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【摘要】“通信原理”課程理論性強(qiáng)、概念抽象，通過(guò)在教學(xué)手段和實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面對(duì)“通信原理”課程進(jìn)行教學(xué)改革，如微課、云班課等，使學(xué)生可以更好地理解和掌握課程的基本概念和基本原理，結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。

【關(guān)鍵詞】通信原理；教學(xué)改革；微課；GNURadio

0引言

“通信原理”課程是浙江傳媒學(xué)院廣播電視工程、電子信息工程等專業(yè)的一門(mén)重要專業(yè)主干課程，系統(tǒng)地介紹了通信理論的基本概念和基本原理。通過(guò)理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生掌握較為扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生具備對(duì)各種通信系統(tǒng)（主要是數(shù)字通信系統(tǒng)）的分析能力，為后繼課程的學(xué)習(xí)及將來(lái)從事相關(guān)領(lǐng)域的工作奠定必要的理論基礎(chǔ)，課程起著承前啟后、由專業(yè)基礎(chǔ)課向?qū)I(yè)課過(guò)渡的作用。

1課程教學(xué)中存在的主要問(wèn)題

人才培養(yǎng)方案的修改更注重對(duì)學(xué)生能力和素質(zhì)的培養(yǎng)，因此“通信原理”課程教學(xué)中存在的一些問(wèn)題也日益凸顯出來(lái)。（1）課程內(nèi)容多，先修知識(shí)容易遺忘。“通信原理”課程內(nèi)容多，要求學(xué)生熟練掌握信號(hào)與系統(tǒng)和概率論等先修課程知識(shí)，但學(xué)生對(duì)一些先修課程知識(shí)記憶模糊或已遺忘，學(xué)生反映課程學(xué)習(xí)起來(lái)有一定難度。（2）授課方式單一。浙江傳媒學(xué)院的“通信原理”課程以傳統(tǒng)教學(xué)模式為主，教師在課堂上結(jié)合PPT和板書(shū)進(jìn)行講授，課堂上師生互動(dòng)不足。（3）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主。改個(gè)前，浙江傳媒學(xué)院“通信原理”課程主要是利用實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，內(nèi)容與學(xué)生日常生活缺乏聯(lián)系，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的態(tài)度大多是以完成實(shí)驗(yàn)為目的。（4）考核形式比較單一。課程的成績(jī)由平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)成績(jī)和期末考試成績(jī)組成，期末考試成績(jī)占比60%，對(duì)課程能否及格起了決定性作用，部分學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)不認(rèn)真，期末前突擊復(fù)習(xí)，考核形式不利于對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)。針對(duì)這些狀況，課程組對(duì)“通信原理”課程從教學(xué)手段、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面進(jìn)行探索和改革。

2優(yōu)化課程教學(xué)手段

2.1微課

微課概念源于1993年美國(guó)北愛(ài)荷華大學(xué)提出的60秒課程（60-secondcourse）及1995年英國(guó)納皮爾大學(xué)提出的1分鐘演講（TheOneMinuteLecture，OML）[1-2]。是以闡釋某一知識(shí)點(diǎn)為目標(biāo)，以短小精悍的視頻為表現(xiàn)形式，以學(xué)習(xí)或教學(xué)應(yīng)用為目的的教學(xué)視頻[3]。隨著手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端的普及，微課在我國(guó)教育領(lǐng)域也迅速發(fā)展起來(lái)。根據(jù)心理學(xué)家對(duì)人類注意力的研究，大多數(shù)人對(duì)一件事的專注時(shí)間只有10分鐘左右，之后注意力就會(huì)被其他事情所吸引，無(wú)法再保持專注。因此，傳統(tǒng)的全程錄制教師上課的教學(xué)視頻，不僅制作成本高，也會(huì)因視頻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致效果不理想。由于“通信原理”課程內(nèi)容較多、理論性強(qiáng)、概念抽象，涉及很多數(shù)學(xué)公式和推導(dǎo)，在有限的課堂教學(xué)時(shí)間內(nèi)，學(xué)生難以完全掌握，因此課程組將部分重難點(diǎn)知識(shí)、選修課知識(shí)等錄制成微課視頻。微課視頻的長(zhǎng)度一般控制在5～8分鐘，盡量不超過(guò)10分鐘，短而精是微課視頻的特點(diǎn)，因此需要按照教學(xué)大綱的要求，將“通信原理”課程的教學(xué)內(nèi)容按知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行碎片化處理，將其分成無(wú)碼間串?dāng)_條件、復(fù)用、PCM編碼等知識(shí)點(diǎn)。根據(jù)“通信原理”課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)要求，視頻內(nèi)容可以是重難點(diǎn)知識(shí)的分析與講解，可以是典型習(xí)題的解答過(guò)程，還可以是一些有關(guān)實(shí)驗(yàn)的微視頻，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行預(yù)習(xí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、儀器設(shè)備的使用等有初步了解，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中重點(diǎn)關(guān)注實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本身。在現(xiàn)有的微課錄制軟件中，筆者選擇Camtasia軟件和超級(jí)錄屏軟件錄制微課[4-5]。對(duì)于主要是講解概念的知識(shí)點(diǎn)，采用PPT的形式進(jìn)行屏幕的錄制，而對(duì)需要進(jìn)行推導(dǎo)和分析的知識(shí)點(diǎn)，可結(jié)合手寫(xiě)板和PPT的形式進(jìn)行錄屏，對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)通過(guò)手寫(xiě)板進(jìn)行分析，有助于學(xué)生理解。還可以加入動(dòng)畫(huà)視頻，以多樣化的形式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將原本枯燥的知識(shí)點(diǎn)變得生動(dòng)有趣。如在視頻中插入一些知識(shí)點(diǎn)的MATLAB仿真，講授AM的調(diào)制時(shí)，首先講解AM調(diào)制的原理，然后利用MATLAB仿真軟件編寫(xiě)m文件，運(yùn)行后得到相關(guān)的調(diào)制和解調(diào)等波形[6]。AM調(diào)制相關(guān)波形，如圖1所示。

2.2云班課

傳統(tǒng)教學(xué)以教師為中心，雖然在課堂上會(huì)和學(xué)生有一定的互動(dòng)，但因?yàn)闀r(shí)間有限，一般以全班或點(diǎn)名個(gè)別學(xué)生的方式進(jìn)行提問(wèn)，不管哪種方式都不能幫助教師了解全班學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，為解決這一問(wèn)題，課程組在課堂上引入了云班課。云班課可以方便師生之間進(jìn)行互動(dòng)、資源分享、測(cè)試等[7]。在課堂上教師利用頭腦風(fēng)暴進(jìn)行提問(wèn)，每名學(xué)生都參與其中，促使學(xué)生認(rèn)真思考問(wèn)題。教師可在上課開(kāi)始或者課中插入一些小測(cè)試，了解學(xué)生對(duì)上節(jié)課或本節(jié)課內(nèi)容的掌握程度，測(cè)試結(jié)束后不僅可以得到每名學(xué)生的成績(jī)、完成時(shí)間等數(shù)據(jù)，還可以得到每道題的正確率等具體信息，教師通過(guò)這些數(shù)據(jù)，對(duì)每名學(xué)生的課堂聽(tīng)講情況、知識(shí)點(diǎn)掌握情況等就有了清楚的了解[8]。云班課學(xué)生測(cè)試情況，如圖2所示。教師可以將微課視頻等課程相關(guān)資料上傳到云班課的資源文件夾，方便學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。教師還可以制作一些與微課視頻配套的微練習(xí)，通過(guò)學(xué)生微練習(xí)的完成情況，來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。教師給微課視頻、教學(xué)課件、微練習(xí)等分配一定的經(jīng)驗(yàn)值，學(xué)生在觀看微課視頻和完成微練習(xí)后可以獲得這些經(jīng)驗(yàn)值，作為激勵(lì)的同時(shí)，也可以作為期末成績(jī)?cè)u(píng)定的依據(jù)之一。學(xué)生在課下通過(guò)觀看微課視頻掌握和鞏固相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，在課堂上結(jié)合云班課App學(xué)習(xí)課程知識(shí)，這種線上線下相混合的教學(xué)模式，具有激勵(lì)與評(píng)價(jià)體系，相比傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，學(xué)生的參與度更高，可以激發(fā)學(xué)生在移動(dòng)設(shè)備上的自主學(xué)習(xí)興趣，教師也可以對(duì)學(xué)生本節(jié)課堂內(nèi)容的掌握程度形成相對(duì)客觀全面的了解。

3實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

實(shí)驗(yàn)是教學(xué)工作的重要組成部分，可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，保障教學(xué)質(zhì)量。傳統(tǒng)的“通信原理”實(shí)驗(yàn)采用實(shí)驗(yàn)箱，學(xué)生選擇相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)步驟進(jìn)行少量連線，并在指定的測(cè)試點(diǎn)觀察相關(guān)波形，這種情況下學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理和具體的信號(hào)處理過(guò)程理解不深，而且實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)比較單一，創(chuàng)新性不夠。GNURadio是一個(gè)開(kāi)源的、以通用軟件無(wú)線電硬件平臺(tái)為依托的無(wú)線電信號(hào)處理平臺(tái)，通過(guò)軟件編程，可實(shí)現(xiàn)無(wú)線電通信的各種功能[9]。在正弦消息的FM調(diào)制實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)行后可顯示正弦消息、FM信號(hào)等波形。更改調(diào)制指數(shù)、載波頻率和消息頻率，可以觀察FM信號(hào)波形的變化。將GNURadio引入“通信原理”實(shí)驗(yàn)中，將“通信原理”實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與日常生活聯(lián)系起來(lái)[10]。在基于USRP2900的收音機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)里，學(xué)生可以收聽(tīng)到FM91.8、西湖之聲等電臺(tái)的節(jié)目，大大提高了學(xué)生的興趣，加深了學(xué)生對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的理解，達(dá)到了很好的教學(xué)效果。

4考核方式多樣化

為了改變以往期末考試成績(jī)起決定性作用、學(xué)生期末突擊復(fù)習(xí)的情況，課程組修改了期末成績(jī)的比例，從以往的60%降為40%，在教學(xué)過(guò)程中增加了2次大測(cè)驗(yàn)（占考核比例的20%）。以往的平時(shí)成績(jī)主要由考勤、作業(yè)和課堂表現(xiàn)組成，課堂表現(xiàn)主要由有限次的課堂提問(wèn)來(lái)進(jìn)行評(píng)分，比較單一。在進(jìn)行線上和線下混合式教學(xué)后，課堂表現(xiàn)評(píng)分可以結(jié)合學(xué)生課堂上小測(cè)驗(yàn)的得分：觀看微視頻、參與互動(dòng)等得到的經(jīng)驗(yàn)值綜合評(píng)判。改革后的考核方式，更注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行過(guò)程性考核，要求學(xué)生注重平時(shí)的學(xué)習(xí)。

5結(jié)語(yǔ)

為了幫助學(xué)生更好地理解和掌握“通信原理”課程的基本概念和基本原理，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課程組從教學(xué)手段和實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面對(duì)“通信原理”課程進(jìn)行了教學(xué)改革，使學(xué)生的學(xué)習(xí)形式更加豐富和多樣，從實(shí)際的反饋情況看，教學(xué)改革使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣及學(xué)習(xí)的效率都得到了提高，教師也可以更全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，教學(xué)質(zhì)量得到了進(jìn)一步提升。

作者:何曉華 單位:浙江傳媒學(xué)院