探索多角度高效的《通信原理》混合式教學模式

李殊瑤

（武警工程大學 陜西·西安 710086）

0 緒論

《通信原理》是通信工程專業(yè)的基礎課程，是信息化建設重要的專業(yè)技術理論支撐。該課程是通信工程專業(yè)知識結構體系中承前啟后的一門課，以信號與系統(tǒng)、模擬電子線路等課程為先修課程，又是后繼專業(yè)課程如移動通信、衛(wèi)星通信、交換原理等的基礎，對于學生獲取通信專業(yè)基礎知識，提高專業(yè)技術基本素養(yǎng)，加強從事信息化建設專業(yè)能力具有不可替代的作用。該課程使學生深入掌握通信基本理論，全面建立通信系統(tǒng)概念，熟練使用數(shù)學工具進行通信系統(tǒng)的仿真和設計，具備初步設計和實現(xiàn)基本通信系統(tǒng)模型的能力。

1 教學內容整合與梳理

本課程的教學內容選擇遵循總結過去，立足現(xiàn)在，放眼未來的原則。總結過去，是對傳統(tǒng)通信理論進行梳理、整合，形成完善的理論框架；立足現(xiàn)在，是對當前應用廣泛的通信技術進行深入剖析、系統(tǒng)研究；放眼未來，是對近年來出現(xiàn)的一些通信新技術、新思想進行介紹，拓寬學術視野。課程內容體系結構涉及信息論基礎、隨機數(shù)學、信道、調制、編碼和同步技術。

經(jīng)過教學團隊全面系統(tǒng)的課程內容建設，《通信原理》課程已經(jīng)形成了以信息論基礎和隨機過程為基礎，以信道特征、模擬調制技術、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)為過渡，以新型數(shù)字調制技術、信源和信道編碼技術、網(wǎng)絡同步技術為重點的完整的知識體系結構。《通信原理》實驗教學內容形成了從理論驗證實驗到系統(tǒng)仿真設計實驗，再到功能硬件實現(xiàn)實驗的循序漸進綜合性實驗模式。教學目的是通過對課程的學習，使學生能初步了解信息論基礎和隨機數(shù)學的基本理論，掌握信道的分類特點及其對信號傳輸?shù)挠绊懀煜じ鞣N模擬調制系統(tǒng)和數(shù)字調制系統(tǒng)的有效性和可靠性分析，熟悉數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)的特點規(guī)律，掌握抽樣、量化、編碼的信號數(shù)字化方法，對信號最佳接收、信道編碼技術、同步技術有著深入的把握，基本上能夠全面系統(tǒng)掌握通信及相關專業(yè)學習所需的基本通信理論。

2 新型教學條件創(chuàng)設

教材建設方面，教學團隊確定了課程授課教材，指定了教學輔助教材，編寫了通信原理實驗指導教材。

擴充性資料使用方面，編制完成了試題庫，開發(fā)成功了網(wǎng)絡教學系統(tǒng)和課程網(wǎng)站，建立了書籍、期刊、論文等形式的擴充性資料庫，便于學生課余鞏固知識點，繼續(xù)探索和加深對教學內容的認識，同時利于多層次教學，學有余力和興趣濃厚的學生可以豐富知識。

實驗條件方面，完成了開設實驗所需的實驗箱、示波器、微機、元器件及工具的建設。確立了驗證實驗教學、仿真設計教學、電路制作教學的綜合實驗教學模式。另外，在驗證性實驗基礎上，開設軟件仿真實驗教學和硬件電路制作實驗教學內容，編寫了配套的實驗教材。通過多種手段反復實踐，使學生初步具備了利用數(shù)學仿真工具進行小型通信系統(tǒng)設計完善的能力，利用元器件實現(xiàn)常用通信單元模塊功能的能力。在畢業(yè)設計和課外科研活動中，學生較強的動手能力和清晰的專業(yè)思維方式都得到了明顯體現(xiàn)。

網(wǎng)絡教學平臺將優(yōu)秀教學資源劃分成各種素材，進行系統(tǒng)化、科學化的分類，并以多媒體化的電子信息形式存儲于各種數(shù)據(jù)庫中，構建成統(tǒng)一的教學資源庫，形成數(shù)字化的電子圖書館，為學員提供內容豐富的優(yōu)秀教學資源，教學資源包括媒體素材庫、試題素材庫、網(wǎng)絡課件庫、文獻資料庫等。

3 多層次混合式教學方法教學手段并舉

（1）對課程知識體系進行有機整合，實現(xiàn)教學內容理論性、實踐性和新穎性優(yōu)化組合。為打破教材限制，課程團隊從專業(yè)培養(yǎng)目標出發(fā)，對課程涉及的知識點進行全面梳理，保證基本原理、基本概念和基本技術的知識結構系統(tǒng)統(tǒng)一。除基礎內容的教學外，我們還對本課程的一些前沿內容通過各種各樣的教學手段貫穿在本課程的教學中。通過在理論授課中介紹新技術，在設備教學中介紹新設備，在研發(fā)性實踐教學中介紹新思想，拓寬學生的專業(yè)視野，激發(fā)學生的學習興趣。

（2）改變以教師為中心的教學模式，注重學生自主學習和研討交流。要求教學重心實現(xiàn)最大程度的遷移，使學生能用已有的知識解決新環(huán)境中發(fā)生的新問題。課程團隊更多地關注學生自主學習，注重組織學生交流，更強調將課堂教學與實踐動手，獨立思考和研討交流相結合。

（3）通過實踐教學將理論驗證與工程應用相結合，注重職業(yè)能力培養(yǎng)，激發(fā)創(chuàng)新思維。首先從實驗內容上進行逐一論證篩選并確定選后順序；然后從實驗法方式上克服時間和地點限制，定時開放實驗室，加強課余時間的實驗指導；最后采用不拘一格的實驗考核方式，以學期為時限，以獨立制作成功可實現(xiàn)預定功能的系統(tǒng)為合格標準，通過以上舉措，使學生可以進一步增強動手能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

4 課程改革創(chuàng)新

以教學大綱為依據(jù)，以推進教學改革、促進教學質量提高為目的，課程團隊從教、學、考三個方面，重點加強教學內容優(yōu)化，激發(fā)學員生興趣，增強學生的理解力，進一步提高課程教學水平和人才培養(yǎng)質量。

（1）遵循職業(yè)需求、注重基礎、適度超前的教學計劃制定——“三維一體”教學理念。

踐行價值塑造、能力培養(yǎng)和知識傳授這個“三維一體”教學理念，按照人才培養(yǎng)目標、實現(xiàn)路徑、學情等特色，因地制宜。在授課內容選擇上，我們平衡設計目標導向、基礎性、超前性。要求課程內容設置必須綜合考慮技術發(fā)展趨勢和人才需求。在授課內容順序上，將教材邏輯順序與學生的認知、情感發(fā)展順序統(tǒng)一起來，并考慮到科研研究和學術發(fā)展的演進。

（2）以能力培養(yǎng)為導向的教學方法設計——“支架式”教學策略。它是根據(jù)維果斯基的最鄰近發(fā)展區(qū)理論，對較復雜的問題通過建立支架式概念框架，使得學員自己能沿著支架逐步攀升，從而完成復雜概念意義構架的一種教學策略。基于教師對課程整體把控，為學生建構一種對知識理解的概念框架用于促進學生對問題的進一步理解。

（3）部分模塊多角度教學方式設計——“五角度”授課方式。

課程在一些知識模塊上采用“支架式”教學策略，還有一些模塊依據(jù)“五角度”授課：工程實踐、方法論、最新發(fā)展、知識形成過程、相關學科理論關聯(lián)，開闊學員的視野，激發(fā)學生興趣。

（4）構建共同生長的學習生態(tài)——“四位一體”的學習生態(tài)。

課程設計不僅僅是課程及其排列順序，而是把課程擴展為包括資源在內的整個教學系統(tǒng)，即一個由教師、學生、課程資源與課堂構成生態(tài)系統(tǒng)。為此，我們構建由課程教學、線上資源、任課老師答疑、培優(yōu)計劃，形成的“四位一體”的生態(tài)系統(tǒng)，通過課內與課外的銜接、教師與學生的互動，實現(xiàn)學生與教師彼此了解，共同成長的目的。

（5）教學手段創(chuàng)新——線上線下混合式教學模式。

除了傳統(tǒng)板書和PPT，我們引入了雨課堂。雨課堂是學堂在線與清華大學在線教育辦公室共同研發(fā)的智慧教學工具，將信息技術手段融入到PowerPoint和微信，教師可以將帶有MOOC視頻、習題、語音的課前預習課件推送到學生手機端，師生溝通及時反饋；課堂上實時答題、彈幕互動，為傳統(tǒng)課堂教學師生互動提供了完美解決方案。將課前—課上—課后的每一個環(huán)節(jié)都賦予全新的體驗，在課外預習與課堂教學間建立溝通橋梁，讓課堂互動永不下線，同時科學地覆蓋了課前—課上—課后的每一個教學環(huán)節(jié)，為師生提供完整立體的數(shù)據(jù)支持，個性化報表、自動任務提醒，讓教與學更明了。

5 小結

任何學習的過程都如曲徑通幽，在通信原理的教學過程中，踐行“三維一體”教學理念、“支架式”教學策略、“五角度”授課方式、“四位一體”學習生態(tài)、“線上線下”混合式教學模式，用探索的激情感染學生，嚴密的推理征服學生，高效的互動激發(fā)學生，通過實際的應用，讓學生學有所用、學有所為，將其帶入高境界、高層次、高效率的教學之中，任重而道遠。