新工科背景下“通信原理”課程教學改革探索

劉迪迪 劉俊秀 李自立 傅得立

【摘要】? ? “通信原理”作為通信、電子信息類專業的重要基礎課程，為了適應“新工科”的建設，本文探討了通信原理課程教學的改革探索方案：修訂了符合新工科要求的教學大綱;梳理、精簡提煉教學內容;在微型課程中介紹基本理論;優化新的教學手段和方法;注意加強教學實踐環節;進一步推進校企合作等措施。提高學生的工程實踐能力和創新能力，為培養信息技術領域的高素質工程技術人員奠定堅實的基礎。

【關鍵詞】? ? 新工科? ? ?通信原理? ? 工程教育? ? 課程教學

引言：

當前，“新工程”建設是我國高等教育面臨的重要課題，更加注重學科的實用性，交叉性和綜合性。“通信原理”是通信和電子信息專業的重要基礎課程，是從專業能力培訓到職業能力培訓的過渡課程，它在通信和電子信息專業的教學體系中發揮著承上啟下作用[1]。它也是著名的大學A必修專業課程，用于通信和信息系統的研究生入學考試。因此“通信原理”課程應緊跟信息時代的發展步伐，其教學改革應適應新工科建設發展的需求[1-2]。

一、“通信原理”課程教學存在的問題

1.“通信原理”課程的中相關原理的數學推導和通信系統的理論分析具有很高的理論性，需要專業基礎知識的高度綜合。對于廣西師范大學電子工程學院這樣普通高校學生來說，他們的數學基礎不夠扎實，電子電路和信號處理的基礎課程也不夠扎實。通信原理的數學推導對學生來顯得很吃力，在學習過程中容易產生畏難情緒，因此他們學習通信原來的熱情會受到打擊。

2.目前，現代通信技術發展迅速，國內高校普遍使用“通信原理”教材的內容顯然落后陳舊，比如許多教科書仍在使用大量空間來引入模擬通信系統，而今移動通信系統4G已經普及，5G正在試用中，國內外學者已著手研究6G的新技術，因此對《通信原理》課程教學內容進行改革是勢在必行。

3.驗證演示性實驗教學不利于學生工程實踐能力的培養，且目前通信原理實驗教學內容很少涉及新理論、新技術、新成果，脫離市場需求。但社會對通信人才的需求卻并沒有降低，目前通信技術研發從移動通信擴散到其他領域和行業研究所、傳統企業、創業公司人才需要增長明顯，因此該課程的實驗和實踐教學應迎合市場需求，設計利于學生工程實踐能力培養的綜合性實驗。

二、新工科背景下的改革方案

2.1修訂“通信原理”教學大綱

為使“通信原理”的教學適應新工科背景，培養學生的工程實踐能力，廣西師范大學電子工程學院通信原理課程教學小組重修修訂了教學大綱，明確細化了新工科背景下“通信原理”的課程目標，并確立該課程目標與專業畢業要去指標點的對應關系，分別如表1和表2所示。

2.2梳理知識點，引入微課精講基本理論

通信原理教學內容繁多，因此需要在有限的教學時間內對通信原理課程的知識點進行有效梳理，合理簡化，突出基本概念和核心知識點，講授信息傳輸的基本理論和技術。經過教學小組研討，該課程教學以“點對點信號傳輸”為起點、以“接收端”為終點進行組織教學，建立各種傳輸系統的信號傳輸過程。以數字基帶傳輸系統為例，如圖1所示，介紹了數字基帶傳輸的知識點，并將所有的知識點滲透到圖中。

“通信原理”課程內容豐富，為解決課時不足的問題，筆者引入了微課，將該課程中的重要知識點制作成微課，讓學生利用課余時間觀看和學習。微課具有時間短、內容少、資源容量小且便于傳播等特點[3]，并且學生可以隨時隨地學習。筆者所做的微講座包括AM、SSB、FM模擬調制技術、2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK數字調制技術、信息測量、奈奎斯特準則、采樣定理等。

2.3 優化教學手段和教學方式

根據《通信原理》課程教學內容的不同，采用不同的教學手段和方法，并根據學生的反饋不斷進行調整，針對不同的教學內容逐步選用最合適的教學手段和方法，達到最佳的教學效果。例如，筆者在講授調制這一章節時，用板書推導的教學方式來展示頻譜表達式，而信號的時域波形圖和頻譜圖則選用PPT課件的方式展示，進而，頻譜的搬移過程則被制作成Flash動畫進行演示，這樣根據不同的教學內同選用不同的教學手段及能節省授課時間，又能夠克服教學內容直觀性差的缺點[4]。再例如，在無碼間串擾的教學中，筆者采用任務驅動的教學方法，讓學生自行設計一個滿足指標要求的濾波器，使學生從被動的學習狀態轉變為主動的思維，從而積極參與教學。此外在引導學生學習時，注重從理論到工程應用的研究和解決問題的方法，激發學生的創造力[5-6]。

2.4加強教學實踐環節

為加強學生工程實踐能力的培養，廣西師范大學電子工程學院“通信原理”教學小組設計了綜合性、研究型實驗，其中有一個讓學生完成通信系統軟件編程的實驗很受學生歡迎，實驗系統框圖如圖2所示。

為完成該實驗，對“通信原理”理論教學進行了調整，增加了復基帶信號相關知識講授，通過5次作業先完成PCM和PSK系統個模塊的軟件編程，用4個實驗課時完成相應的軟件編程和在線驗收，以及4個實驗課時完成系統軟件下載軟件無線電和實驗驗收。由于該課程實驗教學課時有限，課程小組還設計了開放性的實踐項目和研究項目，讓有余力、感興趣的學生靈活性地參與到相關科研項目和課題當中。

2.5加強校企合作

我院注重“產教融合、校企合作”。近來，學院與中移鐵通有限公司建立了合作關系，共同建立實驗室和校外實踐基地，并擬于廣西師范大學電子工程學院教學樓頂設立開放的5G基站，在搭建5G基站和后期維護期間，以供學生參觀學習，讓學生近距離接觸并參與實際工程項目，快速提升其工程實踐能力;此外我學院與大唐通信公司共建了LTE實驗室，供該專業的學生實踐學習以及開展學術研究。

三、結束語

在廣西師范大學電子工程學院“新工科”人才培養模式改革的指導下，課程小組對通信原理課程教學進行了一系列改革：修訂了適合“新工科”要求的教學大綱，梳理、精簡提煉教學內容;在微型課程中介紹基本理論;優化新的教學手段和方法;注意加強教學實踐環節;進一步推進校企合作等措施。目前教學改革取得了階段性成果，教學改革后，學生對該課程甚至本專業的興趣明顯增加了，增強了在該產業創業、就業或科研的信心，大部分學生畢業時能夠充分了解信息技術產業的發展狀況和趨勢，近年來，我院該專業畢業生的就業率保持領先水平，到華為、大唐等國內知名通信公司工作的學生越來越多，報考通信工程方向研究生的學生也逐年增多。

參考文獻

[1].教育部.“新工科”建設行動路線（“天大行動”）[J]. 高等工程教育研究，2017（02）：24-25.

[2].羅旭彪，等. 王咸鵬，等. 一流本科建設背景下高校《通信原理》課程的教學改革與實踐研究[J]，高教學刊. 2020（32）：8-11.

[3].孫陽;趙睿.“新工科”建設背景下“通信原理”課程教學改革探討[J].中國林業教育， 2019

[4].朱向慶，等. 基于創新能力培養的通信原理課程立體化教學研究與探索[J]，大學教育. 2020（08）：174-176.

[5].王咸鵬，沈重. 一流本科建設背景下高校《通信原理》課程的教學改革與實踐研究[J]， 高教學刊， 2020，（32）， 8-11.

[6].王磊， 何雪云. 通信原理課程教學改革的探索與研究[J]， 教育現代化 ，2018，5（19）：100-101+116