新工科背景下“通信原理”课程教学改革探索

刘迪迪 刘俊秀 李自立 傅得立

【摘要】    “通信原理”作为通信、电子信息类专业的重要基础课程，为了适应“新工科”的建设，本文探讨了通信原理课程教学的改革探索方案：修订了符合新工科要求的教学大纲;梳理、精简提炼教学内容;在微型课程中介绍基本理论;优化新的教學手段和方法;注意加强教学实践环节;进一步推进校企合作等措施。提高学生的工程实践能力和创新能力，为培养信息技术领域的高素质工程技术人员奠定坚实的基础。

【关键词】    新工科     通信原理    工程教育    课程教学

引言：

当前，“新工程”建设是我国高等教育面临的重要课题，更加注重学科的实用性，交叉性和综合性。“通信原理”是通信和电子信息专业的重要基础课程，是从专业能力培训到职业能力培训的过渡课程，它在通信和电子信息专业的教学体系中发挥着承上启下作用[1]。它也是著名的大学A必修专业课程，用于通信和信息系统的研究生入学考试。因此“通信原理”课程应紧跟信息时代的发展步伐，其教学改革应适应新工科建设发展的需求[1-2]。

一、“通信原理”课程教学存在的问题

1.“通信原理”课程的中相关原理的数学推导和通信系统的理论分析具有很高的理论性，需要专业基础知识的高度综合。对于广西师范大学电子工程学院这样普通高校学生来说，他们的数学基础不够扎实，电子电路和信号处理的基础课程也不够扎实。通信原理的数学推导对学生来显得很吃力，在学习过程中容易产生畏难情绪，因此他们学习通信原来的热情会受到打击。

2.目前，现代通信技术发展迅速，国内高校普遍使用“通信原理”教材的内容显然落后陈旧，比如许多教科书仍在使用大量空间来引入模拟通信系统，而今移动通信系统4G已经普及，5G正在试用中，国内外学者已着手研究6G的新技术，因此对《通信原理》课程教学内容进行改革是势在必行。

3.验证演示性实验教学不利于学生工程实践能力的培养，且目前通信原理实验教学内容很少涉及新理论、新技术、新成果，脱离市场需求。但社会对通信人才的需求却并没有降低，目前通信技术研发从移动通信扩散到其他领域和行业研究所、传统企业、创业公司人才需要增长明显，因此该课程的实验和实践教学应迎合市场需求，设计利于学生工程实践能力培养的综合性实验。

二、新工科背景下的改革方案

2.1修订“通信原理”教学大纲

为使“通信原理”的教学适应新工科背景，培养学生的工程实践能力，广西师范大学电子工程学院通信原理课程教学小组重修修订了教学大纲，明确细化了新工科背景下“通信原理”的课程目标，并确立该课程目标与专业毕业要去指标点的对应关系，分别如表1和表2所示。

2.2梳理知识点，引入微课精讲基本理论

通信原理教学内容繁多，因此需要在有限的教学时间内对通信原理课程的知识点进行有效梳理，合理简化，突出基本概念和核心知识点，讲授信息传输的基本理论和技术。经过教学小组研讨，该课程教学以“点对点信号传输”为起点、以“接收端”为终点进行组织教学，建立各种传输系统的信号传输过程。以数字基带传输系统为例，如图1所示，介绍了数字基带传输的知识点，并将所有的知识点渗透到图中。

“通信原理”课程内容丰富，为解决课时不足的问题，笔者引入了微课，将该课程中的重要知识点制作成微课，让学生利用课余时间观看和学习。微课具有时间短、内容少、资源容量小且便于传播等特点[3]，并且学生可以随时随地学习。笔者所做的微讲座包括AM、SSB、FM模拟调制技术、2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK数字调制技术、信息测量、奈奎斯特准则、采样定理等。

2.3 优化教学手段和教学方式

根据《通信原理》课程教学内容的不同，采用不同的教学手段和方法，并根据学生的反馈不断进行调整，针对不同的教学内容逐步选用最合适的教学手段和方法，达到最佳的教学效果。例如，笔者在讲授调制这一章节时，用板书推导的教学方式来展示频谱表达式，而信号的时域波形图和频谱图则选用PPT课件的方式展示，进而，频谱的搬移过程则被制作成Flash动画进行演示，这样根据不同的教学内同选用不同的教学手段及能节省授课时间，又能够克服教学内容直观性差的缺点[4]。再例如，在无码间串扰的教学中，笔者采用任务驱动的教学方法，让学生自行设计一个满足指标要求的滤波器，使学生从被动的学习状态转变为主动的思维，从而积极参与教学。此外在引导学生学习时，注重从理论到工程应用的研究和解决问题的方法，激发学生的创造力[5-6]。

2.4加强教学实践环节

为加强学生工程实践能力的培养，广西师范大学电子工程学院“通信原理”教学小组设计了综合性、研究型实验，其中有一个让学生完成通信系统软件编程的实验很受学生欢迎，实验系统框图如图2所示。

为完成该实验，对“通信原理”理论教学进行了调整，增加了复基带信号相关知识讲授，通过5次作业先完成PCM和PSK系统个模块的软件编程，用4个实验课时完成相应的软件编程和在线验收，以及4个实验课时完成系统软件下载软件无线电和实验验收。由于该课程实验教学课时有限，课程小组还设计了开放性的实践项目和研究项目，让有余力、感兴趣的学生灵活性地参与到相关科研项目和课题当中。

2.5加强校企合作

我院注重“产教融合、校企合作”。近来，学院与中移铁通有限公司建立了合作关系，共同建立实验室和校外实践基地，并拟于广西师范大学电子工程学院教学楼顶设立开放的5G基站，在搭建5G基站和后期维护期间，以供学生参观学习，让学生近距离接触并参与实际工程项目，快速提升其工程实践能力;此外我学院与大唐通信公司共建了LTE实验室，供该专业的学生实践学习以及开展学术研究。

三、结束语

在广西师范大学电子工程学院“新工科”人才培养模式改革的指导下，课程小组对通信原理课程教学进行了一系列改革：修订了适合“新工科”要求的教学大纲，梳理、精简提炼教学内容;在微型课程中介绍基本理论;优化新的教学手段和方法;注意加强教学实践环节;进一步推进校企合作等措施。目前教学改革取得了阶段性成果，教学改革后，学生对该课程甚至本专业的兴趣明显增加了，增强了在该产业创业、就业或科研的信心，大部分学生毕业时能够充分了解信息技术产业的发展状况和趋势，近年来，我院该专业毕业生的就业率保持领先水平，到华为、大唐等国内知名通信公司工作的学生越来越多，报考通信工程方向研究生的学生也逐年增多。

参考文献

[1].教育部.“新工科”建设行动路线（“天大行动”）[J]. 高等工程教育研究，2017（02）：24-25.

[2].罗旭彪，等. 王咸鹏，等. 一流本科建设背景下高校《通信原理》课程的教学改革与实践研究[J]，高教学刊. 2020（32）：8-11.

[3].孙阳;赵睿.“新工科”建设背景下“通信原理”课程教学改革探讨[J].中国林业教育， 2019

[4].朱向庆，等. 基于创新能力培养的通信原理课程立体化教学研究与探索[J]，大学教育. 2020（08）：174-176.

[5].王咸鹏，沈重. 一流本科建设背景下高校《通信原理》课程的教学改革与实践研究[J]， 高教学刊， 2020，（32）， 8-11.

[6].王磊， 何雪云. 通信原理课程教学改革的探索与研究[J]， 教育现代化 ，2018，5（19）：100-101+116