面向计算机专业的“通信原理”课程教改探索与

摘　要：通信原理是信息大类专业的核心课程之一。在为计算机专业的学生讲授该课程的过程中，针对学科设置要求和学生需求，进行了一系列教学改革探索与实践，有效地提高了教学质量，提升了学生学习的效果。从如下几个方面进行了教改探索与实践：课程教材选择、教学内容与教学体系设计、教学手段、学生考核方式等。通过这些教改措施，有效地提高了学生对该专业课的学习主动性，并激发了他们对该课程进一步的研究兴趣，培养了创新能力和科学思维方式，取得了良好的教学效果和实践成效。

关键词：计算机；通信原理；教学研究；教学改革

1. 课程现状
　　 在高等院校本科教学中，“通信原理”是信息大类专业的重要核心课程之一，是通信、电子、计算机科学等专业的重要专业基础课程，在本科教学中占有重要的地位。该课程内容丰富，所涉及的知识包括概率论与统计、随机过程、排队论、信息论、信号处理、通信网络理论等。由于课程中涉及的抽象概念较多，覆盖内容广，并涉及大量的数字公式推导，学生初学时往往难以领会和理解。特别是对于计算机专业的学生来说，由于缺少必要的前期相关知识积累如信号处理、傅立叶变换等，而学时往往又安排的比较紧（通常仅安排48个学时），授课时间短，在很大程度上进一步增加了教师授课和学生学习的难度，教学效果不理想。
　　本文作者在为计算机科学专业的学生讲授“通信原理”课程的过程中，从教材选择、教学内容选择与体系设计、教学手段、考核方式等方面，根据学生的需求，有针对性地展开了一系列教改探索与实践，有效地改善了教学质量，提高了学生学习的主动性，通过在授课过程中加入目前国内外的最新进展，激发了学生对本课程进一步的研究兴趣，培养了学生的创新能力和科学思维方式，取得了良好的教学效果和实践成效。

2. 课程教改的探索与实践
2.1 教材选择
　　与在通信专业中的绝对核心地位不同，“通信原理”课程在计算机专业的教学中虽然被设为一门重要的课程，但是并没有针对该课程的设置足够相关先修课程，如信号处理、信息论与编码等。然而，通信原理课程的教学在计算机专业的教学中起着重要的作用，它不仅有助于学生将来在计算机网络和无线网络方面的后续学习，也是学生在进入研究生阶段后深入理解现代新型无线通信技术并进而从事相关领域研究的基础。
　　针对计算机专业的教学目标和学生需求，我们对目前国内外主要通信原理教材进行了认真比较，以期选出最合适的教材。在教材的选择过程中，主要考虑教材的可剪裁性和自包含性。由于计算机专业为该课程安排的时间较少，而通信原理包含的内容又过于丰富，我们在选择教材的时候力求选择含有足够丰富的内容，使得教师能够选择主要内容在课题上进行讲授，而学有余力或者对该课有兴趣的学生又能够根据自己的要求进行更深入的学习。自包含性是我们选择教材的另一个标准。如前所述，由于计算机专业的课程设置中往往没有安排先修课程，学生在理解所学内容的时候会遇到很大困难。选择一本自包含性较强的教材，能够让学生在同一本教材内学到所需各种知识，有助于更好的理解所学内容。
　　我们比较了当前国内外通信原理的主要教材，主要包括：1） 樊昌信主编、国防工业出版社出版的《通信原理》第6版[1]；2）曹志刚主编、清华大学出版社出版的《现代通信原理》[2]；3） 徐家恺主编、科学出版社出版的《通信原理教程》[3]；以及4）国外原版教材如Bernard Sklar著的《Digital Communication: Fundamentals and Applications》[4]。考虑到该课程安排在二年级下半学期，在没有先修课程的情况下，学生的英语水平不足以直接使用英文原版教材，因此主要考虑中文教材。在前面所列的3本教材中，樊昌信主编的《通信原理》第六版具备丰富的授课内容，各部分之间的逻辑性较强。教材中对重要的数学公式给出了详细清晰的推理过程，自包含性强，有助于学生对所授内容的理解。该教材的内容随着通信技术的发展不断更新，目前已经更新到第6版，包括了很多通信方面的最新研究成果。因此我们选择了这本书作为授课教材。
2.2 教学内容与教学体系设计
　　针对计算机科学专业教学的要求，我们依据教学大纲安排对所选教材的教学内容进行了裁减，着重传授通信的基本原理以及与后续网络课程学习相关的知识。在教学内容上，注意加强基本概念的讲解，对于数学公式在注意分析和推导的严谨性的同时适量简化数学推导。在授课过程中，减少过时的技术内容，重点向数字通信部分倾斜，对于偏底层硬件的内容如最佳接收机等让有兴趣或者学有余力的同学讨论自学。在教材已有内容的基础上，增加了目前国际上最新的研究内容如认知无线电和MIMO天线系统，并在教学过程中有针对性地向学生介绍科研的基本理论和方法，交流自己的研究心得和成果，使学生不仅了解本专业和通信学科的前沿动态，更激发了他们探索前沿课题的兴趣，提高了学生的创新能了和科学思维方法。另外，为了更好地解决学生先修课程知识缺乏的问题，我们对“通信原理”课程的内容进行了调整，将信号与编码一章独立成一门专业选修课，单独授课，增强了学生的前期知识储备，进一步改善了教学效果。
2.3 教学手段改革探讨
　　对教学手段进行改革，采用多媒体教学手段来增强和学生的互动，提高课堂教学效果。对于需要进行推导的公式，通过板书进行推导，帮助学生进行理解。通过二者相结合来更好地改善教学效果。
　　一方面，多媒体教学可以减少教师板书的时间，有效地增加讲授时间，同时能够增强与学生地互动，从而更能吸引学生的注意力。在“通信原理”课程的教学中，合理的使用多媒体授课方式，有助于取得好的教学效果。比如，在“通信原理”的教学内容中常常涉及信号的处理过程，传统的方法是通过画框图和数学公式将其表达出来。采用多媒体教学，在课堂上通过仿真软件动态仿真信号的处理过程，能够更加生动直观的展示信号波形和频谱图地变换过程，帮助学生更好地理解信号处理的全过程。
　　另一方面，多媒体教学作为一种辅助教学方法和手段，不能盲目的过度使用。比如，在展示一些重要公式的推导过程时，就需要多媒体与教师板书相结合。如果仅仅依靠幻灯片，则学生的思维常常跟不上讲解的速度，难以形成整体连贯的思路，教学效果并不理想。而板书能够一步一步地引导学生，有相对充 裕的时间来理解消化公式推导的过程，解决其中的难点问题。由于“通信原理”公式推导多，若完全依靠传统黑板板书，教学效率低，会导致课时紧张。与多媒体教学相结合，通过幻灯片显示推导整个过程，利用板书给出具体推导，可以将教师从繁重的板书中解脱出来，充分利用课堂时间进行讲解，从而更好地完成教学任务。
2.4 学生考核方式的改革
 传统的学生考核方式中，期末考试占比重过大，使得学生在往往考前集中突击、死记硬背。虽然考试成绩不错，但是实际上没有真正学到知识，存在着考核结果与学习能力相关度不高的问题。我们在考核过程中，将结果与过程、理论与实践相结合，对学生成绩的评定采取综合考评模式，即总成绩由平时成绩、实验成绩和期末成绩组成。其中，平时成绩占15％；实验成绩占25%，主要考察学生在实验箱上重现、复习所学知识的能力；期末考试占60％。在试题设定上坚持“重视基础，注重方法；重视应用，侧重能力；题型多样，结构合理”的原则，突出能力考核。有效的提高了考核结果与学生实际掌握知识之间的相关性，提高了学生运用所学理论认识分析与解决现实问题的能力。
3. 结束语 
 针对计算机科学专业“通信原理”课程教学的要求及特点，笔者在教学过程中进行了一系列的教学改革探索和实践，从课程教材选择，教学内容设计、教学手段以及学生考评方式等方面进行了改革，有效的改善了教学效果。将来，我们考虑利用MCLA教学法[5]进一步改善教学效果。

参考文献：
［1］. 樊昌信，曹丽娜．通信原理[M]．第六版.北京：国防工业出版社，2006．
［2］. 曹志刚，钱亚生．现代通信原理[M]．第二版. 北京：清华大学出版社，2008．
［3］. 徐家恺，沈庆宏，阮雅端. 通信原理教程[M]. 第二版．北京：科学出版社，2007．
［4］. Bernard Sklar. Digital Communications: Fundamentals and Applications [M]. 第二版. Prentice-Hall, 2001.
［5］. 郭克华，段桂华. “面向对象技术”课程的MCLA教学法研究[A]. 张凤翔.第23届全国计算机新科技与计算机教育学术会议论文集, 2012.