新工科背景下应用型本科“通信原理”课程实践教学研究

摘 要：随着社会科技的快速发展，新工科成为新产业发展的重要方向。为了培养适应这一发展的人才，教学内容需要不断拓宽，既要涵盖新工科的核心知识，也要注重培养学生的创新能力和实践能力。通过分析“通信原理”课程教学中的难点问题，并以创新精神和技术复合型的新工科人才培养为目标，加强校企合作，旨在提高应用型本科院校实践教学质量和学生工程实践能力，有效提高“通信原理”课程教学实践效果，促进学生的全面发展。

关键词：通信原理；实践教学；新工科

中图分类号：G640  文献标识码：A

Research on Practical Teaching of "Principles of Communications"

in Applied Undergraduate Programs under the Background

of Emerging Engineering Education

Zhao Mingquan

Guilin Institute of Information Technology GuangxiGuilin 541004

Abstract：With the rapid development of social technology，emerging engineering has become an important direction for new industry development.In order to cultivate talents that can adapt to this development，the teaching content needs to be continuously expanded，covering not only the core knowledge of emerging engineering but also the cultivation of students’ innovation and practical abilities.By analyzing the difficulties in the teaching of the "Principles of Communications" course and aiming to cultivate innovative and technologically versatile talents in emerging engineering，strengthening the cooperation between universities and enterprises aims to improve the quality of practical teaching in applied undergraduate institutions and enhance students’ engineering practical abilities.This can effectively improve the effectiveness of the teaching practice of the "Principles of Communications" course and promote students’ comprehensive development.practice teaching.

Keywords：Principles of Communications；practice teaching；Emerging Engineering Education

1 概述

當前，信息技术正成为推动经济发展和社会进步的关键因素。随着科技的不断发展和创新的推动，信息技术在各个领域得到了广泛应用和快速发展，这使得经济结构发生了巨大的变化。高新科技产业正成为经济发展的主导产业，各个产业纷纷靠拢高新信息产业，以适应这个时代的变化［1］。高校作为社会培养输送人才、推动经济发展的重要力量，顺应新经济的需求，应运而生新工科。“通信原理”作为信息工程类专业的核心基础课程，支撑着专业技术向前革新。如何优化“通信原理”课程的教学工作，提出引领性的课程改革案例，培养符合新工科标准的复合型工程人才已成为我国高校课程改革的重要议题［2］。这一举措旨在推动我国高新科技产业的进一步革新。

“通信原理”课程知识原理复杂、理论性强、实践性强等特点。学生常常面临着难以理解知识点及接触工程实践的困境，因为其中许多知识点对他们来说是全新的。同时，该课程的教材内容较为陈旧，已经不能满足新工科对知识的要求［34］。此外，传统的“灌输式”教学模式已经无法满足新工科人才培养的理念要求，并且学科教学与行业需求之间存在一定的脱节，不再适合应用型本科对学生的培养要求。因此，对实践教学方法和学生培养方式的改革至关重要，目标是增强学生对课程内容的理解，培养学生的合作与交流能力，增强对通信行业发展了解，提升实践操作技能［5］。

2 教学存在的问题

2.1 教学内容更新缓慢

在传统教学中，主要以知识理论的讲授为主，然而这种方法未能充分分析前沿性问题和发展性问题。由于理论教学与通信新技术之间的联系不够紧密，导致课程内容的更新速度较慢。另外，一些教学方法已经过时，无法跟上现代通信技术的快速发展。理论课时较长的设置导致学生难以将抽象原理与工程实践结合应用，从而无法解决实际工程中的问题，学习动力也因此不足。这些限制对于提高学生在实践项目中解决复杂问题的能力产生了影响。

2.2 实验教学不过关

部分院校在“通信原理”在实验教学方面存在一些问题，主要表现为实验教学内容单一、考核评判标准过于表面化，考核结果无法准确表明学生对专业知识的掌握程度。为了提升应用型本科院校的实验教学，有必要改进通信原理的实验教学。首先，实验教学和理论教学需齐头并进，两者相辅相成，实践教学与理论知识之间的联系和衔接应更为紧密。学生在实验中可能缺乏对理论知识的透彻理解，而仅仅是机械操作，导致实践过程变得无意义和空洞。其次，一些院校在实验教学中常常使用非课程定制的专用实验设备，导致实验教学与理论教学匹配度较低。实验设备的数量和品质往往无法满足学生的实验需求。由于通信技术迅速发展，老旧的设备已经无法支持最新的实验要求。同时，实验所需的资源如硬件、软件和实验材料等也可能不足，限制了学生的实践操作和探索空间。最后，很多高校对“通信原理”课程的实践项目考核重视不够，虽增加了项目实践教学方式，但课时安排较少，教学过程简单地通过“项目选题—成果总结—评分”来进行，缺乏项目答辩和成果展示的环节，教师无法真正评估学生的项目完成情况。

3 以实验实践为主的教学探索

“通信原理”课程以实践为中心的学生培养方式，需要加强实践教学内容的多样性，引入更多与实际应用相关的案例和项目，使学生能够将理论知识应用于实际工程情境中。优化实验平台和设备的设计与配置，确保其适应课程需求，提供给学生良好的实践环境。应用型本科院校加强校企合作，联合培养学生，优化考核与评价，确保学生综合能力的充分展现和评估。

3.1 联合仿真软件教学

为了提高学生对通信原理的理解和应用能力，在教学过程中引入通信仿真软件是非常有效的。“通信原理”涉及许多抽象的概念和算法，例如调制解调、信道编码等。MATLAB仿真软件能够将这些抽象的概念通过图表、动画等方式进行可视化展示，使学生更容易理解和记忆，更重要的是在仿真过程中可以根据不同的通信需求自由设计和调整信号处理算法，并实时观察仿真结果。这种灵活性使学生能够尝试不同的方案和算法，从而深入理解通信原理。例如，基于MATLAB仿真软件进行OFDM（Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing）系统设计和分析。OFDM是一种常用的多载波调制技术，广泛应用于现代无线通信系统中。通过MATLAB仿真软件，可以设计和调整OFDM调制器和解调器的参数，可以分析和优化OFDM系统的频谱效率、抗干扰性能等指标。通过这样的实践，学生可以充分理解OFDM系统的原理和特点，并掌握系统参数的设计和优化方法。

3.2 实验实践教学改革

3.2.1 加强实验教学比重

目前，部分院校存在一個普遍问题，即“通信原理”课程的实践教学内容较少。造成这个问题的原因可能是学校在课程设置时对实验部分的重视不够，或者由缺乏相应的设备或教师资源而导致。通信原理实验通过具体实践操作、理论验证、数据采集与分析等方法，帮助学生更好地理解通信原理的基本识和技术原理。然而，在过去的教学实践中，我们常常将理论授课视为主要教学形式，而实验教学比重相对较低，导致学生对于通信原理的理论知识掌握得较好，但在实际应用能力和解决实际问题的能力上存在一定的欠缺。

为了从根本上解决这个问题，学校可以采取相应措施来丰富教学方式。通过线上和线下结合的形式，减轻教师在理论知识教学方面的压力，并考虑搭建虚拟实验开发平台，为学生提供自主开放的实验环境。通过实验操作，学生能够直观地感到通信原理相关技术的基本原理和操作流，从而提高他们的动手实践能力。这种能力在今后的工作中是非常重要的，因为仅仅掌握理论知识是远远不够的，必须能够将知识转化为实际应用。学生对实验过程中遇到的问题能够主动思考和解决，从而培养他们的问题解决能力。实验中可能会存在一些未知条件和变量，学生需要通过实践来解决这些问题，这将提高他们的综合分析解决问题的能力。实验教学可以帮助学生将抽象的理论转化为具体实践操作和现象，从而加深对理论的理解和记忆。通过亲身经历实验过程，学生能够更好地掌握和记忆理论知识，提高学习效果。

3.2.2 丰富实践教学模式

在科技发展浪潮下，学生应具备创新意识和强大的工程实践能力。部分院校的“通信原理”课程教学内容不够全面，要求教师与教研组共同探讨新的教学模式，引入更丰富和独特的内容。在实践课程中，采用小组式和项目式教学。

小组式教学将学生分成小组进行教学的方式，通过小组合作、互帮互助的学习环境，学生可以在实践中相互交流和合作，共同解决问题。在教学中，一是组建多样化的实验小组，在组建实验小组时可以尽量多样化，既可以选择同专业的学生组成小组，也可以选择在不同专业的学生之间进行跨专业合作，这样可以促进不同背景、不同专业的学生之间的交流和合作，丰富实践教学的视角和思维方式。二是设计具挑战性的任务，激发学生的主动性和创造性。教师可以设计一些具有一定难度和挑战性的任务，让学生在小组内共同思考和解决。

项目式教学是将学生分成小组进行实践项目的方式。在教学中，一是设计实际应用项目，教师可以设计一些以实际应用为目标的项目，让学生从设计和实现的角去探索通信原理的应用。例如，设计一个无线通信系统或者模拟一个数据传输网络等。通过项目的实践过程，学生可以更深入地理解和应用通信原理的知识。二是强调团队合作和角色分工，在项目式教学中，团队合作和角色分工非常重要。可以引导学生在项目中合理分工，每个人负责一个或多个任务，鼓励学生团队合作并充分发挥各自的优势。

为了确保学生在项目实践中取得良好的效果，教师可以提供实践指导和及时反馈。指导可以包括项目的整体框架、关键技术指导等，反馈可以包括项目进展的审核、实践过程中存在的问题和改进建议。

3.3 校企合作

3.3.1 教学资源优化

如前文已经提到，教师在教授“通信原理”这门与时俱进的课程时，需要充分了解最新问题和发展动态，并不断更新教学内容。然而，由于教师的角色从过去的“学生学校”转变为现在的“教师学校”，导致在工程背景方面的不足，缺乏相关经验的教师相对较少，借助校企合作资源来补这方面的不足。具体的改革措施包括以下两个方面。首先，引入与通信行业内具备权威性的企业合作，利用其丰富的工程经验和第一线优势，改革和完善培养方案和课程设置。积极与这些企业进行谈判，以实现校企协同培养人才和共同建设课程。其次，提升教师的实践能力，鼓励他们参与企业实际岗位上的培训和实战活动，以增强他们的工程能力、学科前沿知识和国际视野。通过利用“产学研用”基地，培养教的实践教学能力和操作技能。不断改进和创新课程，通过内外培养、校企合作和产教融合来实施这些改革。这样的改革举措将有助于提升教师的工程背景，进一步加强校企合作，推动产业与教育的有机结合，实现课程的持续改进和创新。

3.3.2 校企定制班级

校企合作定制班级可采取2+1+1的培养模式，学生在学校学习2年基础课程，1年学习企业的自设课程或定制课程，最后1年加入企业当中去进行实践学习。

校企合作定制班级注重实际问题和实际项目的解决，学生能够直接参与实践活动，例如实习、项目实践、企业访问等。这使得学生能够将理论知识应用于实际情境中，培养解决实际问题的能力，并增强工程实践能力。定制班级的课程内容和教学方式紧密与行业需求相結合，学生将学习到最新的前沿技术和行业发展动态，有助于提升学生的行业适应力和竞争力。定制班级能够更好地实现产学研体化，将学校、企业和科研机构资源有效整合起来，形成合作共赢的格局。学生在实践项目中可以与企业合作解决实际问题，获取真实的工作经验，同时学校和企业可以共同探索前沿技术和开展科研项目。定制班级通常设有企业导师和学校导师，学生能够得到来自实际工作经验丰富的企业导师和学术指导经验丰富的学校导师的指导。这样的导师指导可以提供学生贴近行业实践和学术前沿的指导，帮助学生更好地发展专业技能和职业素养。

校企合作定制班级与学校教学课堂的教学内容优势点在于：一是课程定制，根据企业需求和行业发展趋势，定制适合校企合作定制班级的课程体系。确保程紧密关联实际项目和行业需求，提高学生的实践能力和适应能力。二是专业实习和项目实践，为学生提供与企业合作的实习和项目实践机会，通过实际项目解决实际问题，培养解决问题的能力。三是设立企业导师和学校导师，为学生提供专业指导和职业规划建议，帮助学生在实践中提高技术水平和职业素养。

结语

在新工科背景下，我国社会产业结构对于高校的工科人才培养提出了更高的要求。特别是对于信息通信类专业的学生来说，他们的工程实践能力需要得到较大的提升。因此，在分析“通信原理”教学存在问题的基础上，聚焦于实验实践教学，探究实验仿真教学方法、教学模式的改进、校企合作中教学资源的优化，以及培养方式中校企定制班级的设立，提供了应用型本科提升教学质量、工程实践能力的实践方法，侧重学生的实际动手能力，促进学科交叉，推动前沿产业的繁荣。

参考文献：

［1］唐麒，张晓瀛，马东堂，等.面向工程教育的“通信原理”教学研究［J］.电气电子教学学报，2022，44（02）：6164.

［2］王超，王丽娜.基于应用型本科教育的通信原理课程改革与探索［J］.电子世界，2017（19）：7172.

［3］穆文英.通信原理课程的教学设计与评估［J］.电子技术，2022，51（02）：214215.

［4］毕春艳，杨雪梅.现代通信原理教学创新研究与探索［J］.教育教学论坛，2021（45）：5457.

［5］李红岩，杨静.面向新工科的通信原理研究型实验探索［J］.中国现代教育装备，2021（17）：9698.

基金项目：2021年度桂林信息科技学院校级应用型课程建设项目

作者简介：赵明权（1991— ），男，汉族，广西桂林人，硕士，工程师，研究方向：通信系统、计算机视觉。