自课程教学完整性的基础上，更好地衔接了群内课程，从而达到提升整体教学效果的目的。

二、教师队伍的建设

要培养出能很好地适应社会需求的通信工程专业学生，不仅需要在专业领域知识更新快、科研能力强的教师，更需要眼界开阔、思路清晰、能把握本专业课程脉络、善于组织课堂和课外教学的优秀教师[4]。而大理大学通信工程专业成立于2011年，大部分授课教师都为近几年刚毕业的硕士或博士研究生，教师队伍中存在的问题是部分教师承担教学任务时间段，教学经验不足。

针对这一情形，也为了使教师队伍建设与课程群的建设有机结合，我们可以做以下几个方面的努力。第一， 每一名上课程群内专业课程的青年教师都安排一名有经验的老教师帮带，通过听课、评课、讨论等方式对青年教师的教学质量进行严格把关。并将青年教师纳入自己的教学科研团队，帮助青年教师将一些前沿技术及科研成果很好地融入到教学内容当中，增强理论知识与实践应用的结合。第二、多组织课程群教师团队讨论，以便加强各课程教师间的交流，对同课程或有着紧密联系的课程进行整合，并交流探讨其教学方式等，使群内所有授课教师对“信息处理与通信理论”课程群有比较透彻了解，能将群内所有课程很好地串连起来。第三，鼓励教师队伍里的教师多参加学术交流会议及一些新技术的培训，多了解本学科发展前沿动态，开阔教学视野，进一步提高课程群内课程的教学质量，进一步带动大理大学通信工程专业“信息处理与通信理论”课程群的建设。

三、教学方法和教学手段的改进

教学方法和教学手段的改进是“信息处理与通信理论”课程群建设的一项重要内容。在遵循因材施教的教学原则上，为了最大限度地調动学生学习的积极主动性，各任课教师应该结合自身科研、学生的学习情况及学科发展动态，及时调整并改进自身的教学方法，激发学生的学习兴趣，促进学生自己思考，同时也提升自身的教学能力及教学效果[5]。另外，教师应根据不同的教学内容，选择适当的教学方法。例如，对于知识点的引入，教师可以先找准切入点（如工程实际问题或实验演示等）然后以提问方式引导学生思考并讨论，激起学生的好奇心与求知欲。对于一般概念和原理，以讲授法为主，但得辅以形象化的方法（用Matlab软件仿真实例并演示展示效果），让学生有一个直观认识，同时强调数学公式代表的物理意义，淡化数学计算，注重其应用。对于一些综合性比较强的问题，鼓励学生利用所学查阅文献，提出自己的观点并利用硬件或软件平台去实现它，总结知识点的联系，逐步建立起系统的知识结构并加以讨论，实现师生互动，以培养学生综合运用知识的能力和分析解决问题的能力。

“信息处理与通信理论”课程群内课程的理论性强，教学内容多，且公式和数学推导繁琐，概念抽象。若完全依靠传统板书式教学，则教学效率低从而导致课时紧张。若盲目地使用多媒体授课，走马观花，很难形成整体连贯的思路，这样也会使授课质量下降。因而，为了取得好的教学效果，可以采用多媒体与板书有效结合的教学手段。对于一些难点问题，譬如公式推导，可采用板书的形式一步步引导学生理解且消化公式推导的过程。但对一些概念、定理说明类的知识点，如《信号与系统》课程中信号的分解与合成、频谱混叠现象等，又如《数字信号处理》课程中快速傅里叶变换的实现、滤波器的特性等，又如《现代通信原理》课程中信号的处理过程等。这些知识点含有大量的演变过程，可以利用多媒体的动画功能逐步演示，既能形象生动地表示上述过程，使抽象的概念变得易于理解，又能让学生感兴趣，逐步看到整个变换的过程。

四、课程群实践环节的建设

“信息处理与通信理论”课程群内的课程均设有实验环节，但各门实验课程是由不同老师授课，各课程间之间无关联，当然有对于实验内容的安排也没有考虑到相关课程的前后联系等问题，更谈不上用系统的观念来设计整个课程群的实践环节了[3]。本文将通过“信息处理与通信理论”课程群建设，对群内课程的实践环节进行统一安排，具体有以下几个方面的探索。

（一）实践教学内容的整合与优化

目前，在整个“信息处理与通信理论”课程群里各门课程的实践内容会稍有重复。如《信号与系统》与《数字信号处理》里都含有离散时间信号与系统的分析与实现实验内容，又如《现代通信原理》与《移动通信》课程中都含有调制解调的实验内容。针对这些问题，可以将其内容重新组织和整合，成为一个新的实验平台。如搭建基于Matlab软件的信息处理与通信理论课程群综合仿真实验平台，其中包括《信号与系统》、《数字信号处理》、《现代通信原理》、《移动通信》的Matlab仿真实验的设计，这样既能将这四门课程的实验内容紧密衔接，既能增强学生兴趣，又能提高学生的工程应用能力。

（二）课程群课程设计的探索

课程设计是“信息处理与通信理论”课程群实践环节建设的一项重要内容。应在课程设计中体现学生的自主创新性，以增强学生的学习兴趣，培养学生的创新精神为目的，鼓励学生围绕所学课程知识点自拟课程设计的题目。另外，根据课程群内各课程的修读顺序，除了在每门独立课程修读时需进行本课程知识点的课程设计内容外，还应该在后续相关联的课程修读时设计相关联课程间的联合实验。例如在《数字信号处理》课程时可以设计与《信号与系统》课程知识点紧密关联的实验题目。如快速傅里叶变换（FFT）是《数字信号处理》课程的内容，抽样和频谱问题则是《信号与系统》课程的内容，因此在课程设计时可以设计用FFT来验证抽样和分析频谱问题，这样就将两门课程有效结合在一起了。所有的课程设计不限定实现平台，软件或硬件平台皆可。

（三）开放性实验环境的充分利用

尽量设立开放性实验室并加以充分利用[6]，设立大学生创新性实验项目，鼓励学生利用“信息处理与通信理论”课程群内课程所学的知识，积极参加校级、省级及国家级各类创新创业项目等的申报。并对学生在校期间自觉地到开放实验室进行实践活动进行跟踪记录，且经开放实验室指导老师认定，可给与相应课外学分。课程群内各任课教师也得鼓励同学们充分利用学校的开放实验环境及各类资源，指导并邀请相关企业的经验丰富的高级工程师作为兼职辅导老师协同指导学生完成自主设计的实践过程，以培养学生的实践技能及创新能力。同时，每年可有计划地组织学生参加全国、全省的大学生电子设计、制作大赛、全国大学生挑战杯大赛、物联网大赛等，激发学生的实践热情，并开拓视野。

五、结束语

本文结合大理大学通信工程专业的实际情况，从“信息处理与通信理论”课程群的特点出发，以提高教学质量为目的，对整个课程群内课程教学内容进行了优化整合，同时也在教师队伍建设、教學方法与教学手段的改进、课程群实践环节的建设环节上进行了探索与改革。为进一步促进“信息处理与通信理论”课程群的改革建设和实践提供了经验。也为培养适应社会发展与需求的通信工程专业毕业生打下了基础。

参考文献：

[1]张梅，罗桂兰，冯立波.《信号与系统》课程教学改革的探讨[J].科教导刊（电子版），2015，10（1）：68-69.

[2]张永梅，白文乐.通信工程专业课程群改革与建设[J].课程教材，2011，31（1）：93-96.

[3]周小微，金宁，胡建荣.信号处理课程群教学改革的实践与探索[J].中国电力教育，2011，1（1）：86-87.

[4]何松，陈观.基于Matlab的信号与系统教学改革初探[J].信息技术与信息化，2015（3）：14-15.

[5]赵庆平，姜恩华，李素文.移动通信课程群建设探索[J].高师理科学刊，2013，33（1）：90-92.

[6]张翠芳.基于创新型人才培养的“通信原理”课程教学研究[J].北京邮电大学学报（社会科学版），2010，12（2）：90-94.