基于生物進化的“通信原理”課程創新創業教學改革實踐

張福鼎，韓典榮，郭云均

（江蘇第二師范學院 物理與電子工程學院，江蘇 南京 210013）

0 引言

“通信原理”課程作為專業課程體系中重要的基礎課程，詳細闡述了通信技術的基本概念、基本原理、基本框架與分析方法，地位重要又與先修課程聯系緊密，為后續課程奠定基礎，也是研究生入學考試必考科目，所以學好通信原理有著十分重要的意義。然而，該課程理論性和實踐性較強，增加了學生學習難度，學生感到枯燥難懂，抓不住重點，學習吃力，不易理解[1-3]。

1 “通信原理”課程教學效果不理想的主要原因

（1）課程內容較多，涉及數學、物理、信號及線性系統等內容，模型抽象、原理復雜、數學公式多、推導過程煩瑣；實驗以驗證性為主，學生僅按照手冊或講義規定要領及步驟開展且課程實際學時較少。（2）學生沒有養成良好的學習習慣，自信心也不足，遇到難題容易放棄，遇到難學課程自暴自棄，部分學生學習需要教師監督，自覺性不高。（3）大學課堂的特點在于教學內容面廣、量大，有些學生不適應大學教學節奏，無法跟上教學內容。（4）不少教師在實際教學中，既沒有建立與專業課程聯系，也沒有與實際應用聯系，導致學生缺少學習的興趣。綜上所述，傳統教學模式不利于激發學生學習的主動性和興趣，最重要的是不利于培養學生的探索、創新精神和相互協作的能力[4-5]。

在國外，美國最早開展創新創業教育研究與實踐，其主要研究內容集中于針對創業教育生態系統的構成要素及運行機制，創業相應的教育課程設置研究，創業教育模式展開研究及創業教育的師資狀況研究。在國內，國內學者相應研究主要涵蓋針對創新創業教育重要性的研究及高校創新創業教育實施路徑研究。生物進化理論解釋了生物漸進演變過程及機制，從無序到有序實施演化進化，形成物質、能量和信息的有效循環利用，內部產生感應互動、試探學習并反饋評價，選擇共生行為、分工協作行為和利他行為實現繁殖。為此，本文提出了基于生物進化理論的“通信原理”課程雙創教學模式，在教學過程中引入創新創業內容與項目驅動，結合實際工程應用展開教學改革實踐。

2 基于生物進化的“通信原理”雙創課程

2.1 設計目標

本研究實現細化學習目標，將大而籠統的知識塊在創新創業實踐中合理分解為細而小的知識點，針對這些知識點進行相關能力培養，建立對應的培養環節。以實踐運用為目的，使得學生除了書本知識運用，還要在規劃設計等實踐活動中按規范形成主動探索、獨立思考、研制試驗等學習習慣。依照創新創業實踐內容、培養要求及標準，以理解的知識為基礎，在過程中靈活應用，最終提高能力。

2.2 設計思想

為了實現創新創業訓練，課程核心內容以工程項目設計為導向、工程能力培養為目標，分段過程包含構思（多樣性）、設計（選擇性）、實現（演化）及運作（分化）。實現“全程實踐，能力培養”，讓學生以主動、實踐的方式實施“學中做、做中學”及“基于項目的教育和學習”。其中，雙創內容項目設計是整體精髓所在，實施形式為“項目驅動、主動探索”的開放式教學模式，學生在教師指導下以團隊協作的方式去完成一些項目，通過項目實施完成教學任務，學生通過項目實現來得到能力鍛煉及提升。

2.3 設計思路

在目前知識點教學的基礎上，構建突出學生參與及培養能力的課內外結合的教學模式。教學的關鍵是發揮學生在教學過程中的主體地位，給學生創造適宜的環境氣氛，以調動學生學習積極性為首要目標，使學生由被動接受轉變到主動學習，學生要親自完成對于案例的分析與深入解析。根據老師闡述的知識，通過教師引導，啟發學生基于已學知識通過一系列思維操作，采用分析發現法等手段由淺入深地理清知識脈絡，讓學生親歷探究的學習過程，更好地掌握內容；通過解決疑問，化繁為簡進行歸納總結結論，進一步鞏固加深理解，使客觀的東西變成了個人的寶貴經驗，具體的教學設計流程如圖1所示。

圖1 教學設計流程

2.4 設計內容

課程項目是教學實施的核心，與“通信原理”課程緊密聯系的實際工程、方案設計等都可以成為項目。課程項目設置內容要大小適中，過高過大了會出現難以完成，會給學生帶來挫敗感，過小的刺激量又無法起到訓練提升的作用。目前，教學中主要展開設計性項目，逐步加大探索性內容比例，由學生根據個人興趣申請創立。實施過程中輔以教師講解、小組討論、審定點評等多種教學方式活躍課堂氣氛，激勵學生講授原理和方法，調動學生學習的主動性、積極性和創新性。

2.5 實施過程

教學方式以實踐實戰為主，以項目為引導的，將學生分成團隊做項目，給學生一種新鮮感，通過個體探索、團隊交流，促進不同層次的學生共同進步。為了完成課程學習任務，學生必須去做，去學習探索，去討論解決問題，在堅持完成整個項目生命周期的過程中，達到項目實施能力和綜合能力的鍛煉與提高。在開課內容中，講述教學目標、項目任務、評價指標、人員分組等，展示學習藍圖規劃，激發學生想做的愿望和興奮點，鍛煉和發展學生加強合作的意識、主動積極探究的態度、創新想象的能力。

在項目實施過程中，進行文獻綜述、方案設計、進展匯報、結果展示等，模擬項目答辯過程，課程教師及高年級學生作為評委，盡可能使所有學生參與展示表達，鍛煉學生對口頭闡述、隨機應變等能力。因此，主動探索+項目驅動不僅是課程知識學習的一種很好的教學方法，也是培養提升學生各種素質能力的有效途徑。

2.6 試點結果

根據前述提出的創新創業項目驅動教學設計，作者在本院電子信息工程專業進行了為期一個學年的教學實踐應用，取得了較好的授課效果。原來班級專業課成績、學習態度及學習習慣兩極分化嚴重，針對這一情況，作者采取了緊密聯系創新創業實際項目結合理論學習方法精講透講，讓學生聽得懂、聽得進；增加師生互動交流，采用隨機提問、匯報點評等方式，活躍了課堂氣氛，也提高了學生的學習自覺性；通過創新創業項目實踐鍛煉，提高了學生學習興趣。通過一個學期的教學實踐，分別對實驗團隊和對照團隊進行測試，實驗團隊期末成績的達標率、動手實踐能力、對理論知識的理解及把握等水平均高出對照團隊。在課程反饋問卷中，有超過85%學生以積極的態度主動參與，有超過80%學生表明獨立完成工作任務，得到了收獲，并反映不僅加強了理論的深度與廣度，也加強了實踐活動所學習的知識，記憶更扎實長久，統計結果表明學生在主動探索方面取得了一定成果。

3 結語

在當今新時代，“通信原理”這門重要的基礎專業課具有很強的工程特征，要在課時緊、任務重的條件下上好這門課確實不容易，而且知識面的綜合性、復雜性及扎實等特征對教學提出更高的要求。基于此本課題研究并提出了基于生物進化理念創新創業項目為實踐內容的“通信原理”課程教學改革，改變了傳統以教師講授為主的教學方式，通過項目實現學生主動學習、探究為主、啟發思考，激發探索欲望，使學生在實練實踐中進行應用，有利于學生增強就業競爭能力。同時，此次教學改革也對學生參加競賽、畢業設計實踐產生了積極成效。當然，筆者將在以后的實踐中繼續認真總結、吸取教訓、積極采納學生的意見，更進一步提高課堂效率，并希望對廣大“通信原理”課程教師提供一些啟示與幫助。