研究生“通信原理”課程教學改革與實踐

康家方 毛忠陽 王海鵬

摘? 要：結合新時代軍隊院校研究生招生培養政策制度變革，海軍航空大學課程組開展了研究生“通信原理”課程的教學改革實踐工作，在對課程知識體系重塑的基礎上，實施了全研討式教學的教學改革，取得了較好的效果：學生課堂參與程度和研討深度得到了提高，對關鍵技術知識點、整體技術體系和脈絡的理解和把握更好，并在一定程度上培養了研究生問題導向的思維方式。

關鍵詞：研究生;通信原理;研討式教學

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2021）27-0101-03

我國通信事業的飛速發展離不開一代又一代通信人的努力，其中通信相關專業的一屆屆碩士、博士研究生是通信事業發展的中堅力量，支撐并保持我國通信產業的持續繁榮[1-2]。縱觀近幾十年來世界通信技術的發展，我國在通信系統集成設計、通信技術產業化等方面取得了巨大的成就，但幾乎沒有提出過能夠形成國際影響力、足以改變通信技術發展進程的技術理論，創新型通信技術人才的培養任重而道遠[3-5]。

研究生“通信原理”課程是信息與通信工程一級學科下通信與信息系統二級學科的核心專業基礎課程，也是信號與信息處理等其他學科的重要專業課程之一。本科階段“通信原理”教學側重于增強學生對基本概念的理解和關鍵知識點的把握，較難幫助學生形成有深度成體系的認知[6];研究生階段“通信原理”教學側重于引導學生對通信理論與技術知識體系的構建，理論深度和認知層次更高。清華大學、東南大學、電子科技大學等高校都開設了此課程，課程名稱通常為高等數字通信、現代數字通信、數字通信理論等，總學時40到70不等。雖然課程名稱有所不同，但主要教學內容設置基本一致。

近年來，我校研究生“通信原理”課程每年度授課人數通常為3到6人不等，為研討式教學改革工作的開展提供了契機，課程組開展了小班化研討式教學改革與實踐工作，取得了較好的效果。

一、教學模塊設計

（一）課程教材選取

出于對研究生專業英語讀寫能力訓練的考慮，課程教材選用通信領域的國外經典原版英文教材，核心教材包括John G. Proakis的Digital Communications和David Tse等人的Fundamentals of Wireless Communication，同時，將Andrea Goldsmith的Wireless Communications，Joseph Bocuuzzi的Signal Processing for Wireless communications等經典書籍列為課程學習的主要參考書。這些教材和參考書都是業內公認的經典著作，既有理論深度和知識廣度，又成體系成脈絡，是研究生課程學習及后期從事科學研究不可多得的優秀參考資料。

（二）課程教學內容重塑

教學內容的組織是對通信系統理論技術體系架構的重塑，教學內容安排源于教材但不局限于教材。海軍航空大學課程組剔除了模擬傳輸等明顯滯后于現代通信系統發展的內容，精簡了隨機過程、最佳接收等其他通信相關課程中講述的內容，將原課程概述改為通信技術理論發展史;將技術理論部分重新組織為基礎理論、專項技術和專題三個部分，課程主體內容結構如圖1所示。

通信技術理論發展史部分，課程以時間為軸，以麥克斯韋、馬可尼、奈奎斯特、香農、維特比等關鍵人物的關鍵事件為節點，回顧通信理論和技術的革命性發展演進歷程，激發研究生投身通信研究事業的熱情，啟迪和感召研究生向先輩學習，從事通信基礎理論研究，推動基礎通信技術理論發展。

基礎理論研討部分主要包括傳輸信號與信號空間維度、傳輸信道、信道容量等方面的內容。每一專題安排4到6學時，旨在深化研究生對實信號、復信號、正交信號、信號空間維度、傳輸信道、帶寬以及信道容量等基礎理論知識的認知，為后續關鍵技術和專題研討內容的學習奠定基礎。

關鍵技術研討部分主要包括數字調制與解調技術、編譯碼技術、多載波傳輸技術、MIMO技術等。其中，編解碼技術主要研討Turbo碼和LDPC碼，多載波技術部分主要研討OFDM多載波傳輸，旨在讓研究生理解并掌握現代通信系統的核心關鍵技術原理，引導研究生逐層深入剖析、解決問題，培養研究生問題導向的思維方式。

專題研討部分主要包括移動通信關鍵技術演進，下一代移動通信（5G Beyond）技術新發展、無線（激）光通信，抗干擾通信、通信與測控系統、通信與衛星導航系統等，其中，后三個專題根據研究生具體研究方向和興趣進行選擇性研討。專題研討不再是單項關鍵技術學習討論，而是從通信系統整體的角度出發，全面、系統地研討主題所涉及的技術體系以及相互之間的關聯，包括傳輸信道、信號、關鍵技術演進等方面的內容，著重研討它們之間的內里關聯。

二、教學組織實施與效果

（一）組織形式與實施方式

課程教學全部采用研討式教學的教學方法，教師是研討式教學活動的發起者，以具體研討內容的技術發展脈絡為線索，將研討內容分解為8到10個具體問題，教師在課堂上不斷提出問題的同時，引導學生發問、討論，并在討論的過程中啟發思考解決問題的途徑，最終解決問題。研討內容并不局限于教材和參考書籍，研討的深度需結合當前技術理論發展程度和教師自身的科研工作實際，力爭通過研討將學生帶入通信技術發展的最前沿。學生需根據具體研討內容，提前查閱并消化吸收相關知識點。

研討中，教師著重對研究生解決問題思路進行引導，避免繁瑣、抽象、生澀的公式推導過程，著重從物理概念、物理現象、物理過程等角度進行剖析并引導學生深入思考、討論，使學生清晰認識到相關通信技術的物理內涵和科學原理。為鍛煉提高學生搜集、整理素材的能力和表達交流能力，教師可根據學生專長選取部分專題由學生主持研討。但是，為避免學生組織的研討內容空洞，或研討深度不足，教師需隨時準備對研討活動進行跟蹤干預，把握研討的總體方向，并適時提出有深度的問題，組織學生進行深入討論。

（二）教學實施效果

第一，研究生的課堂參與和課下交流程度大幅提高。由于課程教學不再是單項的灌輸，而是教師與學生平等的討論，學生在教師的引導下不斷思考、發問，學生的課堂參與程度大大提高。此外，學生還經常在課間休息時間繼續討論，課下則通過微信等渠道隨時咨詢教師問題，有效調動了學生的積極性、主動性和能動性。

第二，研究生對關鍵技術知識點、整體技術體系的理解和把握更好?？傮w來看，研究生對現代通信理論體系的宏觀把握更好，對關鍵知識點的來龍去脈和核心內涵的理解更為透徹，對核心技術的演進發展趨勢認識更加清晰。

第三，一定程度上培養了研究生問題導向的思維方式。課程改革將課堂教學轉化為課堂科研攻關，教師的角色轉變為課題組長或技術負責人，學生的角色轉變為團隊研究成員，每一專題知識的學習過程變為課題研究與攻關過程。這種教學方式培養了研究生問題導向的思維方式，提高了分析和解決實際問題的能力。

三、總結

7年教學實踐表明，研討式教學在軍隊研究生小班化教學中取得了較好的效果，研究生的課堂積極性、主動性大大提高，大部分研究生能提出有理論深度、有研究價值的問題和思路?？傮w來看，研究生對現代通信理論體系的宏觀把握更好，對關鍵知識點的來龍去脈和核心內涵的理解更為透徹，對核心技術的演進發展趨勢有了更加清晰的認識。這種研討式的教學方式培養了學生問題導向的思維方式，增強了學生分析和解決實際問題的能力，激發了學生的創新思維，促進了教學相長?！巴ㄐ旁怼闭n程小班化研討式教學改革探索與實踐為研究生其他專業課程教學改革提供了一種樣例，可供其他專業課程教師參考、改進、實施。

參考文獻：

[1] 中國通信學會. 中國通信學科史[M]. 北京：中國科學技術出版社，2010.

[2] 李振. 大國競爭格局下新型舉國體制的實踐與完善——以中國移動通信產業發展為例[J]. 國家治理，2020（42）：36-40.

[3] 韓文艷，熊永蘭，張志強. 美國信息通信產業近20年發展態勢分析及啟示[J]. 世界科技研究與發展，2021，43（02）：149-168.

[4] 何晨光，孟維曉，趙洪林，等. 基于創新能力培養的一流通信學科研究生教育方法探索與實踐——以哈爾濱工業大學電子與信息工程學院為例[J]. 工業和信息化教育，2017（08）：13-17.

[5] 歐先鋒，張國云，黎振強，等. 淺談地方高校研究生創新能力和實踐能力培養——以湖南理工學院信息與通信工程學位點為例[J]. 教育現代化，2020，7（36）：56-59.

[6] 王咸鵬，沈重. 一流本科建設背景下高?！锻ㄐ旁怼氛n程的教學改革與實踐研究[J]. 高教學刊，2020（32）：8-11.

（責任編輯：淳潔）