面向大信息的《通信原理》教學(xué)探索論文
隨著信息社會的不斷發(fā)展，信息科學(xué)技術(shù)特別是通信技術(shù)已經(jīng)廣泛普及和滲透到生活的每個領(lǐng)域，處于“大信息”時代。如何培養(yǎng)適應(yīng)“大信息”時代的高素質(zhì)人才，是高等教育面臨的一項(xiàng)挑戰(zhàn)。該文針對非信息通信類專業(yè)，以《通信原理》這一信息與通信領(lǐng)域基礎(chǔ)課程的教學(xué)為出發(fā)點(diǎn)，從授課內(nèi)容、授課方式和考查方法等多方面探索培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)“大信息”時代的能力，并取得了一定的效果。
處于信息化社會的“大信息”時代[1]，信息技術(shù)特別是通信技術(shù)廣泛普及和滲透到社會的每個領(lǐng)域。對于高等教育而言，所有學(xué)科都帶有信息技術(shù)的烙印。《通信原理》是高等工科院校面向信息通信技術(shù)開設(shè)的一門重要基礎(chǔ)課。通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能掌握各種通信系統(tǒng)傳輸信息的基本原理和分析方法;熟悉通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成;了解有關(guān)通信系統(tǒng)中的技術(shù)指標(biāo)及改善系統(tǒng)性能的一些基本技術(shù)措施;培養(yǎng)學(xué)生的辨證思維能力。
南京郵電大學(xué)因郵電而生、依通信而長，是一所以信息為特色的高等院校，培養(yǎng)快速適應(yīng)“大信息”時代的人才，是南京郵電大學(xué)核心競爭力的體現(xiàn)。南京郵電大學(xué)依托優(yōu)勢，彰顯特色，為了學(xué)生今后快速適應(yīng)“大信息”時代社會，積極構(gòu)建面向“大信息”的學(xué)科專業(yè)體系。就筆者所講授的《通信原理》[2]而言，面向不同專業(yè)，開設(shè)了不同課程性質(zhì)、不同學(xué)時的《通信原理》。面向通信工程、信息工程、網(wǎng)絡(luò)工程等專業(yè)，開設(shè)必修課程《通信原理A》，學(xué)時為80;面向具有通信應(yīng)用的信息類專業(yè)，開設(shè)必修課程《通信原理B》，學(xué)時64;面向其他工科專業(yè)，開設(shè)限選課程《通信原理C》，學(xué)時48。《通信原理A》和《通信原理B》課程的學(xué)生都是屬于信息通信類專業(yè)的，都學(xué)過《概率論與隨機(jī)過程》《信號與系統(tǒng)》等先修課程，同時后續(xù)一般還有詳細(xì)介紹各種通信系統(tǒng)的專業(yè)課程，如，《移動通信》《光纖通信》等，諸多老師和教學(xué)專家對該課程的教學(xué)進(jìn)行了頗有成效的探討
筆者主要針對《通信原理C》，即“大信息”背景下其他非信息通信類專業(yè)《通信原理》的教學(xué)進(jìn)行一定的探索。在筆者教授《通信原理C》的過程中，發(fā)現(xiàn)這門課程的教學(xué)存在以下問題或難點(diǎn)
(1)該課程面向的是非信息通信類的工科專業(yè)的學(xué)生，他們?nèi)狈η捌谙到y(tǒng)性的通信基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)，比如：有些專業(yè)就沒有開設(shè)《信號與系統(tǒng)》這一門專業(yè)基礎(chǔ)課，這就導(dǎo)致講授過程中學(xué)生對通信基本概念理解存在難度。
(2)因?yàn)椤锻ㄐ旁鞢》并非他們專業(yè)的必修課，不少學(xué)生會錯誤的認(rèn)為該課程與他們的專業(yè)相關(guān)度不大，所以，不能引起他們足夠的興趣和重視(3)傳統(tǒng)的《通信原理》授課方法注重各種通信理論公式推導(dǎo)，而非信息通信類的工科專業(yè)的學(xué)生需要的是了解信息通信技術(shù)的發(fā)展趨勢和各通信模塊的功能，這兩者存在著一定的矛盾(4)傳統(tǒng)的課程考查方式主要是期末考試、平時習(xí)題作業(yè)等方式進(jìn)行，這導(dǎo)致了部分學(xué)生的應(yīng)試學(xué)習(xí)方式，即只通過死記硬背、生搬硬套的學(xué)習(xí)方式來應(yīng)付考查，而忽視了基本信息素養(yǎng)的培養(yǎng)，違背了開設(shè)這門課程的初衷。
針對上述存在的問題，筆者在《通信原理C》的講授過程中就授課內(nèi)容、授課方式、考查方式等方面進(jìn)行了相關(guān)探索。
1 教學(xué)方式探索
為培養(yǎng)適應(yīng)“大信息”時代的高素質(zhì)人才，對于非信息通信類工科專業(yè)的學(xué)生，在講授《通信原理C》時，筆者主要以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和講解知識點(diǎn)簡明易懂為出發(fā)點(diǎn)，從授課內(nèi)容、授課方式、考查方式等3個方面探索教學(xué)方式改革。
1.1 課程授課內(nèi)容
為了激發(fā)非信息通信類專業(yè)學(xué)生對《通信原理C》課程的興趣和重視程度，在授課內(nèi)容的'選擇上，筆者主要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行了嘗試改革：(1)在正式開始課程講授之前，先闡明《通信原理C》與學(xué)生學(xué)習(xí)該專業(yè)的切合點(diǎn)，說明該課程在學(xué)生學(xué)習(xí)該專業(yè)的應(yīng)用背景，這能極大的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和熱情，并引發(fā)學(xué)生對通信理論和相關(guān)技術(shù)應(yīng)用的廣泛遐想。比如：在給測繪工程專業(yè)的學(xué)生開始講授該課程時，講到在做測繪時，有時要用到衛(wèi)星測繪數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)正是通過一種主要的通信方式——衛(wèi)星通信來獲取的。(2)給學(xué)生強(qiáng)調(diào)信息通信技術(shù)的革新給日常生活帶來的巨大影響。通過描述信息通信技術(shù)的發(fā)展怎樣影響日常生活，讓學(xué)生切身體會到信息通信技術(shù)的力量，進(jìn)而引起學(xué)生對該課程的重視。比如：在給材料學(xué)院的學(xué)生講授《通信原理C》時，特地從手機(jī)演變的角度講述了通信的發(fā)展歷程，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，手機(jī)也經(jīng)歷了固定電話、大體積的移動電話(大哥大)、便攜式的2G手機(jī)、可以上網(wǎng)的3G手機(jī)、可以在線視頻的4G手機(jī)以及即將出現(xiàn)的可高速傳輸數(shù)據(jù)的5G手機(jī)等各個階段。(3)在講授《通信原理C》時，重點(diǎn)闡述基本原理和重點(diǎn)概念，而不必詳細(xì)推導(dǎo)理論公式。因?qū)W時有限，非信息通信專業(yè)的學(xué)生應(yīng)掌握通信的理論框架和基本原理，在將來需要使用的時候知道從哪方面著手查找資料和進(jìn)一步研究。
1.2 課程授課方式
根據(jù)授課內(nèi)容的特點(diǎn)，有針對性的選擇授課方式能達(dá)到更好的教學(xué)效果。對于非信息通信類工科專業(yè)，筆者主要闡述《通信原理C》中的基本原理和重點(diǎn)概念、而不是詳細(xì)推導(dǎo)理論公式，這就確定了采用多媒體教學(xué)是一種適當(dāng)?shù)氖谡n方式。較傳統(tǒng)的板書，采用多媒體教學(xué)，能夠更加直觀明了、高效的講授該課程。例如：在講授二進(jìn)制相移鍵控調(diào)制系統(tǒng)(2PSK)解調(diào)時，可以在PPT上逐一展示各點(diǎn)波形，并通過波形清晰描述倒π現(xiàn)象帶來的嚴(yán)重后果，若采用板書則很難達(dá)到該效果。同時，在講授具體知識點(diǎn)時，應(yīng)注意靈活采用各種具體的教學(xué)方法，以達(dá)到加深理解、融會貫通的效果。比如：在講授二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制時，應(yīng)采用比較教學(xué)法，與之前的模擬調(diào)制的實(shí)現(xiàn)方式、解調(diào)方法、調(diào)制性能進(jìn)行比較教學(xué)。最后，在講授課本知識時，適時的插入仿真圖形來說明，這能加深學(xué)生對理論知識的直觀感受。筆者在講授二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)時，在比較了2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK的誤碼率理論值的基礎(chǔ)上，在PPT上畫出了在不同信噪比下的它們誤碼率的仿真曲線，學(xué)生的反應(yīng)非常積極。
1.3 課程考查方法
課程通�？疾榉椒ㄊ瞧谀┛荚嚺c課后作業(yè)題相結(jié)合的方式，但是該方法容易使《通信原理C》落入應(yīng)試教育的泥潭。學(xué)生用死記硬背、生搬硬套課本知識的方式來應(yīng)付考查，背離了素質(zhì)教育方向，無法培養(yǎng)出適應(yīng)“大信息”時代所必需的素質(zhì)。筆者為了強(qiáng)化學(xué)生將課本知識轉(zhuǎn)化為自身技能的素質(zhì)，在該課程的考查方式中，增加了軟件仿真考查。讓學(xué)生課后利用Matlab的Simulink功能來動態(tài)仿真出一個通信系統(tǒng)的模型，給出模型中采用的模擬信號數(shù)字化方法、調(diào)制方式、信道編碼方法、譯碼方法、解調(diào)技術(shù)等，并評價不同方法、不同參數(shù)下系統(tǒng)性能的優(yōu)劣，通過軟件仿真過程，既加深了學(xué)生對通信各個模塊清晰的認(rèn)識又培養(yǎng)了學(xué)生系統(tǒng)建模的水平。同時，為了加強(qiáng)學(xué)生將課本知識和信息社會相結(jié)合，筆者給學(xué)生布置了一項(xiàng)實(shí)踐性的大作業(yè)，調(diào)研“大信息”時代自己接觸到的各種通信系統(tǒng)采用的調(diào)制方式及各自特點(diǎn)，比如：常用的收音機(jī)、家里收看的數(shù)字電視等。通過后續(xù)反饋可以看出，該大作業(yè)使學(xué)生認(rèn)識到了《通信原理》課程的影響和價值，并極大的加強(qiáng)了學(xué)生對“大信息”時代的感受，加強(qiáng)了其理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
2 結(jié)語
面向“大信息”時代，筆者針對非信息通信類專業(yè)《通信原理》課程的教學(xué)進(jìn)行了相關(guān)探索，在授課內(nèi)容、授課方式和考查方法等方面得出了一些有價值的經(jīng)驗(yàn)，在并提出了一些相應(yīng)的改革建議。希望筆者的探索能起到拋磚引玉的作用，各高校相關(guān)課程的任課老師共同推動《通信原理》課程的發(fā)展。
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