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摘要：本文通过分析当前通信原理课程理论性强，知识点零散，抽象性强的特点及课堂教学效果不理想的现状，提出了通信原理课程教学的改革探索方案。该方案旨在使学生了解前沿通信技术的信息传输原理，增强创新意识教育，更新教学大纲，建立以实践应用能力培养为目标的教学理念，并设计层次化、动态化的教学内容，提高学生学习兴趣，以及结合“教师为主导，学生为主体”的方法开展教学，强调了学生的教学主体地位，突出实践应用能力和自主学习能力培养，对培养满足IT企业需求的通信应用及开发技术人才有积极的推进作用。
关键词：通信原理；通信专业；创新意识能力；实践应用能力
本文引用格式：赵响,等.新工科理念下通信原理课程教学改革探索[J].教育现代化,2019,6(08):54-56.
一 引言
以新技术、新产品、新业态、新模式为特点的新经济兴起，“新一代宽带无线移动通信网”十三五国家科技规划重大专项的实施，以及“天地一体化信息网络”科技创新2030重大项目的部署，对信息通信工程专业人才的培养提出了新的要求，这就要求建设面向行业、面向世界、面向未来的信息通信工程新工程项目[1,2]。
自2016年提出这一概念以来，教育部高等教育司组织各高校进行了深入探讨。形成了“复旦共识”[3]、“天大行动”[4]、“北京指南”等一系列指导文件。2017年6月,教育办公厅的通知推荐的新工程研究和实践项目正式发布[5],阐述了《项目指南》的内涵和新工程研究和实践的重点建设内容从五个方面的新概念、新结构、新模式、新质量和新系统。新工程的内涵可以概括为[6-8]:“培养多样化和创新的优秀工程人才在未来,我们应对变化和塑造未来的建设理念,继承和创新、交叉和集成、协调和共享为主要方式。”为了突破核心和关键技术，建立先发优势，在未来全球创新生态系统中占据战略制高点，急需培养大量的工程和科技新兴人才[9,10]。因此，“新工科建设”是当前形势下高等工程教育的必然选择。
对于新工程建设，一方面要建立和发展一批新的工程专业，加强建设，提高质量。另一方面，要推进现有工程专业的改革创新，探索符合工程教育规律和时代特点的新型培养模式。通信工程专业作为已有的信息与通信工程一级学科专业，需要基于国家战略发展新需求、国际竞争新形势、立德树人新要求进行工程教育改革。通信工程专业的新工科建设，需要探索更加多样化和个性化的通信工程人才培养新模式，培养具有创新创业能力和跨界整合能力的通信工程科技人才，为第五代（the fifth Generation,5G）移动通信技术的发展做贡献，以应对未来新技术和新产业国际竞争的挑战。
二当前通信原理课程教学的现状
作为信息技术领域一门重要的基础课，通信原理课程的教学方法和教学理念需要与信息技术的发展速度相匹配，需要教师跟踪和学习国际一流大学的先进教学经验和研究成果，及时更新教学内容，使学生了解和掌握最前沿的通信信息技术，以拓宽学生的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。同时，随着科学技术的跨越式发展，通信原理已经渗透到社会发展的各个领域，如经济、金融、计算机、互联网等。
目前，大多院校沿用了传统的教学模式，以教师的灌输式教育为主导，学生被动的接受知识，并不利于提高学生学习的积极主动性。从教学内容上来看，通信原理课程本身内容丰富，且教材内容多是对各通信系统的抽象概括，缺乏和具体实际案例联系，且稍滞后于现代通讯技术发展速度，这在很大程度上增加了课题教与学的难度，从而难以激发学生的学习兴趣和积极性。
通信原理课程理论性强，知识点零散，抽象性强。以学生要在被压缩的学时内学好该门课程，困难很多。授课教师往往按照个人习惯和主观意愿选择授课内容及把握知识的广度和深度，不一定遵循工程教育的标准，也不能突出工程应用特点。在此背景下，如何通过改进和完善课堂教学设计，在引领学生夯实通信原理基础知识的同时，培养其运用信息传输思维分析、解决实际问题的能力，切实提升通信原理课程的课堂教学效果，以适应新工科建设和发展的要求就显得尤为重要。
三 新工科理念下的通信原理课程教学改革
（一）使学生了解前沿通信技术的信息传输原理，增强创新意识教育
目前通信原理等专业基础课程的教学现状是：部分教师在进行课程教学设计时，对前沿信息通信技术缺乏关注和思考，未及时跟踪和学习国际一流大学的先进教学经验和研究成果，导致教学内容局限于教材，学生很难学以致用，无法将课堂所学与通信发展现状联系起来，更难以将课堂所学应用于解决通信工程问题，进而造成学生学习目标不明确、学习动力不足等困境。
针对此问题，笔者认为应从教师和学生两方面来解决此问题：
（1）从教师角度，定期开展专业课程组教学交流会，就教学目标、教学内容、教学设计和教学方法创新等方面进行交流、分享。为了能够及时跟踪和学习国际一流大学的先进教学经验和研究成果，以我校2018年初的通信原理课程组教学交流会为例，做了以下工作：1）集中在线观摩学习国内外一流大学的通信教学。国外的专业课程比较齐全，学生可以根据个人兴趣和未来职业需求自行选择。只要他们完成了要求的学分，他们就可以毕业并获得学位。由于课程的自主选择，学生上课主动守时，纪律严明。在国外大学教学中，教授们对“寓教于乐”、“层层深入学习”的教学理念有着深刻的认识。悬念逐渐形成，引导学生专注于听课，积极参与交流互动。因此，课堂学习效率极高。2）提高具有工程背景和工程经验教师的占比，依托工程应用进行创新。鼓励教师积极参加企业工作、企业实践（6个月以上）、鼓励教师承担/参与工程项目、为企业提供咨询，从而使通信工程专业教师中具有工程背景的教师占比高达76.60%，最终实现本专业的培养目标，即培养通信工程及相关领域的应用型工程人才，除要求教师具有相关专业背景外，还要拥有良好的工程经验。并且，毕业设计（论文）的选题结合本专业实际工程问题进行有针对性的课题设置，课题包括：校企合作课题，企业根据实际工程应用提出课题需求，专业教师结合自身的研究内容拟定毕业设计课题和毕业设计目标、任务，并与企业导师合作指导；教师拟定课题，专业教师根据本人的研究背景和所承担的科研项目，结合毕业设计培养要求拟定毕业设计课题和毕业设计目标、任务；企业自主课题，完全由企业设立毕业设计的课题和毕业设计目标、任务，校内导师、系审核企业课题是否满足本专业毕业设计培养目标，由企业导师和校内导师联合指导。近三年通信工程专业的毕业设计题目中，工程技术研究、工程设计类型的比例占90%以上。3）优秀教师介绍经验。要及时跟踪前沿信息通信技术，需要教师搞好科研。但教学与科研是高等院校的两个重要方面。教学与科研之间的关系能否协调好,是关系到高等院校的发展问题。要协调好教学与科研之间的关系,既要保证教学任务的完成，还要确保科研工作的连续性，做到既不影响正常的教学工作,又保证科研工作有始有终,使教学和科研互相促进,共同提高。（2）从学生角度展开的工作包括：1）通过科教协同项目和电子竞赛培养学生的工程实践和创新意识，使学生具备独立分析问题的能力、项目总体规划设计能力，并具备专业化、标准化的技术沟通技能，从而培养学生创新意识。例如，在学院的学科竞赛中要求实现语音通信中音频频谱柱状显示，学生可通过各种不同方式实现，在验收时发现滤波电路有用RC、运放、专用音频分离芯片等多种方案，在结果显示方面有用发光二极管、点阵、12864液晶、TFT彩屏等方式，充分激发了学生的创新意识。2）通过毕业设计培养学生的工程意识、协作精神以及解决实际问题能力。毕业设计的选题结合通信专业知识设定，与科研项目或工程实际相结合，以解决通信领域复杂工程问题为目标；兼顾硬件、软件、软硬结合等类型；培养学生在通信系统、移动通信、通信部件、通信信息处理等方面的综合设计、制作及调试能力，培养学生资料检索、文献查阅、理论分析、制定设计方案、计算与绘图、实验测试、数据处理、综合分析、论文撰写等诸方面能力，培养学生独立工作能力和勇于创新的精神，培养学生的工程意识、协作精神以及综合应用所学知识解决实际问题的能力。例如：2018届毕业设计题目“LED通信系统设计与实现”，要求设计实现一个4PPM的LED可见光通信系统，学生能够通过调研当前LED通信的发展状况以及开源的软、硬件进展情况，优选并创新LED可见光通信设计方案。此外，还通过开展定期开展科技交流活动，组建课外学习小组，邀请教授汇报最新研究动态、科技前沿的成果、项目组相关课题的最新研究进展；通过小组讨论、交流补充，深化教师课堂讲授内容和课外扩充内容，以使学生具备创新意识和创新能力。
（二）更新教学大纲，建立以实践应用能力培养为目标的教学理念
在新修订教学大纲的教学任务中，明确以学生具备应用、设计各种类型的通信系统、通信设备能力为目标。实验教学是培养学生实践应用能力的良好方法，应将理论教学与实验教学单独设课，增加实验教学的广度和难度。目前通信原理实验大多是验证性实验，验证性实验目的旨在一个设计完整的实验框架下重新验证结果，让学生通过实验验证由已学过的相关理论推导出的结论的正确性。而设计性实验是根据实验内容和目的，让学生自己设计和操作,训练一定的实验技能，在设计性实验中，学生的主体性得到充分的发挥，对于培养和发展学生的创造性思维和独立实践应用能力有着特殊的作用。因此，实验教学应降低验证性实验的占比，增设综合设计性实验，从而提高学生的实践应用能力。
（三）设计层次化、动态化的教学内容，提高学生学习兴趣
（1）层次化的教学内容
针对学生的知识水平，尤其利用MATLAB实现通信系统设计的编程水平差异，设计高/低难度层次的教学内容。例如在绪论一节通信基本概念中，引入信源，信道，信号，噪声等知识，针对编程水平一般的学生，进行基本的信号建模；针对编程水平较好的学生，可以让其编程仿真信号经过不同信道之后的性能变化。这样既可以使编程水平一般的学生在课堂上能理解所学内容，建立自信心；也可以使编程水平好的学生在课堂上有收获，保持学习兴趣。
（2）动态化的教学内容
这点体现在教学内容随信息通信技术的发展而动态更新。教师需要关注信息通信领域最前沿的5G研究成果和通信技术，包括大规模多输入多输出技术、超密集组网技术、无线信息能量同传技术、毫米波通信技术、可见光通信技术等。教师应引导学生对通信领域国内外前沿科技的兴趣爱好，并通过任务驱动的方式让学生学会查阅文献资料，通过专题讲座的形式或内容扩展形式传授给学生。
（四）结合“教师为主导，学生为主体”的方法开展教学
培养学生主动获取信息通信技术的能力。通过在教学中“提出项目、需求分析与方案设计、软硬件实现、调试与测试、总结和完善”的企业级项目模拟开发过程，体现“面向应用”、“教师为主导，学生为主体”的教学思想。在课程结束时，还要求学生完成一份通信技术现状或应用方向的课程报告并记入平时成绩，以提高学生收集、整理技术资料，从中获得通信技术开发的能力。
四 总结
本文从通信原理课程特点及课堂教学的现状出发，从创新意识培养、教学理念、教学内容、教学方法等方面探讨了课程的教学改革措施。该教学改革措施可以增强学生的创新意识，提高学生的实践能力和自主学习能力，对培养满足IT企业需求的通信应用及开发技术人才有积极的推进作用。
参考文献
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[9]曹婷,曹原.“新工科”背景下通信原理的课程优化[J].价值工程,2018,37(03):258-259.
[10]崔翠梅,朱锡芳.面向新工科建设的研究型双语教学模式探索与研究——以“通信原理”课程为例[J].信息技术与信息化,2017(08):89-90+92.
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