《通信原理》課程教學改革探索與實踐

李海軍 陳麗娟 馬仲甜 王赫

（黑龍江科技大學電子與信息工程學院 黑龍江哈爾濱 150022）

《通信原理》是電子信息類專業重要的專業基礎課程。課程主要講授通信系統的基本原理和關鍵技術，既有很強的理論性和系統性，又有較強的工程性和實踐性。學生通過課程的學習，應掌握通信系統的基本知識、基本原理和設計方法，具備分析和解決通信領域信號傳輸、系統組建等基礎問題的能力。為適應現代應用型本科高校以學生學習結果為驅動的新形勢，課程團隊優化教學環節和教學內容，更新教學方法，重視對學生學習效果的評價，進而提高教學質量［1-3］。

1 解決學生對專業基礎課學習不積極問題

專業基礎課在信息類專業的課程體系中，介于公共課和專業課之間，起到橋梁和紐帶作用。課程教學過程中，若能激發學生對專業的學習興趣，教會學生正確的學習方法，使其扎實掌握專業基礎知識，后續專業課的學習就會事半功倍。但多數專業基礎課的內容枯燥難懂，涉及的知識又不像專業課那樣方向明確，學生認為對找工作幫助不大，所以學習興趣不高［4］。因此，采用以下方法提高學生的學習興趣。

1.1 課堂上生動舉例

課堂舉例都是學生看得見摸得著并感興趣的。例如，手機通信系統中話音信號是如何在系統中進行傳輸的，如圖1（a）所示；結合熱門事件中，天宮空間站的工作視頻是如何從太空傳回到地球的，如圖1（b）所示。

圖1 課堂中舉例圖示

1.2 工程現場引入課堂

采取“走出去，引進來”的方式，針對不同的課程知識點，讓往屆畢業生把現場情況錄視頻傳回來，結合生產單位實際，讓學生了解課程中的知識可在實際工作中得到廣泛應用。同時，向學生宣傳專業就業前景，激發對專業的學習興趣，如圖2所示。

圖2 畢業生講解工作單位設備運轉情況

2 解決課程學習難度大的問題

2.1 解決課程概念多、邏輯性強等問題

《通信原理》課程中會出現大量的概念，學生很容易將它們混淆［4］，如信息、消息、信號等概念，還有模擬調制和數字調制各種調制方式的區別和通信指標的對比結果，有大量的計算公式需要記憶。學生要想牢固地掌握這些概念和公式，就必須要理解它們的含義和應用場景，而不能靠死記硬背。可采取畫對比表格，抓住關鍵點記憶，并引入思維導圖，讓學生掌握知識的脈絡。具體如圖3所示。

圖3 模擬調制對比表格和課程知識點思維導圖

2.2 解決內容抽象問題

課程中的很多概念和結論都很抽象，為了便于學生理解，將一些抽象的概念做成動畫演示，可以直觀地展示其原理，使學生更容易理解和接受。例如，在講解方波信號傅里葉變換時，信號的形成和分解過程用動畫進行演示，如圖4所示。

圖4 方波的形成和分解動畫演示過程示意圖

3 利用課內知識實際應用激發學生的學習熱情

3.1 結合通信系統的基本組成，利用互動式教學，結合當前熱點事件，吸引學生的目光

結合通信系統的基本組成，利用互動式教學，結合當前熱點事件，吸引學生的目光。如圖5（a）所示，通過國防通信領域的實例，提高學生對通信原理學習的興趣；如圖5（b）所示，介紹華為“超級工程”海底光纜采用糾錯編碼技術提高通信系統的可靠性，提升格局，放眼未來［5］。

圖5 神舟十二發射和華為海底光纜圖片

3.2 以前輩科學家們嚴謹治學、孜孜以求的探索精神激勵學生，形成正確的科研觀

在講解信道章節中，介紹光纖之父——高錕，通過老一輩通信人對中國通信技術發展做出的艱苦努力來激勵學生，培養學生勇于擔當、努力鉆研的科學素養。通過擴頻通信時代、背景及發展歷程，綜合講解CDMA的發展歷程，體會老一輩科學家的科研精神，培養學生的科研創新意識。

4 分析現代學生學習特點，利用現代信息技術手段開展教學活動

學生的培養目標能否達到，一方面在于教師的培養正確與否，另一方面取決于學生的努力和投入程度。與以往相比，現代學生的學習態度、方式和手段發生了很大變化，多數大學生的課余時間浪費在各種活動和游戲中，導致用于課程學習的時間不足。經團隊研究分析發現，造成這種局面的既有學生的學習態度問題，也有學生在想學習時，但需要到距離較遠的教室，還得帶著必要的書籍和學習用具，讓本就不愿意學習的同學直接放棄了學習念頭。為此，教學團隊借助網絡和現代化的教學手段，讓學生充分利用碎片化的時間來學習。

（1）智慧樹翻轉課堂，可以回看課程視頻、布置作業、單元測驗，并將完成情況累積為期末平時成績［6-7］。

（2）B站或微信小視頻進行知識點復習。

（3）引入MATLAB仿真軟件，教師在課堂上對相應知識點的仿真予以過程性、指導性說明。學生在課后可以完成通信原理中相關知識點的仿真與實踐，實現將實驗室引入課堂。如圖6所示。

圖6 MATLAB 實現F SK 仿真過程

5 結語

多年來，《通信原理》教學團隊一直潛心教學，不斷地進行課程教學改革與實踐。課程獲得“省級精品課”稱號，教學團隊亦被授予“校級優秀教學團隊”。近期，完成省教育規劃項目1 項、教育廳規劃項目1 項、在研省高等教育教學改革項目1項。在電氣電子教學學報發表論文兩篇。近3年，電子與信息學院學生參加全國各類競賽獲國家級一等獎兩項，省級一等獎兩項。今后，本團隊仍將孜孜以求，誨人不倦，與時俱進，將課程教學水平提高到更高層次。