《通信原理》課程教學方法點滴談

孫云山　張立毅　耿艷香

摘要：本文闡述了《通信原理》課程教學中采用的問題式教學、啟發式教學、建構主義教學和研究式教學等教學方法，分析了不同教學方法的特點及應用，對其他課程教學具有一定的借鑒和指導作用。

關鍵詞：《通信原理》；教學方法；問題式教學；啟發式教學；建構主義教學；研究式教學

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）06-0215-02

《通信原理》課程是電子、信息、通信專業的一門必修的專業基礎課，也是通信類考研必考的課程之一[1]。主要講授現代通信系統的基本原理、基本性能和基本分析方法，培養學生熟悉通信系統的基本構成，了解通信系統的技術指標及改善系統性能的一些基本技術措施，掌握模擬通信和數字通信系統信息傳輸的基本原理及分析方法[2]。《通信原理》課程具有抽象概念多、數學推導多、邏輯性強、基礎性強的“兩多兩強”特點，如何根據不同的教學內容，選用適合的教學方法是提高課堂教學效果的主要途徑之一，筆者根據多年的教學經驗，選用了不同的教學方法。

一、問題式教學

基于問題的學習（Problem-Based Learning，簡稱PBL）是以問題為基礎、以學生為主體、以教師為導向、以培養學生能力為教學目標的啟發式教學模式。由美國神經病學教授Howard Barrows于1969年在加拿大麥克馬斯特大學（Mcmaster University）創立。它強調把學習置于復雜的、有意義的問題情境中，通過讓學習者組織團隊解決實際問題，獲得自主學習與協作學習的能力和高效解決問題的技能。其精髓在于發揮問題對學習過程的指導作用，調動學生的主動性和積極性，是近年來國際上受到廣泛重視、并已成為目前西方主流的教學模式之一。根據《通信原理》課程內容，我們設計了“抓住一條主線，理解兩個指標，掌握三種調制，把握四個準則，設置N個問題”的PBL教學方案，即抓住一個主線——抗干擾，理解兩個指標——有效性和可靠性，掌握三種調制——幅度調制、頻率調制和相位調制，把握四個準則——香農公式、奈奎斯特第一準則、奈奎斯特第二準則和抽樣定理，設置N個問題——每章根據課程內容列出30個問題。在授課前，將PBL教學方案介紹給學生，使學生對課程內容有所了解，學有目的，學有重點；在授課過程中，將其融合到課程教學內容中，使學生前后聯想，融會貫通；在復習階段，讓學生自行總結，理解掌握。通過PBL教學模式的實施，明顯增強了學生對課程內容的理解、掌握程度。

二、啟發式教學

啟發式教學是根據教學目的、內容、學生的知識水平和知識規律，運用各種教學手段，采用啟發誘導的方法傳授知識、培養能力，使學生積極主動地學習，以促進身心發展[3]。啟發式教學思想歷史悠久，可以追溯到孔子《論語·述而》“不憤不啟，不悱不發；舉一隅而不以三隅反，則不復也”。顧名思義，啟是開啟、啟迪，發是激發，開啟、啟迪的工作要由教師來做，而激發則要落實到學生身上，激發他們的學習興趣、想象力和創新精神，這也正是對“學生為主體，教師為主導”這一現代教學觀的最好詮釋[4]。在《通信原理》教學過程中，一是善于掌握學生的學習心理，利用學生過去所學的知識，引申到課程教學內容中。如在講授隨機信號分析時，首先講授數學期望、方差等學生熟悉的概念，然后引出自相關函數、互相關函數、自協方差、互協方差的概念，進而推導出自相關函數與功率譜密度函數的關系——互為傅立葉變換和反變換，這樣使得學生將所學知識前后聯系，利用理解掌握；二是利用學生熟悉的事物啟發學生的思考，加深學生的理解。如在講授信號復用方式時，大家熟知的電視、固定電話、手機（第三代移動通信）就分別采用了頻分復用（FDM）、時分復用（TDM）和碼分復用（CDM），使學生對這三個概念有了更深刻的理解。三是善于啟發學生掌握分析方法和技巧，俗話說“授人以魚，不如授人以漁”，教學生不僅要教知識，更重要的是教方法。如在講授二元基帶通信系統的抗噪聲性能時，在已知0、1信號的先驗概率P0和P1的條件下，先講授0、1信號所服從的概率密度函數f0（x）和f1（x），然后再確定最佳判決門限電平V0，這樣V0就將定義域劃分為D0（-∞，V0）和D0（V0，+∞）兩個區域，最后便可三、建構主義教學

建構主義教學法是基于建構主義理論的一種教學方法。建構主義理論最早可追溯到瑞士的皮亞杰（J.Piaget）[5]。建構主義教學法強調以學生為中心，學生由知識的被動接受者轉變為信息加工的主體和主動建構者；教師由知識的傳授者、灌輸者轉變為學生主動建構的指導者、協助者、促進者，利用情境、協作、會話等學習環境要素充分發揮學生的主動性、積極性和首創精神，最終達到使學生有效地實現對當前所學知識的意義建構的目的[6]。目前，比較成熟的有拋錨式教學、支架式教學和隨機訪問式教學等方法。在《通信原理》教學過程中，根據不同的教學內容，采用不同的教學方法。首先在每章講授開始前，先給出本章的知識框架結構圖，形成一個完整的知識單元，使學生對本章知識既有一個全面的了解，又引起濃厚的學習興趣；隨后根據知識框架結構給出30個問題，將復雜的學習任務加以分解，逐步將學生的理解引向深入；在講授過程中，隨著講授內容的進行，逐個問題便被一一解決。做到了知識點的碎片化理解和知識體系的完整化掌握。

四、研究式教學

研究式教學是融知識傳授、能力培養和素質提高為一體的創新教學模式，有助于解決學生在校學習時間的有限性與科學知識增長的無限性之間的矛盾，是探索使學生的知識水平、創新能力和綜合素質協調發展、全面提高的教學模式[7]。研究式教學法最早由美國教育學家杜威提出，后經施瓦布、杰羅姆、皮亞杰等人歷經數十年的不斷探索而逐漸完善[8]。研究式教學法的核心思想是在教學過程中，教師并不直接把現成的知識傳授給學生，而是以學生獨立自主學習和合作研究為前提，引導學生根據教師提供的課題要求，通過查閱資料、分析研究和實驗驗證等途徑去進行獨立探究，有利于發展學生的創造性思維，激發學生探究科學的興趣，培養學生獨立發現問題和分析問題的能力，為終身學習和工作奠定基礎。在《通信原理》教學過程中，一是將課程內容引申為畢業設計課題，如根據模擬調制，設計了“電視9頻道調制器的方案設計與成本核算”，既使學生掌握殘留邊帶模擬調制的基本原理，又使學生了解電視頻道調制器的組成原理、市售射頻調制電路集成塊的結構及外圍電路設計，同時掌握成本核算方法，培養學生的工程意識等。二是將課程內容引申為大學生訓練計劃項目和大學生創新創業訓練計劃項目，如根據自適應均衡器，設計了“神經網絡在自適應均衡技術中的應用研究”，學生通過研究，先后在《天津商業大學學報》發表了兩篇研究論文“基于遞歸對角神經網絡自適應均衡算法的研究”和“時變步長自適應均衡算法的設計與仿真”。這樣不僅利于學生掌握課程教學內容，而且還引申和擴展了教學內容，培養了學生的科研意識和科研能力。在教學活動中，教師是主角，學生是主體，教學的目的是讓學生理解掌握課程教學內容。教有法而法不定，教有技而技無窮，因此需要根據不同的教學內容和不同的學生群體，采用不同的教學方法，努力提高教育教學質量。

參考文獻：

[1]嚴紅麗，程學彩.《通信原理》課程教學改革與探索[J].赤峰學院學報（自然科學版），2016，32（1）：263-264.

[2]張立毅，孫云山，劉婷.科學發展觀指導下的通信原理課程教學[J].高等理科教育，2011，（4）：126-128.

[3]徐紅，彭宏，吳濤.“通信原理”課程問題引導的啟發式教學[J].電氣電子教學學報，2015，37（2）：67-69.

[4]吳翊.啟發式教學再認識[J].中國大學教學，2011，（1）：67-68.

[5]李旭，常曄，常麗敏，等.新建構主義理論支撐的微課程教學設計[J].教育教學論壇，2016，（43）：168-169.

[6]唐小蘭，劉英菊.建構主義教學理論在無機及分析化學教學中的探索與實踐[J].大學化學，2016，31（7）：34-38.

[7]喻國華.研究式教學模式探究[J].教學與管理，2006，（6）：74-75.

[8]王國梁.高校人文地理學探究式教學模式實踐[J].中國大學教學，2010，（7）：51-54.