一流课程建设背景下的现代通信原理课程教学创新思路研究

杜 青 冯 芳

（天津天狮学院信息科学与工程学院,天津 301700）

传统现代通信原理课程教学过程中存在重理论传授，轻实践训练，工程教育人才培养理念滞后，学生很难做到理论联系实际，缺乏解决实际工程项目问题的能力，课堂活跃度不高，师生之间缺乏有效互动等问题。如何运用新教育理念进行课程教学模式改革，提升学生的学习兴趣，培养学生的工程实践能力和创新能力是当下必须解决的现实问题。

1 课程基本情况说明

课程名称：现代通信原理。

学分/学时：3.5学分/56学时（理论44学时，实验12学时）。

课程类别：学科专业基础课。

授课对象：通信工程专业、电子信息工程专业大学三年级学生。

预修要求：高等数学、信号与系统、高频电子线路。

2 课程教学中存在的问题

现代通信原理是信息和通信类专业的一门非常重要的专业基础课程，其教学的重点是让学生理解通信系统的基本概念和基本原理，掌握相关的分析方法。课程内容理论性强，通信系统概念抽象，原理分析中涉及公式推导较多，且要求学生扎实掌握高等数学、信号与系统等基础知识。传统的教学方式中，学生存在学习积极性不高、学习过程中容易感觉枯燥乏味等问题，这些问题出现的原因是多方面的，主要有以下几点。

2.1 课程内容理论性强，学生存在畏难心理，缺乏学习兴趣

课程教学内容理论性较强，原理分析中涉及的公式推导较多，对学生的数学基础要求较高，学生存在畏难心理；课堂教学以成熟的理论讲授为主，学生很难把抽象的原理知识与工程实践结合应用，难以解决通信工程实践中遇到的问题，容易出现学习动力不足，缺乏学习兴趣[1]。

2.2 传统课堂以讲授为主，学生的创新意识和实践操作能力普遍不强

传统的教学方式以教师为中心、以课本为中心、以课堂为中心，重理论传授，轻实践训练，工程教育人才培养理念滞后。这不利于激发学生的创新思维，制约了学生创新意识和实践能力的形成，难以适应新形势对实践性强的新工科人才的需求。

2.3 课堂活跃度不高，师生缺乏有效互动

传统的教学方式以教师讲授为主，学生的参与度较低，部分学生上课不认真听讲，玩手机的情况时有发生。

因此，在当前一流课程建设情况下以及新工科视域下，探索现代通信原理课程的教学改革和教学创新势在必行。在整个教学环节应适中强调工程教学理念，更强调学生的工程应用[2]。目前大部分课程的学时被压缩，现代通信原理也同样面临学时数减少的问题，如何在学时减少的情况下保证教学效果，满足培养创新应用型人才的迫切需求，是学校和教师应该思考和解决的问题。

3 教学创新设计

现代通信原理课程教学创新设计应着眼于培养适应新时代要求的工程技术人才，淡化复杂的数学推导和理论分析，将重点放在对概念的理解和应用上。在提升学生学习兴趣和学习能力的同时，激发学生的创新意识。为此，课程组教师从激发学生创新意识、优化教学内容、探索新型教学方法等方面进行了一些改革探索。

3.1 课程教学融入思政元素，激发学生创新意识

课程教学将通信技术场景引入教学过程中，整合行业发展技术，引入工程理念，体现工程应用，培养大国工匠精神。通过介绍国内外通信发展态势，突出应用前沿，激发创新意识。引入国家领先的通信技术，以积极的内容引导学生树立爱国情怀和正确的人生观、价值观。例如，在绪论的教学中加入北斗导航的应用，介绍北斗短报文在汶川地震中发挥的重要作用。

3.2 优化理论教学内容，完善实践教学体系

现代通信原理课程内容多且烦琐，由于课时限制，教师在讲授课程时，无法做到面面俱到，因此必须对教学内容进行优化。

课程教学内容的优化应按照详略结合、重点突出的要求进行，并侧重基础理论的讲解。现代通信原理的教学内容体系如图1所示。现代通信原理课程的主要内容包括模拟通信和数字通信两部分，其中模拟通信部分在先修高频电子线路课程中已经讲授过，因而可以简略介绍[3]。当前数字通信技术发展迅速、应用广泛，因而教学重点应放在数字通信及新的调制和编码技术上，例如在讲授现代调制技术的时候引入5G新型调制技术，体现教学内容的与时俱进。

图1 现代通信原理教学内容体系

在实验教学方面，注重知识的应用性[4]，在教学中引入Matlab、SystemView等仿真软件，增加了综合性、设计性实验。如图2所示，本课程借助硬件平台和软件仿真，通过原理验证型实验、仿真设计型实验以及综合创新型实验三个阶段，将理论知识与实践操作有机结合，提出问题、质疑理论、提升理论，培养学生灵活应用知识的能力，提升学生的实践创新能力。后续还开设了通信综合实训课程，以便更好地提升学生的综合应用能力。此外，鼓励学生运用现代通信原理课程知识，积极参加各类大学生比赛，通过参加竞赛，加深学生对所学知识的理解，并提高学生的综合应用能力及自主创新能力。

图2 实验内容

3.3 采用线上线下混合式教学模式，突出学生的主体地位

课堂教学和网络教学相结合的混合教学模式可以做到优势互补。传统的课堂教学主要突出教师的主导作用，强调教师的引导。网络课堂突出学生的主体地位，强调学生的自主学习，查漏补缺。所以线上线下相结合，可以很好地实现优势互补，合理地引导学生的课外自主学习互动，让学生将更多的精力放到自主学习上，培养学生养成良好的学习习惯，同时，做好课下自主学习还会对课堂教学效果有很好的促进和提升作用[5]。

3.3.1 构建优质的线上资源

本课程的线上资源有两部分。一部分是中国大学慕课平台中的优秀教学视频，这部分视频主要是用以帮助学生进行课前预习及课后拓展。另一部分是超星平台的自建课程，包含教学课件、实验讲义、实验视频、习题库等，并且可以在该平台上建立班级，有效实现课堂活动。超星平台自建课程的功能主要有两个：一个是实现课堂互动，比如签到、课堂讨论、课堂练习等；另一个是发布通知，布置课下作业，学生自主讨论、复习等。

3.3.2 混合式教学模式的具体实施方案

在线上线下混合式教学模式中，学生根据教师布置的课外任务，在网络教学平台完成课前预习和课后复习查漏补缺环节，而教师在课堂教学环节中主要讲授知识的重点和难点，对学生不懂的地方进行答疑解惑，组织学生深度讨论以便其更好地理解知识。

课前预习环节，教师依托信息化网络平台（学习通、雨课堂等）发布学习内容及要求，学生根据教师在网络平台提供的预习材料学习、理解相关的知识点，独立思考并完成预习作业，并且教师端可以及时了解学生的预习情况。

课堂讲授环节，教师着重讲授重点和难点内容，并进行习题讲解，组织课堂讨论和答疑解惑。教师可以根据学生的预习情况有针对性地讲授相关内容[6]。在课堂讲授过程中，教师可借助信息化技术进行师生互动，比如进行课堂签到、选人或抢答问题、随堂测验等，通过多种教学活动让学生积极参与到课堂中来。也可以选取部分内容，以学生自主讲解、教师总结点评的方式进行教学。对于一些需要讨论的内容和题目，教师可在预习环节提前发布讨论主题，在课堂中，学生根据预习阶段所做的准备进行集中讨论，深度理解并应用所学知识解决问题，教师在整个讨论过程中适度引导，帮助学生发现问题并找到答案。

此外，为了提高课堂教学的生动性，激发学生的学习兴趣，教师可以在课堂教学中适时采用启发式、讨论合作式、虚实结合式等多种教学方法。并且，着重对基本概念和基本原理的阐述，以及对结论的理解和应用。可应用通信仿真软件补充课堂教学，对所讲解的系统进行分析和演示，注重理论与实践的结合，提高课堂教学的生动性和互动性。

课后复习阶段，教师通过信息化平台发布作业和开放式讨论话题，在信息化平台上进行师生、生生之间的交流互动。学生借助教师在网络平台提供的课件和视频等教学资源自主完成对所学知识的复习，进行查漏补缺，独立完成教师布置的课后作业。教师根据学生作业的完成情况对学生的知识掌握情况进行了解，对教学进行反馈和调整。

在实际教学过程中，各个教学环节的划分并不是绝对和一成不变的，而是可以适当调整的，关键是要满足教学需求，切实提高学生的学习能力进而提升教学效果。

3.4 改革课程考评机制，激发学生学习动力

本课程为考试课程，采取平时考查、实验成绩、期末考试等方法进行课程综合考核，注重过程化的学习管理。平时成绩主要包括课堂表现情况、出勤、线上学习情况（测验、作业）；实验成绩为各次实验成绩的平均值；期末考试为理论课闭卷考试。

本课程采用“总评成绩＝平时成绩×30%＋实验成绩×20%＋期末成绩×50%”的标准。

4 建设成效

线上线下混合式教学模式促使学生将更多的时间和精力投入到学习上，部分学生从被动学习转向主动学习，学习热情和学习积极性有所提高。优化教学内容，注重实践教学，切实提高了学生的工程实践能力和创新能力。越来越多的学生积极申报各类科研项目，每年均有多个项目获得市级大创立项。

5 结语

本文针对现代通信原理课程的实际教学活动中存在的问题，从课程思政、教学内容、线上线下混合式教学模式以及课程考评等几个方面详细阐述了课程教学创新的具体设计。通过课程教学改革的探索与实践，验证了所采取的改革措施是可行且有效的。