通信原理教學改革方法論文范文
摘要：為了提升學生的綜合能力，文章提出了面向綜合能力培養(yǎng)的通信原理教學改革方法。首先分析了目前通信原理教學中存在的問題。然后給出了有針對性的通信原理教學改革方法，主要包括四個方面：體系化教學，優(yōu)化教學內容；互聯(lián)網+課堂教學，夯實學科基礎；關注學科前沿，培養(yǎng)綜合素質；創(chuàng)新實踐教學，提升綜合能力。提出的教學改革方法將為培養(yǎng)學生綜合能力提供參考借鑒。
關鍵詞：通信原理；綜合能力；教學改革
1、緒論
通信技術的飛速發(fā)展有力地推動了物聯(lián)網、移動通信、衛(wèi)星導航等技術的發(fā)展，改善了人類的物質生活和精神生活，極大地促進了社會經濟發(fā)展[1-2]。與之伴隨而來的是社會對通信技術人才的應用能力和創(chuàng)新能力的要求也越來越高，因此，面向綜合能力培養(yǎng)的通信原理教學改革勢在必行。通信原理主要闡述了通信技術的基本概念和基本原理，是電子信息類和通信類專業(yè)重要的基礎課程，起著承上啟下的作用，為學習移動通信、光纖通信、衛(wèi)星通信、計算機網絡通信等重要的專業(yè)課程奠定了堅實的理論基礎[3]。目前，通信原理的基礎理論和分析方法已廣泛地應用于圖像視頻傳輸、移動通信、互聯(lián)網、遙感和雷達等領域。
2、通信原理教學中存在的問題
通信原理課程綜合了高等數(shù)學、概率論、信號與系統(tǒng)、高頻電子線路以及信息論等課程的內容[4]。目前國內高校使用較為廣泛的教材是樊昌信編寫的《通信原理》，課程中公式和推導多，文字解釋相對較少，對前修課程的綜合應用要求較高；加之通信原理課程本身理論抽象、內容繁雜，導致了教師難講，學生難懂，教學效果比較差，學生的綜合能力培養(yǎng)很難得到保證。由于通信原理課程主要講解經典的通信理論和方法，與現(xiàn)階段通信技術的應用(例如5G通信、量子通信、物聯(lián)網、衛(wèi)星導航等)存在很大的差距，導致前沿性的學科知識很少被引入到課堂教學中，從而無法激發(fā)學生學習和創(chuàng)新的動力。在實踐教學中，通信原理實驗一般安排16學時，實驗內容大部分都是驗證性實驗，缺乏讓學生應用所學知識解決實際問題的綜合性實驗和創(chuàng)新實驗，無法提高學生的應用能力和創(chuàng)新能力[5]。
3、教學改革方法探索
通信原理是電子信息類和通信類專業(yè)重要的專業(yè)基礎課，在培養(yǎng)通信技術人才的過程中起著至關重要的作用。本次教學改革的目標是培養(yǎng)學生的綜合能力，該綜合能力包括工程應用能力和創(chuàng)新能力兩方面，圍繞這一目標，面向綜合能力培養(yǎng)的通信原理教學改革將從如下幾個方面展開：
3.1體系化教學，優(yōu)化教學內容
大多數(shù)院校通信原理的教學總學時為64學時，其中理論教學48學時，實踐教學16學時。在有限的48學時理論教學時間內，把樊昌信編寫的通信原理13章內容講透徹是不太現(xiàn)實的�？紤]到通信原理的前修課程包括信號與系統(tǒng)、高頻電子線路以及信息論與編碼等，通信原理與這些前修課程內容存在很大聯(lián)系并且教學內容有一定的重疊。因此應該將通信原理與這些前修課程納入體系化教學，統(tǒng)籌課程體系，優(yōu)化教學內容。考慮到信號與系統(tǒng)中已經講解了確定信號的頻域分析、高頻電子線路中已經重點講解了模擬信號的調幅和調頻以及信息論與編碼課程中重點講解了信道和差錯控制編碼，通信原理13章內容就可以精簡為7章左右。因此在通信原理的理論教學中，可以精簡這些重疊的教學內容，只需要對這些前修內容進行簡單的復習即可，不僅可以將通信原理與前修課程形成一個知識體系，而且可以節(jié)省教學學時，從而保證在有限的48學時內保質保量地講授通信的基本概念和數(shù)字通信的基本原理，提高教學質量。
3.2互聯(lián)網+課堂教學，夯實學科基礎
充分利用互聯(lián)網優(yōu)勢，建立以慕課、微課為主的線上學習的平臺，采取線上線下相結合的學習模式，夯實學科基礎。結合我校實際，采取微課+課堂教學的模式進行通信原理理論教學。首先將每一章節(jié)的重要知識點錄制成10-15分鐘的教學片斷，在課堂教學之前，先讓學生結合微課的教學片斷預習所學的內容，讓學生對即將學習的知識點有一個初步的了解。在進行課堂教學時，教師首先講解所學章節(jié)涉及的基本概念，然后采用互動式的教學方法，老師對所學章節(jié)重點知識進行詳細講解，講解過程中，采用學生提問老師設問的方式加深為知識點的掌握�？紤]到通信原理教學中公式推導多，概念抽象的問題，對于難以理解的內容，充分利用多媒體動畫和軟件仿真的形式，幫助學生理解相關的內容。如圖1所示為2FSK的仿真過程，通過該仿真，可以讓學生非常清晰地理解2FSK的調制過程，加深對該知識點的理解。
3.3關注學科前沿，培養(yǎng)綜合素質
通信技術的發(fā)展日新月異，而通信原理教材主要討論經典的通信理論和概念，與當今最新的通信技術有一定的差距。為了開拓學生的知識面，激發(fā)學生學習通信技術的興趣，在課堂教學中，老師應該結合教學內容，將學科前沿知識引入課堂教學，這不僅能豐富課堂教學內容，而且能很好地將理論和應用有機結合，激發(fā)學生的學習興趣。同時，我校還要求每一位學習通信原理的同學提交一份通信技術調研報告，可以通過網絡、文獻以及技術論壇的方式，查閱通信技術的發(fā)展前沿，并將查閱的材料組織成一份技術報告；然后組織一個技術報告交流會，讓學生分享自己查閱的通信新技術。采用問-答的互動交流方式，能有效地拓展學生的知識面，進一步提升學生的綜合素質。
3.4創(chuàng)新實踐教學，提升綜合能力
實踐教學是通信原理教學的'重要組成部分，是鞏固基礎知識、提升應用能力和創(chuàng)新能力的重要環(huán)節(jié)。結合我校教學實際，將通信原理實踐教學分為三個階段：驗證性實驗階段、綜合性實驗階段和創(chuàng)新性實驗階段。(1)驗證性實驗鞏固基礎知識驗證性實驗主要對通信原理的基本理論進行實驗驗證，加深學生對基礎知識的理解。考慮到驗證性實驗教學主要以實驗箱和仿真軟件為主，實現(xiàn)起來相對比較容易，因此對這部分的實驗學時進行了壓縮，一般分配4學時左右，實驗箱驗證在實驗中心集中進行，軟件仿真作為課后實驗由學生在課后自主完成。實驗箱驗證實驗主要有：AM調幅、數(shù)字基帶信號編譯碼、ASK數(shù)字調制解調、PSK/DPSK調制解調。課后軟件仿真實驗主要有：DSB調制、FSK數(shù)字調制解調、PCM編譯碼和PAM調制解調。(2)綜合性實驗提升應用能力綜合性實驗運用所學的基礎知識，利用常用的實驗模塊解決實際問題，可以很好地將理論知識與實踐有機地結合起來，提升學生的應用能力，這也是(3)融合學科競賽的創(chuàng)新性實驗激發(fā)學生的創(chuàng)新能力創(chuàng)新實驗將綜合運用模擬電路、數(shù)字電路、通信原理、高頻電子線路等課程的知識，旨在提高學生分析問題、解決問題的能力，激發(fā)學生的創(chuàng)新能力。考慮到創(chuàng)新實驗工作量相對較大，一般分配6學時+課外時間完成。創(chuàng)新實驗題目以各類學科競賽中通信類題目為主（如全國大學生電子設計競賽、全國大學生智能車競賽等），選取其中難度適中的題目供學生選擇（例如：單工無線呼叫系統(tǒng)、無線環(huán)境監(jiān)測模擬裝置、簡易無線電遙控裝置等）。學生在本環(huán)節(jié)是主體，教師只需要進行相關的輔導工作。每2—3名學生組成一隊，每人既有明確的分工，又相互協(xié)作。要求每隊自主完成方案論證、自主完成硬件電路設計和軟件編程。通過這一環(huán)節(jié)的訓練，學生解決實際問題的能力有了明顯的提高。
4、結語
通信原理是電子信息類和通信類專業(yè)重要的基礎課程。本文分析了現(xiàn)有通信原理教學存在的問題，然后給出了面向綜合能力培養(yǎng)的通信原理教學方法探索，主要包括：體系化教學，優(yōu)化教學內容；互聯(lián)網+課堂教學，夯實學科基礎；關注學科前沿，培養(yǎng)綜合素質；創(chuàng)新實踐教學，提升綜合能力等四個方面。分別選擇我校電子信息工程和通信工程專業(yè)的學生于2017年秋和2018年春進行通信原理教學改革試點，學生的綜合能力培養(yǎng)有了明顯提升，師生評價良好。
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