专业认证背景下通信原理教学方法探索

张月星 邵湘怡

（湖南文理学院，湖南 常德 415000）

1 引言

第四次工业革命——智能时代扑面而来，当前高等教育面临重大的挑战。我国每年培养了大量的工科技术人才，但质量远不能让企业和学生自己满意[1]。和国际接轨，提升工程教育质量，为学生毕业后就职的范围和质量提供保障是我国进行专业认证的主要目标。在美国，只有经过认证机构认证的专业才被承认。我国在2016 年正式加入了《华盛顿协议》，成为18个成员国之一[2]，建立工程教育认证体系势在必行。为达到工程认证的要求，行业人才应具有扎实的知识基础和综合的拓展能力。如果专业课程内容设置太窄，会导致学生整体知识结构的失衡；而有限的课堂教学课时又使得教学内容的拓展捉襟见肘。

2 教学现状和存在问题

通信原理是通信工程的专业核心课程，理论性和概念性较强，是后续学习多门专业课的基础。我校在该门课程教学上主要存在以下问题：教学观念上，缺乏整体设计，学生没有利用工程思维进行学习与应用，从而浮于表面。并且相当部分学生仍然拘泥于“标准教材+标准答案”的解题式学习方法，缺乏批判性；教学模式上，现有课程教学仍然多以传统模式进行，老师讲授为主，学生被动接受。实验课时安排较少且多在实验箱上进行，没有系统性；在校企合作方面力度不够，学生学完课程之后，难以达到工程认证的要求。因此，有必要进一步探讨、改进该课程教学方法，满足新时代学生发展的需要。

3 教学对策与建议

3.1 转变教学观念，以学生为中心

爱因斯坦说：“教育不是对事实的学习，而是对思维的训练。”我国目前基本还是传统的填鸭方式，以教师为中心。一方面，老师希望学生能独立，有创新；另一方面却要求完全按他（她）要求说的做。但“心灵不是一个需要填充的容器，而是一块需要点燃的木头”，学生的主观能动性需要被激发。湖南文理学院通信工程专业自2005年开办以来，克服重重困难，不断修订完善培养方案，探索改进教学方法，仍然存在很多不足。21世纪需要能合作，懂思考，会交流，有创造力，并且可以自主选择的新型人才。为解决这个工程教育难题，首先在观念上就要转变，以学生为中心。通信原理的课程教学可从以下几个方面改变思维方式，让学生符合未来产业的需求：

（1）设计思维。通信原理讲述有关信息传输的原理，学生应该学会思考采用什么技术和方案来保证传输的速度和质量。课程内容庞杂，术语多、概念多、数学理论多，知识点之间比较独立[3]。目前的教学内容和要求与行业需求有一定差距，分析思路固化陈旧。教师可以从通信系统设计的角度，把知识点串连起来，前后部分融会贯通，帮助学生建立起知识架构，打好全面的基础，使其走出校园后有足够的潜能继续成长。

（2）工程思维。通信系统的性能指标涉及有效性、可靠性、适应性、经济性等，不同的通信业务对系统性能的要求不尽相同，设计方案应该根据实际需要有所侧重和调整。目前课程评价标准单一，没有考虑资源受限下的多目标综合优化。学生不会去主动探究工程问题的抽象与建模、不会摸索合理和可行的解决方案，始终无法意识到技术因素与非技术因素相互作用的“复杂性”，最终导致学生解决实际复杂工程问题的综合能力无法得到真正提高。教师应对学生加强工程思维的训练，比如讲述差错控制编码时，可设定很多不同的应用场景，鼓励学生在课本知识的基础上拓展思维，在保证差错控制效果的前提下，多方探究各种不同的特色实现方案，满足各种业务需求。

（3）批判性思维。我国的教育从小就强调遵法守纪，要求对老师家长言听计从，学生普遍缺乏独立思考能力，在团队合作、交流宣讲等活动中，往往把自己置于学生的固定角色，总是希望老师和书本给出正确答案。要让学生打破这种惯性思维，敢于怀疑一切，否定一切，不迷信，不盲从。因为即使是应用了很多年的定理定律，也可能存在一些不足，不一定适应现代科技日新月异的发展。比如之前几十年，模拟通信都是主要的通信方式，但近年来随着微电子技术、计算机技术的应用以及大规模集成电路的出现，加上光纤媒质的广泛使用，数字通信越来越占据了统治地位。

3.2 改革教学模式，多种方式混合进行

本校通信原理由于理论学时有所压缩，同时又要完成教学任务，保证课程的各知识要点都覆盖到，老师在课堂上都是以理论讲授为主、互动不够[3]，且课堂组织形式仍然以老师单方面授课为主，学生被动听课。在当今互联网时代，可充分利用网络信息和工具，适当引入翻转课堂、MOOC、竞课教学等形式来丰富、改革教学模式。重新调整课堂内外的时间，将学习的决定权由教师部分地转移给学生。对于某些重点难点，让学生利用课外或假期时间观看视频学习。节省出的课堂时间用来进行师生互动，答疑解惑。针对通信原理课程，需要建立有关通信系统的完整的知识体系，这种碎片化的学习方式不能代替课堂教学，建议采取线上线下混合教学，多种方式有机结合，既体现学生的主体地位，又保障了老师的主导作用[4]，同时还有利于优质教育资源的共享，能达到更好的教学效果。

本校的通信工程专业是全国招生，学生来自五湖四海，存在地域差异，同时还有部分学生是“专升本”。他们在基础、能力上存在一些差异性，教师因人而异，实现差异化教学势在必行。对基础较弱的学生，应提高其学习兴趣，降低参与门槛；而对于学有余力的学生，就挖掘其自主学习能力，提高挑战度；同时开展“竞课教学”，为学生提供实践的平台。下面列举正在展开与探索的几种教学方式：

（1）以“学生上讲台”的形式开展翻转课堂教学将学生分为两种角色：

“小老师”：向全体学生讲授指定知识点。要求他（她）通过自主学习，不但理解相关内容，还能有条理地表达出来。这种挑战度较高，面向基础好、能力强的学生。

“讨论者”：对“小老师”讲授的内容提问讨论。这是面向大多数基础和能力适中的学生。

（2）充分利用好线上教学资源

MOOC上有许多优秀的教学视频资源，老师可以遴选部分精品课程推荐给学生。对于能力较强的学生推荐一些进阶课程，用于巩固及提高学生的知识掌握水平；对于能力适中以及较差的学生推荐基础课，用于学生进行二次学习，达到掌握课程内容的目的。

线上作业：一些基础的作业题如选择、填空、问答等可以在线上进行，既可让学生利用零散时间完成作业，又可提升教师批改作业的效率，让教师有更充足的时间对学生进行指导。

（3）开展竞赛与课程学习结合教学

教师设计好竞赛形式后，由学生分组进行，最终提交竞赛作品。学院鼓励教师开展，同时对于优秀作品给与一定奖励并推荐参加更高一级的竞赛。如竞赛题目可为学生校园呼叫系统、抢险指挥话音系统等，让学生利用所学知识设计产品，达到学用结合，相互助长的目的。

经多次探究改进，上述方法可以提高教学质量，激发学生的学习热情。教师通过这些方式，由浅入深梳理课程知识点，帮助学生理解课程内容。

3.3 加强校企合作，培养工程应用能力

专业认证强调工程教育的基本质量要求，保证学生掌握专业技能的质量。加强校企合作，采用案例教学、虚拟企业实战等方式可培养他们的工程应用能力。比如在讨论码间串扰的影响时，教师让学生在通信公司用示波器实际观察某基带信号波形的眼图，确定最佳抽样时刻、判决门限电平等主要参数，了解定时误差灵敏度、零点畸变等情况，引导他们设计有一定自适应能力的响应系统。这样就把他们置于工程师处理问题的场景，有助于解决实际工程问题[5]。

校企合作具体实施时，可分几个阶段进行：

（1）项目法教学。调整和更新教学内容，搭建集成产品开发创新创业平台，增设产品开发性实践。在探索、思考和实践研习中，激发学生学习兴趣，培养多维能力。

结合实际通信系统进行系统讲解与学习。如以广播系统为例，有模拟广播系统和数字广播系统，涉及到调制、解调、信号数字化、编解码等理论知识，结合实物系统讲解并动手设置相应参数，对比实际广播效果，让学生具备初步的工程系统能力，相关实物和平台可以从合作企业中得到支持。其他如设计FM立体声数字收音机、WCDMA通信系统等项目均适合作为完整项目进行教学。

（2）课外活动。以产品开发为目标，通过组建产品自主开发团队，比对公司运行，引入团队协作机制，达到课程的工程素养和协同能力的培养要求。采用类似企业的管理模式，发挥学生的主观能动性，让学生自主组织和开展实践活动。

（3）企业合作。学生分为项目小组，对标现行各主流公司团队化、项目化运行协作机制进行管理。和企业共同确定技术方案，工作分配与合作方式，对重要知识点进行现场教学。

学生在课程期间可以进企业参观与学习，以湖南文理学院前期运行模式为例，学生在学习一定理论知识之后可以到通信运营商参观学习，这种运行模式受到学生的一致好评。在条件允许的范围内，可以对这种合作模式进行深化。如在参观企业后，可聘请相关企业的技术骨干人员，对某一部分专业的知识点进行讲解；又如学习调制理论时，运营商的无线运维人员可以结合当前无线通信中正在使用的理论及公司现有的平台，对此进行专题讲述。这样让学生真正把理论和实际结合，并且对行业技术发展现状有充分认识。

4 结语

新时代的教育以学生为中心，德育为先，能力为重。通信原理课程教学应进行不断的探索与改进，以专业认证为推手，转变教学观念和模式，推进工程教育改革，这对提升通信工程专业学生对产业发展的适应性有积极的意义。