陳朝陽，劉 璟，查時應

(1.集美大學信息工程學院，福建廈門361021;2.上海遠洋海事培訓中心，上海200136)

“通信原理”是通信工程專業(yè)最重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課?！巴ㄐ旁怼闭n程講述通信系統(tǒng)的組成，通信系統(tǒng)的性能評估，通信信號的數(shù)字化、傳輸、變換和通信系統(tǒng)的編碼等的基本理論和方法，是相關(guān)專業(yè)本科生的主要必修課和選修課，也是通信與信息系統(tǒng)專業(yè)研究生的入學考試課程之一。但目前“通信原理”課程教學普遍存在教師隊伍缺乏工程經(jīng)驗、教學模式過于單一、實踐平臺與市場嚴重脫鉤等現(xiàn)象，不利于學生成長為能適應市場需求的通信工程師，因此對該課程的教學進行探索和改革很有必要。

一、“通信原理”課程普遍存在的具體問題

一是師資力量有待加強，許多理論課教師專業(yè)技能不過硬，理論水平較高而缺乏工程實踐經(jīng)驗，未能有效引導學生學以致用。

二是現(xiàn)有的教學模式比較單一，一般分為知識學習、知識實踐和知識應用三個層次，分別通過理論課程、實驗課程和實踐教學三個教學環(huán)節(jié)來實現(xiàn)。三個環(huán)節(jié)彼此分離，而且知識應用環(huán)節(jié)被弱化，學生學習的積極性不高。

三是“通信原理”現(xiàn)有教學環(huán)節(jié)中主要還是側(cè)重對單元或章節(jié)課程內(nèi)容的講解，缺乏對每一章節(jié)在現(xiàn)代通信系統(tǒng)地位與作用的深刻講解，缺乏每一章節(jié)組成系統(tǒng)時各個系統(tǒng)參數(shù)、系統(tǒng)各章節(jié)組成的模塊間信號傳遞的講述，學生學完章節(jié)知識后對如何構(gòu)建通信系統(tǒng)還是“一頭霧水”，在各種考試或?qū)淼难芯吭O計過程中還無法將“通信原理”所學的知識進行科學應用和推陳出新。許多學生學習過程中看似已經(jīng)學懂但實際上還是無法靈活應用所學的系統(tǒng)知識，對后續(xù)的專業(yè)課程的學習造成影響。

四是實驗平臺過于封閉，與市場實踐嚴重脫鉤，現(xiàn)有的實驗只側(cè)重于一些常見的單元驗證性實驗，如FSK、PSK、PCM 等幾個典型的驗證性實驗，主要滿足于驗證理論結(jié)果，獨立利用所學的系統(tǒng)知識進行設計性實驗能力較差，學生處于被動地位，積極性不高，實驗效果不理想。

二、“通信原理”課程改革的建設思路

作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，教師應深刻掌握“通信原理”課程的內(nèi)涵和本質(zhì)，其教學必須突出該門課程在專業(yè)課程體系中應起到的承上啟下的作用，該課程應該在教學模式、教學方法、實踐環(huán)節(jié)等各個方面進行全面改革，改革過程中應根據(jù)各學校的實際情況注重與學校培養(yǎng)目標與培養(yǎng)人才的定位相結(jié)合。因此幾年來根據(jù)學校實際，本團隊在以下幾個方面做了些有益的改革探索。

1.組建具備扎實理論基礎(chǔ)與豐富工程實踐經(jīng)驗的“雙師型”教師隊伍

專業(yè)建設中，師資隊伍的建設是重點。經(jīng)過多年的培養(yǎng)和引進，本團隊已經(jīng)構(gòu)建了較合理的師資隊伍結(jié)構(gòu)和比較扎實的師資基礎(chǔ)，建立起一支具備扎實理論基礎(chǔ)與豐富工程實踐經(jīng)驗的“雙師型”專業(yè)教師隊伍。近年來，聘用有豐富實踐經(jīng)驗、國內(nèi)外知名高校的高學歷、高水平的青年教師加入教學團隊，近3年派遣1位中青年教師到美國做高級訪問學者，3位年輕教師到知名大學繼續(xù)深造。采取措施積極培養(yǎng)教師的職業(yè)責任感以及寬廣的國際視野，同時還聘請有豐富工程實際經(jīng)驗的工程師來校教學和指導學生。逐步提升專業(yè)教師工程實踐能力，選派1—2名教師到企業(yè)頂崗實訓，參與企業(yè)技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品研制，提高其工程實踐能力。逐步改變現(xiàn)行以科研項目和發(fā)表論文為主的教師業(yè)績和學術(shù)水平評價體系，充分發(fā)揮和肯定部分工程實踐能力強的教師在學生培養(yǎng)過程中的積極作用。鼓勵年輕教師到企業(yè)進行工程實踐訓練或從事工程科技項目開發(fā)和工程項目設計，以加強自身的工程實踐能力，并爭取獲得工程師或高級工程師職稱。從現(xiàn)有合作企業(yè)中選聘具有豐富工程實踐經(jīng)驗的技術(shù)骨干，作為學生的“企業(yè)導師”參與實踐指導。注重引進有企業(yè)工作經(jīng)歷的高級工程師及參與過企業(yè)項目研發(fā)的博士畢業(yè)生，以提高師資隊伍整體工程實踐能力。

2.設計“知識—能力—品格”一體化培養(yǎng)的教學模式

借鑒先進的工程教育改革理念，結(jié)合本校的特色和人才培養(yǎng)定位，依托學校人才培養(yǎng)管理體系和架構(gòu)，設計“知識—能力—品格”一體化培養(yǎng)的課程模式，以學生的理論知識、個人素質(zhì)、發(fā)展能力、團隊協(xié)作能力和在企業(yè)與社會環(huán)境下的工程綜合能力為培養(yǎng)目標，加強工程實踐能力的培養(yǎng)和訓練。為了增強各個課程之間的聯(lián)系，克服現(xiàn)有的以考試為驅(qū)動的教學模式的弊端(重理論輕實踐、重知識學習輕知識應用)，本課程增開一系列專題教學環(huán)節(jié)，將各章節(jié)知識點進行滲透、融合，設置一系列專題，以增加章節(jié)之間的聯(lián)系，強化知識的應用。同時將幾個相關(guān)專題整合為一個實訓(工程)項目，每個項目都有明確的訓練目標和訓練形式，由相應的核心章節(jié)和若干專題來支撐。項目以接受任務開始，以完成項目為目標展開學習，以完成項目設計為考核方式，構(gòu)建一種項目(任務)驅(qū)動型的綜合培養(yǎng)方案。

綜上所述，在原來的教學模式基礎(chǔ)上，增加了專題教學、項目實訓和參加競賽三個實踐性較強的教學環(huán)節(jié)，有利于學生將所學知識融合在一起，提高知識的應用能力，增強工程經(jīng)驗。圖1和圖2分別表示原有教學模式和改革后的教學模式的關(guān)系。

圖1 “通信原理”課原有的教學模式

圖2 “通信原理”課改革后的新型教學模式

3.建立起“組合合理、引入有效、結(jié)合市場”的教學環(huán)節(jié)

(1)組合合理。課程組織按模擬通信系統(tǒng)、數(shù)字通信系統(tǒng)的組成順序講授，模擬通信系統(tǒng)作為獨立的章節(jié)進行處理，數(shù)字通信系統(tǒng)按信源編碼、基帶傳輸系統(tǒng)、頻帶調(diào)制系統(tǒng)、最佳接收、信道編碼和同步系統(tǒng)進行講述，通過該方法使學生容易循序漸進地建立整個通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)聯(lián)系，不會造成對通信系統(tǒng)組成支離破碎的理解，能夠很好地建立起對課程核心的理解。

(2)引入有效。課堂的引入要設計得當，銜接好前次課程的內(nèi)容，例如如何利用信號與系統(tǒng)知識實現(xiàn)本課程的信號處理，如何利用數(shù)字電路、模擬電子線路、通信電子線路的知識實現(xiàn)通信系統(tǒng)的功能等，再如實現(xiàn)差分編碼可以教授學生如何用編程方法或硬件D觸發(fā)器方法設計實現(xiàn)要求的功能。

(3)結(jié)合市場。適應市場需求，把產(chǎn)品引入課程中。學生在學習理論知識的同時，了解市場相關(guān)產(chǎn)品的動態(tài)，熟悉產(chǎn)品的功能和使用范圍，也促使學生更加樂意完成書本的知識點轉(zhuǎn)化為實際應用的過程，激發(fā)他們的探索欲望。同時，筆者在教學中，也經(jīng)常把自身與企業(yè)合作的項目拿到課堂進行分析，從項目的創(chuàng)新型和技術(shù)指標等方面去拓展學生的專業(yè)知識面，讓整個課程的學習內(nèi)容更加豐富。

這些措施對教師掌握新技術(shù)的要求大大提高，同時要求教師對前續(xù)課程有很深的了解。課程組教師都要求有講授前續(xù)一些課程的經(jīng)歷，大大提高教師鉆研技術(shù)的興趣，基本消除了從書本到書本、從理論到理論的枯燥的教學過程，真正發(fā)揮本課程的承上啟下的作用。

4.搭建好“基礎(chǔ)訓練和創(chuàng)新實踐相結(jié)合”的校內(nèi)外實踐平臺

實驗環(huán)節(jié)是工科學生最重要的教學環(huán)節(jié)之一，是理論聯(lián)系實際發(fā)揮學生創(chuàng)造性的重要過程，是理論應用到解決實際工程技術(shù)問題的關(guān)鍵手段。通信系統(tǒng)的研究設計首先是理論方面的研究，要求學生能夠很好掌握和應用通信的基礎(chǔ)理論，而后能夠利用仿真手段評估理論可行性和先進性，并能夠靈活應用所學技術(shù)實現(xiàn)自己的研究設計。為此，通過對多年的教學研究總結(jié)，本團隊在通信原理實驗中將基礎(chǔ)訓練、單元訓練、綜合訓練相結(jié)合，驗證實驗與設計實驗相結(jié)合，最終達到使學生對通信系統(tǒng)有一個全面了解的基礎(chǔ)上，通過“搭積木”的方式，完成通信系統(tǒng)的原理性設計與實現(xiàn)。

在實驗平臺的搭建上形成如下特點:

第一，硬件平臺采用模塊化設計，可支持“通信原理”中的各類模擬、數(shù)字通信的單元實驗、平臺中的各種接口支持各類波形的觀測，強化和提升學生對基本概念的理解;

第二，更加注重基礎(chǔ)實驗的訓練與升華，如對PCM、DPCM、CVSD、ASK、FSK、PSK(DPSK)、MSK、GMSK、QPSK、QAM編解碼等實驗進行扎實訓練過關(guān)，在完成基礎(chǔ)實驗的基礎(chǔ)上，可讓學生根據(jù)自己的能力特點，適當選做一些設計性的課題，比如基于單片機(ARM)、A/D、DA、FPGA的數(shù)字振蕩器的設計，各類調(diào)制解調(diào)通信實驗等;

第三，實驗平臺配合將學院建設的“無線通信技術(shù)研發(fā)與測試平臺”，利用Agilent ADS通信系統(tǒng)設計仿真軟件，將信號發(fā)生器、示波器、頻譜分析儀集中在一起，在取代傳統(tǒng)示波器和替代高檔頻譜分析儀的基礎(chǔ)上，可完成較復雜的數(shù)字通信綜合實驗，如信噪比對模擬、數(shù)字基帶調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的傳輸誤碼率影響的研究、現(xiàn)代數(shù)字解調(diào)實驗等教學內(nèi)容，其中ADS軟件系統(tǒng)主要有通信系統(tǒng)仿真軟件包(E8852A)、射頻微波電路設計軟件包(E9004A-AK6)、3GPPWCDMA 設計庫(E8875A)、高級通信系統(tǒng)模型庫(E8827A)等，該平臺使學生能夠接觸到業(yè)界最先進的工具，取得良好的效果;

第四，加強校外實踐基地的建設，推進與廈門市電信局、聯(lián)想移動通信科技有限公司、廈門市華泰視通科技有限公司、廈門工程機械股份有限公司、廈華恒達數(shù)據(jù)通訊設備有限公司等多家單位的合作，建立長期穩(wěn)定的校外實習基地，開展實踐教學活動，促進本課程校外實踐基地的建設。

三、結(jié) 語

筆者根據(jù)集美大學近幾年來的“通信原理”教學實踐，適應通信新技術(shù)發(fā)展需要進行課程改革，取得良好的教學效果，促進了學生對通信原理課程內(nèi)涵的深刻理解和對該課程知識體系的良好掌握，提高了學生的實際動手能力，較好地激發(fā)了學生的創(chuàng)造性和學習興趣。

［1］樊昌信.通信原理：6版［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2006.

［2］王 琳，李曉峰，劉鐮斧，等.淺談“通信原理”課程教改的探索和體會［J］.電氣電子教學學報，2006，28(5).

［3］張堯?qū)W.扎實推進質(zhì)量工程，抓緊抓實精品課程建設［J］.中國高等教育，2003(9).