基于智慧教学工具的《通信原理》在线教学探讨

张顺外 何雪云

摘要：随着互联网特别是移动互联网的发展与普及，在线教育受到越来越广泛的关注。近年来，在线教学已成为高等教育发展新趋势。本文以《通信原理》课程在线教学为例，为进一步提升在线教学效果，基于雨课堂、在线慕课等智慧教学工具，对包括课前准备、课堂教学、课后作业与辅导、在线实验等在线教学全过程进行相关探索，获得了较好的教学效果和一些有价值的经验。

关键词：在线教学;智慧教学工具;通信原理;教学探讨

中图分类号：TN911    文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）02-0093-02

1 引言

随着信息通信技术的进步，特别是互联网和移动互联网的发展与普及，人们可通过互联网跨越时空学习、工作和生活。通过互联网开展在线教学，可实现突破空间、地点、时间等条件限制的教与学。与传统教学方式相比，在线教学为学习者提供了更便捷、更自由、更广泛的学习途径，其主要优势包括：1）突破时空与地域限制，无论何时何地均可学习;2）可根据个人特点和内容难易程度等，自己分配学习时间进行个性化的针对性学习;3）在线教学以学生为主体，有利于培养自主学习能力;4）教学工具与教学资源丰富。

近年来，在线教学成为高等教育发展新趋势。特别是受年初突如其来新冠肺炎疫情的影响，各高校无法正常开展线下教学工作，在教育部印发的《关于在疫情防控期间做好普通高等学校在线教学组织与管理工作的指导意见》指引下，各高校纷纷采取线上方式开展教学工作，以实现“停课不停教、停课不停学”目标。

在线教学方式的广泛应用进一步促进了各种智慧教学工具的诞生和发展，智慧教学工具对在线教学的有效实施尤为重要。目前实现在线教学的智慧教学工具主要有雨课堂、在线慕课、腾讯课堂、腾讯QQ群分享屏幕等。雨课堂是学堂在线与清华大学共同研发的一种互动式智慧教学工具，可将各种丰富的教学资源融入幻灯片，并随时推送给学生;同时提供教学全过程的数据分析，包括随堂测验、课后习题等各个阶段的学习数据及分析结果等。慕课为大规模开放在线课程，中国大学MOOC（慕课）是由爱课程网与网易云课堂共同打造的中文慕课学习平台，提供包含国家精品在线开放课程在内的千余门课程。腾讯QQ群具有广泛的用户基础，通过组建课程教学QQ群，在课堂上可通过共享屏幕的方式开展在线直播教学，同时也便于师生课后线上答疑辅导等沟通交流。

南京邮电大学作为一所以信息为特色的高等院校，较早地开展了在线教学的探索和实施，目前已有50余门精品在线开放课程对外开课，并利用校外在线开放课程资源组建了众多我校专属的在线开放课程SPOC教学班。《通信原理》[1]为高等院校面向信息类专业开设的重要专业基础课，其在线课程建设受到学校的高度重视。自2017年始，南京邮电大学就在中国大学MOOC上开展了《通信原理》的在线慕课教学，截至目前已有累计超过5万名学生参加了慕课在线学习。诸多教学专家与教师对该课程的传统教学方法或混合式教学方法进行了颇有成效的探讨[2-4]。

近年来，在开展《通信原理》在线教学的基础上，总结出在线教学可能会存在以下问题或难点：1）老师与学生之间缺乏充分的交流互动;2）缺乏线下课堂的学习氛围;3）实验或实践环节难于有效开展。针对上述问题，可通过相应的智慧教学工具解决，故笔者对采用智慧教学工具的《通信原理》在线教学方式展开探讨，以期提升在线教学效果。

2 基于智慧教学工具的在线教学

针对上述在线教学可能存在的问题和难点[5]，为进一步提升在线教学效果，笔者基于智慧教学工具，对《通信原理》课程在线教学全过程进行了相关探索。通过结合使用雨课堂、在线慕课、腾讯QQ群分享屏幕、在线实物实验平台等多种智慧在线教学工具，实现课前准备、课堂教学、课后作业与辅导、在线实验等整个教学全过程的有效开展。

2.1课前准备

传统的线下教学课前准备工作较单一，主要包括熟悉教学内容与制作课件PPT等，线上教学要达到好的教学效果，课前需要做的准备工作较多，而且尤为重要。就笔者而言，基于在线慕课、雨课堂智慧教学工具开展的《通信原理》课前需做如下准备。首先，应掌握雨課堂等智慧教学工具的使用，并指导学生熟悉智慧教学工具，组建雨课堂班级并通知学生加入。其次，通过智慧教学平台提前发布共享资料，如在线慕课观看网址、课件PPT等，以便学生提前预习。在每次上课前，应制定好学习在线慕课的内容范围，针对《通信原理》课程理论性较强，存在不少重点难点，仅仅依靠在线慕课学习难于掌握，应针对性地提前做好重点难点归纳总结，以便在课堂上直播做必要的补充讲解。为课堂上与学生有充分的交流互动，应提前通过雨课堂准备随堂测试题，以及时获悉学生对知识点的掌握情况。比如，在学习单工通信、半双工通信，全双工通信概念时，本人就提前准备了一道雨课堂随堂测试单选题，如 （1） 下列属于全双工方式通信的有____：A. 广播;B. 电话;C. 对讲机;D. 遥控。

2.2课堂教学

在课堂教学过程中，主要基于在线慕课、雨课堂、腾讯QQ群分享屏幕等三种在线教学工具。具体实施过程如下， 首先，在中国大学MOOC在线观看《通信原理》相应章节的慕课视频，视频是授课团队在多年教学实践基础上充分准备、精心制作的，具有很高的教学价值。但是，由于在线学习慕课视频期间，缺乏学生与老师的交流互动，故时间不宜过长，对于45分钟一堂课而言，在线学习约20分钟较为合适。然后，为了加强课堂上与学生的交流互动，并及时了解学生对知识的掌握情况，通过雨课堂发布随堂测试题，并设定规定的答题时间，如10分钟之内解答，我们能够在课堂上及时了解学生的学习情况。比如，在学习信道中的噪声与信道容量相关知识点时，笔者在雨课堂发布了9道客观题作随堂测试，答题结束后，即时得出相关数据与分析结果如图1。

由于在线慕课面向的是来自不同背景的学生，以南京邮电大学为例，学习《通信原理》课程的学生有分别来自通信、电子、自动化、测绘等多个专业。针对不同背景的学生，在学习在线慕课基础上，我们应通过腾讯QQ群分享屏幕等直播工具对教学内容进行相应的补充，并根据雨课堂随堂测试的结果特别是学生解答错误较多的内容补充讲解。

2.3课后作业与辅导

每次在线课堂教学结束后，可根据雨课堂随堂测试反馈的结果，对学生学习《通信原理》相关内容中碰到的共性问题，整理课后学习辅导资料，上传到雨课堂课件库中，以供学生补充学习;对某些同学碰到的个别问题，也可通过腾讯QQ等即时通信工具进行点对点辅导。同时，可通过雨课堂或腾讯QQ群“作业”功能发布课后作业，同时设置提交截止时间;通过在线作业批改功能，对学生完成的作业在线批注和点评，及时将结果反馈给学生。

2.4在线实验

《通信原理》作为一门专业基础课，课内实验能够加深学生对通信理论与通信技术的理解，特别是对培养学生的动手实践能力尤为重要。在线教学过程中，若仅仅让学生通过软件进行在线仿真实验如基于Matlab仿真，实验效果则大打折扣。南京邮电大学《通信原理》课程组教师经多方调研，最终确定使用智慧在线实物实验平台来完成實验。在校园内部署服务器并配备能支持整个班级学生同时使用的硬件，学生只需要登录在线实验网址，即可进行在线实物实验。如在进行差分相移键控 （Differential Phase Shift Keying，DPSK） 实验时，如图2所示，可实时通过示波器观察各个端口的波形，并能测试不同信噪比下系统的误码率。

基于在线实物实验平台进行在线实验具有以下优势：1）实验结果真实，在线实验是远程实物实验，而不是软件仿真类实验，在线实物实验得到的实验结果与线下实验箱测试获得的结果完全相同;2）平台具有实验管理功能，实验结果的截图包含学生的姓名学号等信息，有效避免了学生使用他人实验结果;同时平台还有实验报告在线收集与评阅功能，方便评价实验完成情况。

3 结束语

本文以《通信原理》在线教学为例，通过采用雨课堂、在线慕课、在线实物实验平台等相应的智慧教学工具，较好地解决了在线教学诸如缺乏充分的交流互动、缺乏线下课堂的学习氛围、实验或实践环节难于有效开展等问题。希望笔者的相关探索能起到抛砖引玉的作用，与各高校任课教师一道共同推动《通信原理》在线教学的发展。

参考文献：

[1] 樊昌信.通信原理[M].北京： 国防工业出版社， 2014.

[2] 张顺外.面向大信息的《通信原理》教学探索[J].科技创新导报，2015（31）：230-231.

[3] 束锋， 邱文教， 孙锦涛. 通信原理课程教学改革[J].电气电子教学学报， 2006，28 （1）： 23-25.

[4] 雍玲， 雷菁， 黄英. 《通信原理》课程教学改革初探[J]. 高等教育研究学报， 2006，29（2）： 50 -52.

[5] 李勇军. 与线下教学“实质等效”的高校在线教学模式[J]. 计算机教育， 2020 （11）：17-20.

【通联编辑：梁书】