“通信原理”课程教学改革探索.doc

“通信原理”课程教学改革探索基金项目:本文系首都师范大学探究课程建设资助项目的研究成果。 “通信原理”是电子信息类学科非常重要的专业必修课,同时也是高校电子信息类专业硕士研究生入学考试的必考科目。本课程的主要特点首先是理论性强、内容丰富、概念抽象、公式多、原理复杂,对数学基础及其应用能力要求较高;其次其先修课程起点较高,“通信原理”的先修课程为“信号与系统”、“高频电子线路”等专业基础课,这些先修课程的理论性也很强,这些因素都为本课程的学习造成了一定的障碍。1 为了提高“通信原理”课程的教学质量,改善教学效果,培养和提高学生分析问题和解决问题的能力,近年来,我们进行了“通信原理”课程建设,对本课程的教学内容、教学手段以及实践环节等方面进行了改革和探索,并且取得了一定的成效。 一、课程教学改革的探索 由于信息技术的快速发展,“通信原理”这门课程的重要性表现得越来越突出,但本课程概念比较抽象,涉及的知识面较广,学生学习有一定难度,因此就要对传统的教学方法进行改革,以提高学生的学习兴趣、学习积极性和学习能力。 1.精选教材与教学内容 本课程选用由樊昌信等主编的经典教材通信原理(第六版),本教材历经多次修订,新版教材在内容上保持了知识体系的完整性和系统性,非常适合本专业的学生。 电子信息工程系“通信原理”课程理论课时为54学时,课时比较紧张。在有限的时间内对本书的所有知识点进行全面讲解并不现实,因此对于教学内容进行合理的筛选就显得尤其重要。 “通信原理”课程的主要内容包括两大部分:模拟通信和数字通信。在实际的授课中,本课程的主线是通信原理概述模拟通信系统数字通信系统差错控制编码。模拟通信的部分内容在“高频电子线路”课程中已经讲过,因此模拟通信部分略讲。由于数字通信技术的发展和广泛应用,新的数字载波调制技术不断涌现,所以调整了授课的重点,重点介绍数字通信以及新的数字载波调制技术。 经过以上教学内容的改革,学生在学习过程中相对容易,提高了学习兴趣。同时我们也注意及时更新教学内容,加入通信行业前沿知识,提升学生对“通信原理”课程的学习兴趣。 2.教育思想观念的改革 在传统的教育模式下,学生理论联系实际能力差。很多学生不会利用图书馆和网络获取更多信息,收集利用信息的技能和方法欠缺,学生的创新精神和创造力差。要想改善目前这种状况,需要我们更新教育教学观念,要对课堂教学模式和实验教学模式进行深层次的改革,要教会学生学习,尤其要培养学生的自主学习能力,培养学生独立思考、独立解决问题的能力以及动手能力。 针对首都师范大学(以下简称“我校”)学生的特点,因材施教,在讲授过程中,着重强调系统框架的讲解,着眼于加强基本概念的讲解,适量简化纯数学推导的过程,让大部分学生能够理解,尽可能多地介绍能用软件实现的方法,以取代传统的硬件实现电路,减少过时的技术内容并增加新型通信技术原理的介绍。 3.教学方式与手段的改革 “通信原理”课程是一门公式和推导相对较多的学科,侧重理论分析,同时又与实践有着密切的联系,内容覆盖面广,学时少。如何采用合适的教学手段来传递教学内容是一个很关键的问题。传统的单一化和灌输式教学方式已经不适合目前的教学,启发式、探究式教学方式目前是我们探索的重点。2在授课过程中,我们避免采用“注入式”灌输理论知识,而采用提问和引导思考的方式,循序渐进地诱导、启发、鼓励学生对问题和现象进行思考、讨论,让学生不仅掌握知识、理解学习的过程,而且还能够掌握获取知识的方法,促进学生“学会学习”。对于某些问题的讲解,提出若干种不同的处理方法,鼓励学生自己去探索正确的方法,学会分析问题的能力。3 在教学手段的应用上,做到多种手段相结合,按照内容情况灵活应用,如采用多媒体课件、flash动画以及计算机仿真等方式加大课程的信息量,以形象化的方式帮助学生更好地掌握理论知识;对于课程中的理论分析、公式推导、参数计算等涉及的数学知识,我们仍然采用传统的板书,进行详细的推导,这样有利于学生对基本理论的掌握。多种教学方式相结合,既提高了教学效率,又收到了良好的效果。 此外,通信原理教学中的某些知识点单纯用口述或者一些动画很难直观形象地表达清楚,如各种通信系统中经调制后的各种信号波形图和信号频谱图等,若在课堂上手工绘制会费时费力,而且很难做到精确。因此我们采用MATLAB计算机仿真技术来进行系统分析和设计,参数可调,借助课件把各种调制波形投影出来,使课堂教学更加形象化。仿真波形如图1所示。4节省下来的时间教师可以与学生展开更加自由灵活的讨论,使复杂艰难的认识活动变得简单而轻松,最大程度地调动学生的主观能动性。另外,从学生的角度来看,可以减少被动的等待,增加了学习的时间,扩大了知识的容量,并把被动学习转化为主动学习,在学生和教师之间提供了较多的思考和研讨机会,提高了学生的应用和思维能力,也增强了学生的学习兴趣与动力。 在教学手段方面,我们依托学校网络教学环境和设备,学生在这个平台上可以完成“通信原理”课程的自主学习以及协作学习,教师也可以在此平台完成该课程的课外答疑、评价等工作。这个平台包含教案、其他网络课件、自测题、思考题、在线讨论等功能。通过各个功能,学生可以及时准确地把信息反馈给教师,教师可根据学生的理解程度调整教学方法和教学内容。 二、实验环节的教学改革 “通信原理”实验课既是理论课的基础,又与理论教学相辅相成,实验教学形象直观的特点是理论教学无法比拟的,更重要的是它更侧重于对思维方式和动手能力的培养,作为理论教学的重要补充,它在整个教学环节中具有重要地位。 “通信原理”实验课程共开设6个实验,共18学时。目前本课程中大多为验证性实验,这当然是实验教学的重要组成部分,应予以肯定。但目前的实验模式往往过于追求原理的验证而忽略了实践能力的培养,在教学实践中我们发现这种实验有一定的缺陷。比如,学生在做这类实验时往往是在制作好的实验板上测试已预留好的测试点,按实验讲义上的步骤直接测试数据和波形,根本不考虑实验的基本原理,遇到问题马上找老师。做完回去后再按讲义上给出的方法和公式整理实验报告,根本不考虑出现错误结果的原因。这种实验过程,往往是动手多,动脑少,学生甚至可以在没弄懂电路原理的情况下进行测试并写出实验报告。因此有必要对实验教学内容和方法进行改革。 首先,改进了实验讲义,把各个模块的功能详细给出,要求学生能自主地进行原理的分析,从原理中抽象出系统的框图,再按照框图用模块连接来实现功能。在某些实验中,不再设定具体的参数,而是要求学生自行设计数据,比如HDB3的编译码,学生根据自己的想法自行给出数据,并通过实验来验证结果,极大地调动了学生的积极性和主动性。其次,当学生提出问题时,不是简单地给出问题的解决方法,而是采用反问的方式帮助他们分析和寻找问题的原因,采取循循善诱的方法,学生在不知不觉间解决问题的能力得到了提高,问题就逐渐减少了(其实问题没有减少,而是他们找到了解决问题的方法)。第三,采用软件仿真与硬件实验并行的方式,软件仿真实验对于帮助学生深入了解通信系统、对通信系统进行分析设计具有重要意义。要求学生课前做好MATLAB的仿真,实现了软件仿真和实验验证同步进行,培养了学生的动手能力和创造性思维,通过自己创建的系统来进行实验更能使学生深入理解通信系统的工作原理。 通过这些措施,学生的实验兴趣和能力得到显著提高,同时对理论学习也起到了相辅相成的作用。 三、课程考核方式的教学改革 “通信原理”课程的理论与实践结合得非常紧密,因此不能仅仅通过期末笔试成绩来对学生进行评定。 我们在实际教学过程中将总成绩划分为:课程总成绩= 期末笔试成绩+平时成绩+论文。其中,平时成绩由作业完成情况、随堂测验及出勤情况组成;论文则要求学生选取一个专题或者针对某项技术做出论述,在查找资料的过程中,使他们不知不觉掌握了一些通信的最新知识,同时也提高了对课程的兴趣。成绩组成的多元化综合考虑了学生在考试之外的表现情况,更加科学地反映了学生的课程掌握程度。 四、结束语 通过对“通信原理”课程教学内容、教学手段、实践环节等全方位的改革和探索,我们在学生创新意识培养、教学手段现代化建设、教学效果的提高方面,取得了良好的成效,形成了自己的课程特色,学生的学习兴趣有了明显的提高。今后我们会不断学习新的教育理念,改进教学内容和教学模式,进一步提高教学质量,为培养高素质通信人才做出我们新的努力。