增強通信原理課程教學效果的方法探討

錢永青

（武漢輕工大學電氣與電子工程學院，湖北 武漢 430048）

0 引言

通信原理課程屬于電子信息類專業的核心必修課，而學生在學習此課程之前一般要先學習像信號與系統這樣的專業基礎課。雖然之前已經學習掌握了一些相關專業基礎知識，但是學生在學習通信原理這門課程時還是會遇到一些困難，以至于學習效果不佳[1]。為了能讓學生更有效地學習通信原理這門課程，筆者結合自身的一些教學經驗，探討如何能增強通信原理課程的教學效果。

1 知識點實例引導

通信原理課程的特點為，數學公式以及數學推導較多，理論性較強且比較抽象。因此，通信原理的授課需要理論聯系實際且靈活多變，而不能照本宣科滿堂灌。教師只有把一成不變的知識點進行靈活的類比講解[2]，學生才會對知識點的理解更加深入，本課程的教學效果隨之增強。 例如，在講解通信系統這個知識點時，涉及很多系統模塊，如果直接照本宣科講解，那么學生對知識點的理解就不深刻。而筆者在講授通信原理課程時使用了無線擴音器，并以無線擴音器作為通信系統的實例進行引導講解。 具體來說，無線擴音器在工作時，聲音首先通過麥克風（通信系統信源模塊）轉換為電信號，然后把此電信號傳輸給發送設備（發送模塊），發送設備把原始電信號進行相應的處理然，后通過電磁波傳輸給接收設備（接收模塊），最后經過接收設備處理后的電信號被信宿還原為語音。通過現場演示講解無線擴音器，學生對通信系統整個框架有了更為深刻的認識。因此，在講授通信原理課程時，知識點的實例引導會提高學生學習的興趣，也會增強課程的教學效果。

2 學科前沿知識引入

通信原理課程中的相關知識基本是本學科比較基礎的知識。 而在高速發展的信息時代當中，通信理論的發展也是日新月異。 因此，在通信原理課程的授課當中，適當地引入一些與本課程相關的學科前沿知識顯得尤為重要，這也可以增強學生對通信相關知識的求知欲。 例如，在通信原理課程中有一個非常重要的知識點，即奈奎斯特抽樣定理。 而近期出現的壓縮感知理論突破了傳統的奈奎斯特抽樣定理的束縛，它能用遠遠低于奈奎斯特抽樣定理所要求的抽樣頻率，實現精確地恢復原始采樣信號。在講解奈奎斯特抽樣定理時，適當引入學科前沿壓縮感知理論進行對比教學， 不僅讓學生接觸到了本學科相關的學科前沿知識，并且加深了學生對抽樣定理的理解。所以，在通信原理課程授課中適當引入學科前沿知識，也會增強本課程的教學效果并對學生未來的學習科研有所幫助。

3 優化教學方式

3.1 引入討論課

在國外高校授課方法中，各種各樣的課程普遍都會設置集體討論課。而在我國高校，教師主動講授、學生被動學習的授課模式已經根深蒂固，師生課堂上的互動交流明顯偏少。 因此，依據學生對本課程的學習進度，應該增加階段性集體討論課。具體來說，可以在每一章內容講授完之后， 集中組織一次主題討論課。例如，緒論這一章講授完之后，可以把通信系統作為本章主題進行集體討論（如日常生活中有哪些常見的通信系統；這些通信系統由哪些模塊組成；這些模塊實現哪些功能等）。這樣一來，學生對本章知識點的認知更加直觀、理解更加深入，也有利于學生后續章節知識點的深入學習。

3.2 引入翻轉課堂

在我國傳統的高校課堂授課模式中，一直存在著教師講授為主的方式。近年來出現的翻轉課堂授課方式對提升傳統高校授課效率有一定的借鑒意義[3]。 適當引入翻轉課堂，讓學生反客為主，以換位的角度進行學習，將會充分發揮學生學習的主觀能動性。例如，在每一章選取適當的知識點讓學生提前備課講解，而教師當學生進行聽課提問，以此增加學生的學習參與度，并可以讓學生對知識點的理解更加深刻，同時也增強了本課程的教學效果。由于翻轉課堂是學生由傳統的被動學習變為主動學習，因此學生參與翻轉課堂需要有一定的知識基礎并耗費較多時間進行主動學習。所以筆者認為，要根據學生的實際能力，適當讓學生參與翻轉課堂才能保證較好的教學效果。

4 優化組課方案

目前，通信原理課程在中國高校的不同學科專業設置的學時有所不同，其中理論學時一般為40～60 學時（實驗學時為8～16）。武漢輕工大學電氣與電子工程學院（以下簡稱“我院”）所采用的組課方案為54 理論學時、10 實驗學時。我院有電子信息工程專業，也有通信工程專業， 但是針對兩個不同專業的學生，64 學時的授課內容基本完全相同。 為了讓電子信息工程專業和通信工程專業的學生在學習后續專業課程時能與本課程銜接得更加緊密，筆者認為，針對兩個不同專業的學生可以進行組課方案優化。 例如，我院采用的是樊昌信編著的《通信原理》（第七版）教材[4]，針對電子信息工程專業的學生可以采用第一章、 第三章、第四章、第五章、第六章、第七章、第八章、第十章的組課方案； 針對通信工程專業的學生可以采用第一章、第四章、第五章、第六章、第七章、第八章、第九章、第十章、第十三章的組課方案。

5 優化實驗教學

5.1 優化實驗方案

我院的通信原理實驗授課有兩種方案：第一種方案為理論授課結束之后再進行實驗授課；第二種方案為理論授課與實驗授課同步進行。我院教師實驗授課普遍采用的為第一種方案。雖然第一種實驗授課方案可以實現實驗教學的連續性，但是也失去了理論授課與實驗授課的同步性。實驗教學本來就是讓學生更深入地理解理論知識，而理論授課與實驗授課的不同步實際上會或多或少妨礙學生對知識的及時消化吸收。因此，教師授課時應盡量保證實驗授課與理論授課的同步性，以便學生在學完理論知識后能及時消化吸收所學理論知識。

5.2 優化實驗方式

通信原理課程的實驗教學可以使用計算機軟件編程進行授課。在我國高校，使用這種上機實驗授課已經廣泛存在。 我院也是采用計算機上機進行通信原理的實驗教學，平均每一章會有1～2 個學時的實驗。雖然使用計算機進行實驗教學比較方便， 但是學生在使用軟件編程時也有一些明顯的問題。例如，有些學生從網上下載實驗程序直接使用等。為了增強實驗教學的效果，在實驗授課中可以采用計算機上機以及硬件實驗相結合的方式，采用一些方便學生操作的硬件實驗項目，讓學生在實驗學習中既有動腦的軟件編程， 又有動手的硬件操作，以提高學生理論聯系實際的能力。

6 結論

通信原理課程為電子信息類專業的一門核心必修課，其知識點繁雜，理論性較強，并且對數學要求高，屬于較難學的一門理工科課程。 為了提高學生對通信原理課程的學習興趣以及學習積極性，從而增強本課程的教學效果，筆者從五個方面做了一些課程教學探討。 雖然在優化教學中已經取得了一些積極效果，但是教學本身也是因時而異、因地制宜，因此在未來的授課當中還要繼續積累教學經驗，不斷提高教學效率。