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摘要:针对“通信原理”教学中存在的问题,从课程在教学中的地位、教学内容、教学方法、教学手段以及教学材料建设等方面出发,对本课程建设的改革进行了探讨,以期对今后的教学有指导作用,使“通信原理”课程的教学更加适应综合性人才培养的需求。
关键词:通信原理;教学改革;教学方法
作者简介:蒋霞(1982-),女,甘肃甘谷人,塔里木大学信息工程学院,讲师;周保平(1971-),男,山东郓城人,塔里木大学信息工程学院,教授。(新疆 阿拉尔 843300)
基金项目:本文系教育部人文社会科学研究专项任务项目“工程科技人才培养研究”(项目编号:11JDGC019)的研究成果。
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)35-0137-02
一、课程地位及现状
“通信原理”课程是通信电子类专业的一门重要专业基础课,是我校通信工程专业的必修课。该课程一方面涉及高等数学、线性代数、概率统计、信号与系统、高频电路等多门前修课程的内容,另一方面又是专业课程的重要先修课程,在教学环节中起着承上起下的作用,奠定了整个专业课程体系的基础。通过本课程的学习,使学生掌握各种通信系统的基本原理和性能分析方法,为深入学习通信专业课打下坚实的理论基础。由于该课程具有理论性强、内容综合、内容广泛等特点,课程虽已在我校开设6年,但在历届专业班级中属于难学、不及格率高的“红灯”课程。
二、教学调查
通信原理课程在整个通信工程专业课程体系中处于“中继站”的位置,[1]是联系数学、专业基础课以及后续专业方向课的纽带,因此,作为该课程的教师,不仅要对本课程熟练精通,还要将整个课程体系的思想融会贯通到整个教学过程中,才能有效地提高教学质量。笔者曾对通信工程13届学生做过一项问卷调查,参与调查学生有61人,这些学生是上学期刚学过通信原理的,调查项目和结果如表1所示。根据这份调查结果,让笔者对今后的教学有了一些新的思考:第一节课的重要性以及怎么上的问题、如何帮助学生解决先修课基础薄弱的问题、如何调整基础理论知识与前沿知识比例、如何帮助学生有效消化知识、传统板书教学与多媒体教学如何合理结合、如何更好地调动学生自学。针对这些问题,本文根据以往教学经验并研究一些课程教改类论文,从以下几个方面做了思考和探索。
表1 “通信原理”课程教学调查表
调查项目 是 否
是否了解该课程在专业体系中的位置和作用 45 16
是否能利用前修课程知识解决本课程问题 29 32
是否应调整授课内容,减少理论推导,增加通信新技术、新知识的介绍 56 5
是否跟得上教师讲课进度 16 45
是否希望采用多媒体教学 24 37
课后作业是否独立完成 22 39
从专业学习角度是否认为通信原理很重要 56 5
三、教学内容改革
1.精简重复内容
在以往的教学中,各门课程之间缺少沟通,出现了内容重复的现象,比如模拟通信的内容在“通信电子线路”课程中已讲到过,香农信息论概念及编码等内容在“信息论与编码”课程中有更为深刻和严格的讲授,这部分教学内容在教学中就可省略或只作简单介绍。通过精简内容,可以增加课堂有效教学时间,使课堂信息量更大。
2.教学内容安排
根据以往教学经验,在教学内容的安排上,以通信系统质量指标为主线,精讲通信系统的质量指标(有效性和可靠性)在系统中如何体现。在模拟通信系统线性调制中,以AM为基本出发点,再介绍DSB、SSB和VSB等与AM调制进行比较。在FM中重点强调其以带宽换取信噪比的特性,再对线性调制的系统性能进行全面小结。在数字通信系统中,以传输速率、频带利用率和误码率为主线,分析基带系统、频带传输系统的优缺点并介绍相应的改进方法。同时,将随机信号分析、频谱分析及线性系统分析等基础知识贯穿于整个教学中,将学生领入频域来分析通信系统的本质。在讲解本课程主要内容前,还需对所应用到的数学和信号系统、信息论的部分内容简要回顾。通过修订大纲以及教学过程设计将这些内容改革付诸教学。
四、教学方法改革
通过几年课程教学的经验积累,本课程教师总结了一些自己的教学方法。在提高学生学习兴趣、增强学生学习自主性以及培养学生专业思维能力等方面有很好的效果。
1.疑问式教学
美国心理学家布鲁纳曾指出:“教学过程是一种提出问题和解决问题的持续不断的活动。”学生的思维从问题开始,就要求教师依据教学内容,巧于设问,善于提问。从而启发学生思考、诱发学生的思维、激起学生的求知欲望,使其从被动学习转化为主动学习。在教学中,根据教学内容以及前后知识设计学生感兴趣并能启发学生思考的问题,使课堂更加以学生为主体、以教师为主导。让课堂在学生的疑问中开始,在解决问题后结束。
2.教师角色转换
教师在备课时,可回忆自己的学习过程,头脑中扮演学生的角色,思考学生可能的疑问点,从而在教学中设计教学技巧,诱发学生思考,这样更好找到教学切入点和突破口,让学生更好地掌握知识要点,达到最佳的教学效果。所以,教师在教学过程中不仅要考虑如何“教”的问题,还应考虑学生如何“学”的问题,本课程在以往教学中,运用此方法时,课堂教学气氛总会比较热烈,学生反应积极。
3.分组讨论法
讨论式教学法是一种有效的教学方法。学生围绕某一中心内容进行讨论,可以激发学生激情,加深对知识的理解。在本课程教学中,分组讨论法主要针对一些难区分、难理解的问题通过作业形式布置给各组同学,学生通过小组讨论或辩论达到对多概念的理解和区分,在课堂上,再让1名组内学生把讨论后的理解表述出来。通过小组讨论和课堂表述不仅加深了学生的理解,也锻炼了学生的参与能力、思维能力以及团队意识。
五、教学手段
1.学习态度教育
在教学中教师要用科学的教学思想和态度感染学生,将教学质量的提高落到以学生为本、关注学生学习需求的层面上。例如,在第一节课讲绪论时,利用10分钟的时间强调课程在专业体系中的位置和作用,就会使学生对待这门课程的态度有很大转变,对认真对待课程学习有很大促进作用。另外,在授课中,可以根据所讲内容穿插通信发展里程碑式的事件、著名的通信历史人物,以及近年来热门的技术理论和发展动向。一般教材上没有的内容往往就是学生更感兴趣的,在以往教学中讲到这些内容时,课堂气氛就比单纯讲解理论知识更加活跃,教学效果更好。
2.传统板书教学与多媒体教学相结合
前述问卷调查表明,有很大一部分同学希望进行多媒体教学,“通信原理”课程是一门公式和推导相对较多的学科,以往教学中采用黑板板书的传统教学方式,板书占用时间太多,课堂的有效教学时间减少,教学进度难以保证;此外,通信原理中的某些知识点很难用传统教学方式直观形象地表达出来,如码型变换波形图和数字调制等。在传统的教学方法中教师是知识的主动传授者,学生是知识传授的对象,是被动接受者,其优点是有利于教师主导作用的发挥,弊端是教师主宰课堂,忽视了学生的主体作用,[2]单纯的多媒体教学也存在很多问题:一堂多媒体课下来,学生如同看了一场电影,看完消化的不多。因此,教学上应该把两者进行有机结合。这就需要教师在教学过程设计上下功夫。
3.建立课程网站
本课程已制作了课程网站,通过后期资源添加,将教学大纲、教案、实验指导、软件仿真、课后习题、参考文献目录等等各类资源与学生共享,促进学生课后自学,[3]并建立师生在线交流的平台,为学生解惑答疑提供条件。
六、教学材料改革
1.教材选择
“通信原理”是进入通信领域的一门基础课程,而通信领域的最大特点是发展迅猛,因此,在学生教材的选择上,我们注重教材的权威性和时效性。权威性经典教材通常具有概念清楚、理论简洁明了而且系统性较强的优点。教学中,选择樊昌信第六版《通信原理》,该书是国家级精品教材和“十一五”国家级规划教材。该书着眼于加强基本概念的讲解,在增强数学分析严谨性的同时适量简化了数学推导,减少了过时的通信技术并增加新型通信技术原理的介绍,[4]更有助于学生的课堂学习和课后自学。
2.辅材利用
教材只是教师在教学工程中的主要参考书,为了扩大学生知识面、增加学生学习兴趣,教师还应有一定量的其他资源,比如对于信道编码内容,教师可参考专门编码的参考书籍。为了拓展教师的教学研究,教研室定购了诸如《电信科学》、《通讯世界》、《中国新通信》等期刊,教师可将其中相关案例、理论渗透到教学中,一定会起到事半功倍的效果。本专业也正筹划为学生在实验室设置阅览柜,将各类专业杂志课外为学生开放,增加学习兴趣和自主性,了解更多行业信息。
3.自编教材
除此之外,本专业根据通信原理的实践教学经验,由实验指导老师编写了《通信原理实验指导书》,为指导学生实验起了重要作用。
七、结束语
课程建设是大学教改的核心内容,[5]是一个集教育观念更新、教学内容和教材建设、教学方法和手段改革、实践教学建设为一体的整体建设过程,本文根据多年课程教学经验,借助调查问卷,对教学内容、教学方式方法、教学材料等方面的改革提出了一些浅显的建议。以期对今后的教学有指导作用,使“通信原理”的教学更加适应综合性人才培养的需求。
参考文献:
[1]储婉琴.基于多元融入思想的“通信原理”教学研究和实践[J].西安邮电学院学报,2010,15(1):148-151.
[2]刘元春,汪彦龙,何晓华,等.《通信原理》课程的教学改革与探索[J].浙江传媒学院学报,2005,(4):34.
[3]谭永明,余成,王善进.《通信原理》课程教学改革探索[J].东莞理工学院学报,2007,14(2):44.
[4]樊昌信,曹丽娜.通信原理(第6版)[M].北京:国防工业出版社,2007:1-2.
[5]钟福如,田敏,李新弘,等.《通信原理》课程建设的探索与实践[J].甘肃联合大学学报(自然科学版),2009,(S2):63-65.
(责任编辑:麻剑飞)
关键词:通信原理;教学改革;教学方法
作者简介:蒋霞(1982-),女,甘肃甘谷人,塔里木大学信息工程学院,讲师;周保平(1971-),男,山东郓城人,塔里木大学信息工程学院,教授。(新疆 阿拉尔 843300)
基金项目:本文系教育部人文社会科学研究专项任务项目“工程科技人才培养研究”(项目编号:11JDGC019)的研究成果。
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)35-0137-02
一、课程地位及现状
“通信原理”课程是通信电子类专业的一门重要专业基础课,是我校通信工程专业的必修课。该课程一方面涉及高等数学、线性代数、概率统计、信号与系统、高频电路等多门前修课程的内容,另一方面又是专业课程的重要先修课程,在教学环节中起着承上起下的作用,奠定了整个专业课程体系的基础。通过本课程的学习,使学生掌握各种通信系统的基本原理和性能分析方法,为深入学习通信专业课打下坚实的理论基础。由于该课程具有理论性强、内容综合、内容广泛等特点,课程虽已在我校开设6年,但在历届专业班级中属于难学、不及格率高的“红灯”课程。
二、教学调查
通信原理课程在整个通信工程专业课程体系中处于“中继站”的位置,[1]是联系数学、专业基础课以及后续专业方向课的纽带,因此,作为该课程的教师,不仅要对本课程熟练精通,还要将整个课程体系的思想融会贯通到整个教学过程中,才能有效地提高教学质量。笔者曾对通信工程13届学生做过一项问卷调查,参与调查学生有61人,这些学生是上学期刚学过通信原理的,调查项目和结果如表1所示。根据这份调查结果,让笔者对今后的教学有了一些新的思考:第一节课的重要性以及怎么上的问题、如何帮助学生解决先修课基础薄弱的问题、如何调整基础理论知识与前沿知识比例、如何帮助学生有效消化知识、传统板书教学与多媒体教学如何合理结合、如何更好地调动学生自学。针对这些问题,本文根据以往教学经验并研究一些课程教改类论文,从以下几个方面做了思考和探索。
表1 “通信原理”课程教学调查表
调查项目 是 否
是否了解该课程在专业体系中的位置和作用 45 16
是否能利用前修课程知识解决本课程问题 29 32
是否应调整授课内容,减少理论推导,增加通信新技术、新知识的介绍 56 5
是否跟得上教师讲课进度 16 45
是否希望采用多媒体教学 24 37
课后作业是否独立完成 22 39
从专业学习角度是否认为通信原理很重要 56 5
三、教学内容改革
1.精简重复内容
在以往的教学中,各门课程之间缺少沟通,出现了内容重复的现象,比如模拟通信的内容在“通信电子线路”课程中已讲到过,香农信息论概念及编码等内容在“信息论与编码”课程中有更为深刻和严格的讲授,这部分教学内容在教学中就可省略或只作简单介绍。通过精简内容,可以增加课堂有效教学时间,使课堂信息量更大。
2.教学内容安排
根据以往教学经验,在教学内容的安排上,以通信系统质量指标为主线,精讲通信系统的质量指标(有效性和可靠性)在系统中如何体现。在模拟通信系统线性调制中,以AM为基本出发点,再介绍DSB、SSB和VSB等与AM调制进行比较。在FM中重点强调其以带宽换取信噪比的特性,再对线性调制的系统性能进行全面小结。在数字通信系统中,以传输速率、频带利用率和误码率为主线,分析基带系统、频带传输系统的优缺点并介绍相应的改进方法。同时,将随机信号分析、频谱分析及线性系统分析等基础知识贯穿于整个教学中,将学生领入频域来分析通信系统的本质。在讲解本课程主要内容前,还需对所应用到的数学和信号系统、信息论的部分内容简要回顾。通过修订大纲以及教学过程设计将这些内容改革付诸教学。
四、教学方法改革
通过几年课程教学的经验积累,本课程教师总结了一些自己的教学方法。在提高学生学习兴趣、增强学生学习自主性以及培养学生专业思维能力等方面有很好的效果。
1.疑问式教学
美国心理学家布鲁纳曾指出:“教学过程是一种提出问题和解决问题的持续不断的活动。”学生的思维从问题开始,就要求教师依据教学内容,巧于设问,善于提问。从而启发学生思考、诱发学生的思维、激起学生的求知欲望,使其从被动学习转化为主动学习。在教学中,根据教学内容以及前后知识设计学生感兴趣并能启发学生思考的问题,使课堂更加以学生为主体、以教师为主导。让课堂在学生的疑问中开始,在解决问题后结束。
2.教师角色转换
教师在备课时,可回忆自己的学习过程,头脑中扮演学生的角色,思考学生可能的疑问点,从而在教学中设计教学技巧,诱发学生思考,这样更好找到教学切入点和突破口,让学生更好地掌握知识要点,达到最佳的教学效果。所以,教师在教学过程中不仅要考虑如何“教”的问题,还应考虑学生如何“学”的问题,本课程在以往教学中,运用此方法时,课堂教学气氛总会比较热烈,学生反应积极。
3.分组讨论法
讨论式教学法是一种有效的教学方法。学生围绕某一中心内容进行讨论,可以激发学生激情,加深对知识的理解。在本课程教学中,分组讨论法主要针对一些难区分、难理解的问题通过作业形式布置给各组同学,学生通过小组讨论或辩论达到对多概念的理解和区分,在课堂上,再让1名组内学生把讨论后的理解表述出来。通过小组讨论和课堂表述不仅加深了学生的理解,也锻炼了学生的参与能力、思维能力以及团队意识。
五、教学手段
1.学习态度教育
在教学中教师要用科学的教学思想和态度感染学生,将教学质量的提高落到以学生为本、关注学生学习需求的层面上。例如,在第一节课讲绪论时,利用10分钟的时间强调课程在专业体系中的位置和作用,就会使学生对待这门课程的态度有很大转变,对认真对待课程学习有很大促进作用。另外,在授课中,可以根据所讲内容穿插通信发展里程碑式的事件、著名的通信历史人物,以及近年来热门的技术理论和发展动向。一般教材上没有的内容往往就是学生更感兴趣的,在以往教学中讲到这些内容时,课堂气氛就比单纯讲解理论知识更加活跃,教学效果更好。
2.传统板书教学与多媒体教学相结合
前述问卷调查表明,有很大一部分同学希望进行多媒体教学,“通信原理”课程是一门公式和推导相对较多的学科,以往教学中采用黑板板书的传统教学方式,板书占用时间太多,课堂的有效教学时间减少,教学进度难以保证;此外,通信原理中的某些知识点很难用传统教学方式直观形象地表达出来,如码型变换波形图和数字调制等。在传统的教学方法中教师是知识的主动传授者,学生是知识传授的对象,是被动接受者,其优点是有利于教师主导作用的发挥,弊端是教师主宰课堂,忽视了学生的主体作用,[2]单纯的多媒体教学也存在很多问题:一堂多媒体课下来,学生如同看了一场电影,看完消化的不多。因此,教学上应该把两者进行有机结合。这就需要教师在教学过程设计上下功夫。
3.建立课程网站
本课程已制作了课程网站,通过后期资源添加,将教学大纲、教案、实验指导、软件仿真、课后习题、参考文献目录等等各类资源与学生共享,促进学生课后自学,[3]并建立师生在线交流的平台,为学生解惑答疑提供条件。
六、教学材料改革
1.教材选择
“通信原理”是进入通信领域的一门基础课程,而通信领域的最大特点是发展迅猛,因此,在学生教材的选择上,我们注重教材的权威性和时效性。权威性经典教材通常具有概念清楚、理论简洁明了而且系统性较强的优点。教学中,选择樊昌信第六版《通信原理》,该书是国家级精品教材和“十一五”国家级规划教材。该书着眼于加强基本概念的讲解,在增强数学分析严谨性的同时适量简化了数学推导,减少了过时的通信技术并增加新型通信技术原理的介绍,[4]更有助于学生的课堂学习和课后自学。
2.辅材利用
教材只是教师在教学工程中的主要参考书,为了扩大学生知识面、增加学生学习兴趣,教师还应有一定量的其他资源,比如对于信道编码内容,教师可参考专门编码的参考书籍。为了拓展教师的教学研究,教研室定购了诸如《电信科学》、《通讯世界》、《中国新通信》等期刊,教师可将其中相关案例、理论渗透到教学中,一定会起到事半功倍的效果。本专业也正筹划为学生在实验室设置阅览柜,将各类专业杂志课外为学生开放,增加学习兴趣和自主性,了解更多行业信息。
3.自编教材
除此之外,本专业根据通信原理的实践教学经验,由实验指导老师编写了《通信原理实验指导书》,为指导学生实验起了重要作用。
七、结束语
课程建设是大学教改的核心内容,[5]是一个集教育观念更新、教学内容和教材建设、教学方法和手段改革、实践教学建设为一体的整体建设过程,本文根据多年课程教学经验,借助调查问卷,对教学内容、教学方式方法、教学材料等方面的改革提出了一些浅显的建议。以期对今后的教学有指导作用,使“通信原理”的教学更加适应综合性人才培养的需求。
参考文献:
[1]储婉琴.基于多元融入思想的“通信原理”教学研究和实践[J].西安邮电学院学报,2010,15(1):148-151.
[2]刘元春,汪彦龙,何晓华,等.《通信原理》课程的教学改革与探索[J].浙江传媒学院学报,2005,(4):34.
[3]谭永明,余成,王善进.《通信原理》课程教学改革探索[J].东莞理工学院学报,2007,14(2):44.
[4]樊昌信,曹丽娜.通信原理(第6版)[M].北京:国防工业出版社,2007:1-2.
[5]钟福如,田敏,李新弘,等.《通信原理》课程建设的探索与实践[J].甘肃联合大学学报(自然科学版),2009,(S2):63-65.
(责任编辑:麻剑飞)