高職院?！稊底滞ㄐ旁怼氛n程教學(xué)改革的實(shí)踐探討

摘要：從教學(xué)內容、教學(xué)模式與手段、實(shí)踐教學(xué)等方面系統闡述了高職院?！稊底滞ㄐ旁怼氛n程的教學(xué)改革與實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：數字通信原理；教學(xué)內容；教學(xué)模式；實(shí)踐教學(xué)體系

《數字通信原理》是高職院校通信類(lèi)、電子類(lèi)等專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎課，既是基礎課向專(zhuān)業(yè)課的過(guò)渡，也是電子通信學(xué)科的入門(mén)課，在通信類(lèi)、電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)中占有非常重要的地位。這門(mén)課的教學(xué)直接影響這些專(zhuān)業(yè)的教學(xué)質(zhì)量和所培養人才的知識結構及綜合能力。這門(mén)課綜合了電路分析基礎、電子電路、高頻電路、數字電路等電類(lèi)基礎課以及高等數學(xué)、概率論等數學(xué)課程，具有相當大的難度和理論深度。而高職高專(zhuān)學(xué)生基礎普遍薄弱，數學(xué)功底和自學(xué)能力較差，如果強調數學(xué)推導和理論探討，無(wú)疑將使學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣和積極性；但如果完全不涉及理論分析，教學(xué)又無(wú)法達到高職院校的培養目標，即無(wú)法培養出既具備一定專(zhuān)業(yè)理論素養、又具有較強動(dòng)手能力的技術(shù)應用型人才。

通過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐，筆者認為，《數字通信原理》課的教學(xué)，一方面要強調基本理論、方法的分析，重點(diǎn)培養學(xué)生的思考能力，另一方面必須加強實(shí)驗教學(xué)和實(shí)訓環(huán)節，重點(diǎn)是培養崗位技能。該課程的教學(xué)目標是使學(xué)生掌握典型數字通信系統的組成、工作原理、性能特點(diǎn)、基本分析方法和實(shí)驗技能等，熟悉當前數字通信技術(shù)發(fā)展的現狀和最新進(jìn)展。核心是培養學(xué)生良好的通信知識和素養，為后續專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習奠定堅實(shí)的基礎。

考慮《數字通信原理》課的教學(xué)情況和課程地位，我院2003年將該門(mén)課程確定為院重點(diǎn)課程，通過(guò)不斷轉變教學(xué)理念、更新教學(xué)內容、完善教學(xué)方法、改進(jìn)教學(xué)手段，在《數字通信原理》課程的教學(xué)內容、教學(xué)模式和實(shí)踐教學(xué)體系等方面進(jìn)行了富有特色的改革實(shí)踐。

以線(xiàn)帶點(diǎn)，改革教學(xué)內容

在《數字通信原理》的傳統教學(xué)模式中，往往介紹許多通信的數學(xué)模型和原理，由于理論抽象、概念繁多，知識點(diǎn)顯得零散，那些數學(xué)基礎、自學(xué)能力和自制力均較差的學(xué)生難以接受。筆者認為，應遵循“以線(xiàn)帶點(diǎn)”的改革思路進(jìn)行教學(xué)內容的改革。

（一）強化學(xué)習路線(xiàn)圖，建立數字通信系統的整體觀(guān)念

在教學(xué)中，筆者強調數字通信系統整體觀(guān)念的建立，即以數字通信系統的模型圖作為學(xué)習的總路線(xiàn)圖（如下圖），以圖中功能框圖為“點(diǎn)”，有向線(xiàn)段為“線(xiàn)”。以路線(xiàn)圖中的節點(diǎn)涉及的典型技術(shù)理論分析為重點(diǎn)，以信號的傳輸流程為主線(xiàn)，以線(xiàn)帶點(diǎn)，使學(xué)生掌握通信系統的宏觀(guān)分析思路和微觀(guān)分析方法。

在教學(xué)初期，首先向學(xué)生介紹通信系統的基本概念，核心是讓學(xué)生掌握通信的本質(zhì)——將大量有用的信息高效率、無(wú)失真地進(jìn)行傳遞，并在傳遞過(guò)程中抑制無(wú)用、有害的信息；其次，系統闡述數字通信模型如何體現通信的本質(zhì)以及數字通信系統模型每個(gè)節點(diǎn)的知識點(diǎn)在各章的分配。

在教學(xué)過(guò)程中，根據信號的傳遞路徑，教師應“順藤摸瓜”，對每個(gè)節點(diǎn)進(jìn)行功能分析，注重強調該節點(diǎn)在數字通信系統中的地位、層次以及關(guān)鍵性能和指標。隨著(zhù)教學(xué)的進(jìn)行，不斷強調或強化學(xué)習路線(xiàn)圖，并標明學(xué)習進(jìn)度在路線(xiàn)圖上的體現，重點(diǎn)是強調前后節點(diǎn)之間的內在關(guān)系。

在教學(xué)后期，教師應不斷闡述各節點(diǎn)存在的必要性以及相互間的邏輯關(guān)系，在技術(shù)實(shí)現的基礎上進(jìn)一步幫助學(xué)生建立數字通信系統的整體概念。例如，信源編碼是保證通信有效性的技術(shù)手段，使用的關(guān)鍵技術(shù)是脈沖編碼調制；信道編碼是保障通信可靠性的技術(shù)手段，實(shí)現的關(guān)鍵技術(shù)涉及檢錯編碼和糾錯編碼。信源編碼和信道編碼是互相補充的關(guān)系，但實(shí)現的方法是相互“矛盾”的，信源編碼通過(guò)壓縮消息冗余量實(shí)現，信道編碼則通過(guò)增加消息冗余量實(shí)現，這是由通信過(guò)程中不同階段的通信目標決定的。

（二）精選典型技術(shù)，強調基本模塊的分析和知識運用

在宏觀(guān)分析的基礎上，以信號的傳遞流程為主線(xiàn)，逐步展開(kāi)典型數字通信技術(shù)實(shí)現的具體分析。在教學(xué)活動(dòng)中，針對高職學(xué)生的特點(diǎn)，對通信技術(shù)實(shí)現的講解不應貪多求全，而要精選典型技術(shù)進(jìn)行微觀(guān)分析，關(guān)鍵是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣和幫助學(xué)生建立數字通信技術(shù)的知識體系。具體方法是建立積木式教學(xué)模塊，將全課程的數字通信技術(shù)實(shí)現分解為信源編碼模塊、信道編碼模塊、傳輸模塊（基帶傳輸與頻帶傳輸）、同步模塊等四個(gè)核心模塊。針對每個(gè)模塊精心進(jìn)行分析，挑選經(jīng)典技術(shù)的實(shí)現進(jìn)行分析，對經(jīng)典技術(shù)堅持目的驅動(dòng)的教學(xué)方式，核心是建立知識體系，充分認識和接受數字通信技術(shù)的概念，掌握基本模塊的分析方法。

建立了各部分的知識模塊后，必須精選相應模塊的典型技術(shù)。例如，在頻帶傳輸分析中，選擇ASK、FSK、PSK、DPSK等基本的數字調制技術(shù)作為必學(xué)內容，要求學(xué)生掌握這些典型數字調制技術(shù)的實(shí)現、解調、帶寬分析、畫(huà)圖分析和抗噪聲分析等內容。而將多進(jìn)制調制技術(shù)和現代調制技術(shù)列入增強模塊，僅進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，以知識擴展為目的，不做應會(huì )要求。

在對典型技術(shù)進(jìn)行微觀(guān)分析時(shí)，以注重比較研究、概念提煉，避免數學(xué)推導和理論復制，應以大量的圖示進(jìn)行理論知識的詮釋?zhuān)瑥娬{知識的運用。以數字調制方式的帶寬分析為例，將授課重點(diǎn)放在各種調制方式的帶寬圖示比較上，不進(jìn)行頻域的數學(xué)演算；同樣，在噪聲分析中，不引入誤差函數等概念，僅比較各種數字調制方式的抗噪聲能力。關(guān)鍵是幫助學(xué)生理解帶寬、抗噪聲能力在實(shí)際應用中的意義和作用，理解當考慮帶寬、抗噪聲能力等因素時(shí)選擇哪種調制方式才能滿(mǎn)足實(shí)際需要。

強化互動(dòng)，改革教學(xué)模式

在各種教學(xué)模式的爭論中，主流的模式有兩種，即以教師為中心的教學(xué)模式和以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。前者的優(yōu)點(diǎn)是有利于教師主導作用的發(fā)揮，重視情感因素在學(xué)習過(guò)程中的作用；其突出的缺點(diǎn)則是強調傳遞——接受式，在教學(xué)過(guò)程中把學(xué)生置于被動(dòng)接受位置，學(xué)習者的主動(dòng)性難以發(fā)揮，不利于激發(fā)高職學(xué)生的學(xué)習積極性。后者的突出優(yōu)點(diǎn)是有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習積極性；其缺點(diǎn)是忽視教師主導作用的發(fā)揮，不利于系統知識的傳授，不重視情感因素在學(xué)習過(guò)程中的作用。高職學(xué)生的特點(diǎn)一方面是基礎知識較差，厭學(xué)情緒嚴重，另一方面是學(xué)習的主動(dòng)性、思考問(wèn)題的積極性都較差，同時(shí)普遍存在自卑心理。若采用傳統的以教師為中心的教學(xué)模式，顯然無(wú)法實(shí)現教學(xué)目的。但是，如果完全采用以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，也必然導致教學(xué)的失敗。因此，必須進(jìn)行教學(xué)模式的改革與探討。

在高職院校的教學(xué)實(shí)踐中，筆者基于現代網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺，將兩種教學(xué)模式結合起來(lái)，取長(cháng)補短。一方面，針對高職學(xué)生自學(xué)能力差的特點(diǎn)，充分利用教師的指導作用，以教師的專(zhuān)業(yè)素養和個(gè)人品格強化學(xué)生的知識結構和學(xué)習態(tài)度；另一方面，充分利用網(wǎng)絡(luò )教學(xué)的特點(diǎn)，基于世界上兩大網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺之一的Blackboard建立完整的虛擬教學(xué)課堂，提供課下網(wǎng)絡(luò )教學(xué)資源，建立自主教學(xué)環(huán)境，加強教學(xué)互動(dòng)，及時(shí)進(jìn)行師生間的雙向反饋，調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性，培養他們自主學(xué)習的方法和獨立思考的能力。

從目前的實(shí)踐看，初期基本上還應以教師為中心的教學(xué)模式為主，隨著(zhù)教學(xué)的進(jìn)展，逐步過(guò)渡到以學(xué)生為中心的教學(xué)模式。

突出技能培養，改革實(shí)踐教學(xué)體系

《數字通信原理》是一門(mén)實(shí)踐性很強的課程，對于高職院校學(xué)生來(lái)說(shuō)，加強他們技能培養的途徑是建立一套完善的課程實(shí)踐教學(xué)體系?！稊底滞ㄐ旁怼返奶攸c(diǎn)是理論性強，知識點(diǎn)豐富，高度抽象，不建立感性的認識，學(xué)生很難鞏固理論知識。因此，幫助學(xué)生建立通信系統的感性認識、培養他們分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力、提高實(shí)際操作技能是實(shí)踐教學(xué)體系的目標和出發(fā)點(diǎn)。

（一）因材施教，分層次組織實(shí)驗教學(xué)

在實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中，我院建立了驗證性實(shí)驗、仿真設計實(shí)驗和創(chuàng )新性實(shí)驗層層遞進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)體系，針對不同的學(xué)生分層次組織實(shí)踐教學(xué)。

驗證性實(shí)驗是指在現有實(shí)驗平臺上對相關(guān)理論的正確性進(jìn)行驗證，目的是鞏固和加深學(xué)生對相關(guān)理論知識的理解；仿真設計實(shí)驗是在驗證性實(shí)驗的基礎上，在相關(guān)通信技術(shù)原理的指導下，以通信系統仿真軟件（如System View等）為平臺進(jìn)行通信系統的設計和驗證；創(chuàng )新性實(shí)驗則是組織掌握程度較好、學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)行相關(guān)項目的開(kāi)發(fā)，項目可以是創(chuàng )新的，也可以是現有的，一般與各類(lèi)電子競賽相聯(lián)系。尤其是System View通過(guò)模塊搭建進(jìn)行通信系統的設計，與積木式模塊教學(xué)方法呼應，不需要學(xué)生進(jìn)行復雜的編碼即可實(shí)現實(shí)際通信系統的仿真實(shí)驗，并能將結果下載到FPGA芯片中得到實(shí)際的產(chǎn)品，對于激發(fā)高職學(xué)生的學(xué)習興趣、培養高職學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力、加強高職學(xué)生的專(zhuān)業(yè)思想具有重大意義。

（二）改革實(shí)驗形式，建立基于項目的實(shí)驗方式

傳統的實(shí)驗組織形式是安排學(xué)生分組，往往全組學(xué)生依賴(lài)某個(gè)能力強的學(xué)生，學(xué)生中蒙混過(guò)關(guān)的情況嚴重。我們提出以項目組織實(shí)驗，每個(gè)學(xué)生負責一個(gè)或兩個(gè)具體的項目，做到“人人有項目”，組內其他學(xué)生進(jìn)行輔助工作。

在項目選擇上，要求完成數字通信系統模型中的基本“點(diǎn)”項目，同時(shí)鼓勵學(xué)生積極參與綜合性實(shí)驗項目和各類(lèi)各級競賽項目，并在實(shí)驗學(xué)分上進(jìn)行傾斜。

在具體實(shí)驗實(shí)施上，要求作為項目負責人的學(xué)生主動(dòng)參與、進(jìn)行人員分工，對實(shí)驗項目的計劃和實(shí)施全權負責，如安排實(shí)驗內容討論、選擇實(shí)驗方式等。鼓勵能力強的學(xué)生同時(shí)選擇多種實(shí)驗平臺。項目負責人要負責組織本組學(xué)生分析和評價(jià)實(shí)驗結果，對本組學(xué)生實(shí)驗情況進(jìn)行評價(jià)。項目組學(xué)生在教師指導下，根據理論學(xué)習的進(jìn)度自己設計實(shí)驗，自己準備儀器完成實(shí)驗，以達到培養和提高學(xué)生的組織能力、思維能力和創(chuàng )造能力的目的。

（三）改革考核方式，建立新的實(shí)驗評價(jià)標準

《數字通信原理》課程的實(shí)驗教學(xué)分為兩個(gè)模塊，即課內實(shí)驗和期末集中實(shí)訓（或課程設計）。傳統教學(xué)中，課內實(shí)驗的考核計入課程成績(jì)，集中實(shí)訓（或課程設計）作為單獨的課程計分。我們認為這種實(shí)驗考核的方式割裂了實(shí)驗課程的內容，不利于實(shí)驗課程的改革，應采取將課內實(shí)驗和期末集中實(shí)訓（或課程設計）統一為一門(mén)課程的考核方式。

具體的考核內容可覆蓋實(shí)驗表現、實(shí)驗報告和成果、實(shí)驗難度等方面，建立完整的《數字通信原理》實(shí)驗考核評價(jià)體系，體現“強調過(guò)程，重視結果”的考核思想?！皬娬{過(guò)程”體現在對實(shí)驗表現的評價(jià)占據整個(gè)實(shí)驗成績(jì)的60%，引導學(xué)生重視崗位能力、團隊精神、專(zhuān)業(yè)素養的培養；“重視結果”體現在對實(shí)驗結果的分析、討論上，而不在對錯上，關(guān)鍵是分析出原因與對策。此外，如果學(xué)生在各級各類(lèi)競賽項目上獲獎可以獲得相應實(shí)驗加分。

課程特點(diǎn)與高職學(xué)生的特點(diǎn)給《數字通信原理》的教學(xué)帶來(lái)很大挑戰，本文提出，在教學(xué)內容上，以線(xiàn)帶點(diǎn)構建模塊化教學(xué)，降低理論難度，強調系統概念的建立和典型技術(shù)的分析；在教學(xué)模式上，結合以教師為中心的教學(xué)模式和以學(xué)生為中心的教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)，以網(wǎng)絡(luò )教學(xué)手段為平臺，強化師生的互動(dòng)；在實(shí)踐教學(xué)上，構建驗證性實(shí)驗、仿真設計實(shí)驗和創(chuàng )新性實(shí)驗層層遞進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)體系，改革實(shí)驗組織形式，建立新的評價(jià)體系。在教學(xué)實(shí)踐中，這些方面的改革取得了良好的教學(xué)效果，學(xué)生在市、省、國家各級比賽中取得了優(yōu)異成績(jì)，畢業(yè)后受到用人單位的一致好評。

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