基于智慧教學工具的《通信原理》在線教學探討

張順外 何雪云

摘要：隨著互聯網特別是移動互聯網的發展與普及，在線教育受到越來越廣泛的關注。近年來，在線教學已成為高等教育發展新趨勢。本文以《通信原理》課程在線教學為例，為進一步提升在線教學效果，基于雨課堂、在線慕課等智慧教學工具，對包括課前準備、課堂教學、課后作業與輔導、在線實驗等在線教學全過程進行相關探索，獲得了較好的教學效果和一些有價值的經驗。

關鍵詞：在線教學;智慧教學工具;通信原理;教學探討

中圖分類號：TN911? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）02-0093-02

1 引言

隨著信息通信技術的進步，特別是互聯網和移動互聯網的發展與普及，人們可通過互聯網跨越時空學習、工作和生活。通過互聯網開展在線教學，可實現突破空間、地點、時間等條件限制的教與學。與傳統教學方式相比，在線教學為學習者提供了更便捷、更自由、更廣泛的學習途徑，其主要優勢包括：1）突破時空與地域限制，無論何時何地均可學習;2）可根據個人特點和內容難易程度等，自己分配學習時間進行個性化的針對性學習;3）在線教學以學生為主體，有利于培養自主學習能力;4）教學工具與教學資源豐富。

近年來，在線教學成為高等教育發展新趨勢。特別是受年初突如其來新冠肺炎疫情的影響，各高校無法正常開展線下教學工作，在教育部印發的《關于在疫情防控期間做好普通高等學校在線教學組織與管理工作的指導意見》指引下，各高校紛紛采取線上方式開展教學工作，以實現“停課不停教、停課不停學”目標。

在線教學方式的廣泛應用進一步促進了各種智慧教學工具的誕生和發展，智慧教學工具對在線教學的有效實施尤為重要。目前實現在線教學的智慧教學工具主要有雨課堂、在線慕課、騰訊課堂、騰訊QQ群分享屏幕等。雨課堂是學堂在線與清華大學共同研發的一種互動式智慧教學工具，可將各種豐富的教學資源融入幻燈片，并隨時推送給學生;同時提供教學全過程的數據分析，包括隨堂測驗、課后習題等各個階段的學習數據及分析結果等。慕課為大規模開放在線課程，中國大學MOOC（慕課）是由愛課程網與網易云課堂共同打造的中文慕課學習平臺，提供包含國家精品在線開放課程在內的千余門課程。騰訊QQ群具有廣泛的用戶基礎，通過組建課程教學QQ群，在課堂上可通過共享屏幕的方式開展在線直播教學，同時也便于師生課后線上答疑輔導等溝通交流。

南京郵電大學作為一所以信息為特色的高等院校，較早地開展了在線教學的探索和實施，目前已有50余門精品在線開放課程對外開課，并利用校外在線開放課程資源組建了眾多我校專屬的在線開放課程SPOC教學班。《通信原理》[1]為高等院校面向信息類專業開設的重要專業基礎課，其在線課程建設受到學校的高度重視。自2017年始，南京郵電大學就在中國大學MOOC上開展了《通信原理》的在線慕課教學，截至目前已有累計超過5萬名學生參加了慕課在線學習。諸多教學專家與教師對該課程的傳統教學方法或混合式教學方法進行了頗有成效的探討[2-4]。

近年來，在開展《通信原理》在線教學的基礎上，總結出在線教學可能會存在以下問題或難點：1）老師與學生之間缺乏充分的交流互動;2）缺乏線下課堂的學習氛圍;3）實驗或實踐環節難于有效開展。針對上述問題，可通過相應的智慧教學工具解決，故筆者對采用智慧教學工具的《通信原理》在線教學方式展開探討，以期提升在線教學效果。

2 基于智慧教學工具的在線教學

針對上述在線教學可能存在的問題和難點[5]，為進一步提升在線教學效果，筆者基于智慧教學工具，對《通信原理》課程在線教學全過程進行了相關探索。通過結合使用雨課堂、在線慕課、騰訊QQ群分享屏幕、在線實物實驗平臺等多種智慧在線教學工具，實現課前準備、課堂教學、課后作業與輔導、在線實驗等整個教學全過程的有效開展。

2.1課前準備

傳統的線下教學課前準備工作較單一，主要包括熟悉教學內容與制作課件PPT等，線上教學要達到好的教學效果，課前需要做的準備工作較多，而且尤為重要。就筆者而言，基于在線慕課、雨課堂智慧教學工具開展的《通信原理》課前需做如下準備。首先，應掌握雨課堂等智慧教學工具的使用，并指導學生熟悉智慧教學工具，組建雨課堂班級并通知學生加入。其次，通過智慧教學平臺提前發布共享資料，如在線慕課觀看網址、課件PPT等，以便學生提前預習。在每次上課前，應制定好學習在線慕課的內容范圍，針對《通信原理》課程理論性較強，存在不少重點難點，僅僅依靠在線慕課學習難于掌握，應針對性地提前做好重點難點歸納總結，以便在課堂上直播做必要的補充講解。為課堂上與學生有充分的交流互動，應提前通過雨課堂準備隨堂測試題，以及時獲悉學生對知識點的掌握情況。比如，在學習單工通信、半雙工通信，全雙工通信概念時，本人就提前準備了一道雨課堂隨堂測試單選題，如 （1） 下列屬于全雙工方式通信的有____：A. 廣播;B. 電話;C. 對講機;D. 遙控。

2.2課堂教學

在課堂教學過程中，主要基于在線慕課、雨課堂、騰訊QQ群分享屏幕等三種在線教學工具。具體實施過程如下， 首先，在中國大學MOOC在線觀看《通信原理》相應章節的慕課視頻，視頻是授課團隊在多年教學實踐基礎上充分準備、精心制作的，具有很高的教學價值。但是，由于在線學習慕課視頻期間，缺乏學生與老師的交流互動，故時間不宜過長，對于45分鐘一堂課而言，在線學習約20分鐘較為合適。然后，為了加強課堂上與學生的交流互動，并及時了解學生對知識的掌握情況，通過雨課堂發布隨堂測試題，并設定規定的答題時間，如10分鐘之內解答，我們能夠在課堂上及時了解學生的學習情況。比如，在學習信道中的噪聲與信道容量相關知識點時，筆者在雨課堂發布了9道客觀題作隨堂測試，答題結束后，即時得出相關數據與分析結果如圖1。

由于在線慕課面向的是來自不同背景的學生，以南京郵電大學為例，學習《通信原理》課程的學生有分別來自通信、電子、自動化、測繪等多個專業。針對不同背景的學生，在學習在線慕課基礎上，我們應通過騰訊QQ群分享屏幕等直播工具對教學內容進行相應的補充，并根據雨課堂隨堂測試的結果特別是學生解答錯誤較多的內容補充講解。

2.3課后作業與輔導

每次在線課堂教學結束后，可根據雨課堂隨堂測試反饋的結果，對學生學習《通信原理》相關內容中碰到的共性問題，整理課后學習輔導資料，上傳到雨課堂課件庫中，以供學生補充學習;對某些同學碰到的個別問題，也可通過騰訊QQ等即時通信工具進行點對點輔導。同時，可通過雨課堂或騰訊QQ群“作業”功能發布課后作業，同時設置提交截止時間;通過在線作業批改功能，對學生完成的作業在線批注和點評，及時將結果反饋給學生。

2.4在線實驗

《通信原理》作為一門專業基礎課，課內實驗能夠加深學生對通信理論與通信技術的理解，特別是對培養學生的動手實踐能力尤為重要。在線教學過程中，若僅僅讓學生通過軟件進行在線仿真實驗如基于Matlab仿真，實驗效果則大打折扣。南京郵電大學《通信原理》課程組教師經多方調研，最終確定使用智慧在線實物實驗平臺來完成實驗。在校園內部署服務器并配備能支持整個班級學生同時使用的硬件，學生只需要登錄在線實驗網址，即可進行在線實物實驗。如在進行差分相移鍵控 （Differential Phase Shift Keying，DPSK） 實驗時，如圖2所示，可實時通過示波器觀察各個端口的波形，并能測試不同信噪比下系統的誤碼率。

基于在線實物實驗平臺進行在線實驗具有以下優勢：1）實驗結果真實，在線實驗是遠程實物實驗，而不是軟件仿真類實驗，在線實物實驗得到的實驗結果與線下實驗箱測試獲得的結果完全相同;2）平臺具有實驗管理功能，實驗結果的截圖包含學生的姓名學號等信息，有效避免了學生使用他人實驗結果;同時平臺還有實驗報告在線收集與評閱功能，方便評價實驗完成情況。

3 結束語

本文以《通信原理》在線教學為例，通過采用雨課堂、在線慕課、在線實物實驗平臺等相應的智慧教學工具，較好地解決了在線教學諸如缺乏充分的交流互動、缺乏線下課堂的學習氛圍、實驗或實踐環節難于有效開展等問題。希望筆者的相關探索能起到拋磚引玉的作用，與各高校任課教師一道共同推動《通信原理》在線教學的發展。

參考文獻：

[1] 樊昌信.通信原理[M].北京： 國防工業出版社， 2014.

[2] 張順外.面向大信息的《通信原理》教學探索[J].科技創新導報，2015（31）：230-231.

[3] 束鋒， 邱文教， 孫錦濤. 通信原理課程教學改革[J].電氣電子教學學報， 2006，28 （1）： 23-25.

[4] 雍玲， 雷菁， 黃英. 《通信原理》課程教學改革初探[J]. 高等教育研究學報， 2006，29（2）： 50 -52.

[5] 李勇軍. 與線下教學“實質等效”的高校在線教學模式[J]. 計算機教育， 2020 （11）：17-20.

【通聯編輯：梁書】