《通信原理》课程建设探讨

王磊 刘海涛 王晓亮 王鹏

摘要：围绕“研究性教学”的教学理念，本文分析了《通信原理》课程现状和在人才培养中的地位，指出存在的问题和需要改进的方向，从如何提高师生互动效率、培养学生主动学习能力、加强实践环节和进一步设计教学资料等方面进行了深入讨论和实践探索。

关键词：通信原理；教学设计；实践教学；研究性教学

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）42-0149-02

一、课程概况

《通信原理》课程是我校电信与自动化学院通信、电子专业的专业必修课，课时量大，理论性强，是通信类课（《数据通信》、《扩频通信》、《卫星通信》等）的基础课程，在人才培养中起着承上启下的重要作用。而通信又是一个发展迅速、新技术新应用层出不穷的领域，这些都对《通信原理》的课程建设提出更多更高的要求[1-3]。

二、课程建设内容

（一）基于问题的教学提高师生互动

我校学生多，教师少，师生比太小的问题一直比较突出。除双语实验班外，《通信原理》的教学班学生人数均在100名左右。这样的学生规模，在实际授课实践中很难进行有效的师生互动。一般来说，小班授课更有利于教学活动的组织，但在目前无法短时间内分成小班授课的条件下，我们采用了其他方式，如基于问题的教学模式，来促进师生间的互动，引导学生主动学习。具体来说，先对课程进行梳理，分析各个教学单元中每一章、每一节的知识体系，得到知识间的逻辑、递进等关系，然后每章给出一个大问题，大问题由各个小问題来支撑。授课时先大致讲一下本章导论，然后给出问题，让学生带着问题去学习。例如，“差错控制编码”这一章可以设计如下问题：（1）通信系统中采用差错控制的目的是什么？（2）“信源编码”和“信道编码”有何不同，分别解决了什么问题？（3）编码的纠错和检错能力怎样来分析？（4）设计（7，4）汉明码的编码器和译码器，等等。让学生带着问题学习，享受研究的乐趣，慢慢培养主动解决问题的能力。课上的互动和讨论虽然不多，却是一个必不可少的环节。另外，围绕问题组织教学，目标明确，也能避免出现课堂上“看着很热闹，实际上啥也不知道”的状况。

在此基础上，教师再针对课程学习的重点和难点，设计多个研究题目，来开展“研究性教学”。学生分成若干组，每组选择一个题目，经过文献检索、仿真设计、撰写报告和答辩等环节后，由教师来评定成绩，并计入平时考核。

（二）不断深化课程体系改革

我校2016年版的培养方案中，《通信原理》的学时从72学时减少到64学时，需要对授课内容进行整合，主要体现在以下方面：（1）缩减模拟通信系统的学时。由于在前期课程“通信电子线路”中已经讲授了模拟振幅调制（AM、DSB、SSB和VSB）和角度调制（FM和PM），因此本课中的这部分内容学时可以进行删减。（2）兼顾不同方向设置课程。我院通信工程专业下分“现代通信”和“民航”两个方向，学生在大学三年级划分具体专业方向。针对不同的方向，其后续课程也有所不同。例如，现代通信方向的学生要透彻理解现代通信技术，可以继续学习《信息论与编码》、《移动通信》、《卫星通信》等后续课程。而民航方向的学生需要理解民航中的实际通信系统，因此后续的课程有《空管通信系统》等课程。在这种情况下，作为专业基础课的《通信原理》，某些通信理论我们只需要简单讲授即可。例如，“信源编码和信道编码”这部分内容如果用几个学时就讲得很清楚、很透彻，几乎是不可能的。在《通信原理》中，我们只讲授了几种简单、常用的编码，起到“入门”的目的即可，详细的知识体系将在《信息论与编码》课中体现。

（三）实践教学和网络教学平台建设

实践教学是课程重要的教学环节，可以加深对理论教学中重要概念、重要原理的理解，提高学生的动手及分析解决问题的能力。由于条件所限，我们目前开出来的实验项目中设计性实验占比少，大部分是验证性实验。学生在实验环节大多是按照实验步骤“走一遍”，观测关键点的波形，分析归纳结论，然后撰写实验报告。这种传统的实验教学模式已经逐渐显露出缺点和不足：难度较小，在培养学生自主设计实验的能力方面欠缺，不能激起学生的主动求知欲。为此，我们分三步走。第一步，利用Matlab、SystemVue等软件为学生设计了仿真实验项目[4，5]。学生在仿真环境中观测波形、频谱等，然后记录分析。第二步，在理论讲授和第一步仿真操作的基础上，让学生针对学习中遇到的问题，自己设计仿真实验，做仿真来研究。例如，学生在学习了二进制数字调制系统的误码率之后，可以在Matlab中编写函数，运行仿真来验证一下各种调制系统的抗噪声性能。第三步，利用通信原理实验室，并结合《空管通信系统》、《通信原理与系统》等课程的实验建设需要，将现有实验室改扩建，构建“VHF话音通信系统”测试平台。学生利用SystemVue软件设计收发系统，然后加载到平台来生成信号，通过观察时域波形、频谱等来验证设计正确与否，在这个过程中也掌握了VHF话音通信系统收发信机关键技术参数的测量方法。

在信息和网络普及的时代，学生获取知识的渠道是多方面的。因此，除了课堂的面对面讲授之外，借助学校的Bb教学平台，我们也开发了针对通信原理课程的网上教学平台。该平台目前已经加载了课程信息、教师队伍介绍、教学课件（教学大纲、实验大纲、教学PPT和讲义、每章重难点和习题等）以及网络资源链接等。结合前期工作，我们将更新充实后的讲义、教案上传到Bb平台，并建设了通信原理案例库，将通信领域的新技术、新应用等设计成若干案例。考虑到毕业学生将来大多走向民航的通导、机务维修等部门，因此在设计案例时充分考虑民航行业现状，设计了3—5个民航空管通信系统和飞机通信系统的案例。另外，关键的知识点、难点录制成小视频，通信领域新动向和有价值的新闻、记录短片等视频资料也在收集整理后上传。为了满足学生进一步扩展性学习的需要，还补充了一些课外阅读资料和学习网站的链接，让学生的学习“吃得饱”。

（四）精心设计讲稿和教案

每一堂课都需要精心设计和组织，这些都应该体现在讲稿和教案等教学资料中。虽然上好一堂课的标准不唯一，但下面几点在教育界是有共识的：（1）目的明确，教学目的恰当，课堂上的一切活动围绕教学目的进行；（2）内容正确，要确保教学内容的科学性、系统性；（3）方法恰当，在教学活动中为达到教学目的选择的方法合理、得当；（4）组织严密，大学授课学时宝贵，在教学中要充分利用好一堂课时间，兼顾学生的表现，适时引导。一个看似简单的课堂提问也需要精心设计：怎样设计问题、什么时候提问、如何启发学生按照教师的意图去思考。某些理论性强、不好理解的知识，需要引入例子，并在讲稿和教案中根据例子设计教学过程。

三、结束语

教学是一门艺术，而艺术本身就是无止境的一种追求。在目前条件下，课程建设实践如“基于问题的教学”、“研究性教学”等，首先在小班内进行试点，积累和总结经验后再逐步推广至全部教学班。

参考文献：

[1]范馨月，蒋青，周非.“通信原理”精品课程教学改革研究[J].电气电子教学学报，2010，32（6）：21-25.

[2]王琳，蔡竟业，刘镰斧，等.融多种教学法于“通信原理”课程的实践[J].电气电子教学学报，2007，29（增刊）：80-82.

[3]李莉，赵蓉，项东.通信原理综合实验教学改革的实践[J].实验室研究与探索，2015，34（8）：179-181.

[4]任峻，张红燕.运用虚拟仿真实验改革通信原理实验教学[J].实验技术与管理，2014，31（3）：95-104.

[5]许正荣，贾贤龙，李阳，等.通信原理实验教学改革与实践[J].实验技术与管理，2013，30（4）：171-174.