職業(yè)教育論文-高職院校《數(shù)字通信原理》課程教學改革的實踐探討.doc

職業(yè)教育論文-高職院校數(shù)字通信原理課程教學改革的實踐探討摘要：從教學內(nèi)容、教學模式與手段、實踐教學等方面系統(tǒng)闡述了高職院校數(shù)字通信原理課程的教學改革與實踐。關(guān)鍵詞：數(shù)字通信原理；教學內(nèi)容；教學模式；實踐教學體系數(shù)字通信原理是高職院校通信類、電子類等專業(yè)的專業(yè)基礎課，既是基礎課向?qū)I(yè)課的過渡，也是電子通信學科的入門課，在通信類、電子類專業(yè)中占有非常重要的地位。這門課的教學直接影響這些專業(yè)的教學質(zhì)量和所培養(yǎng)人才的知識結(jié)構(gòu)及綜合能力。這門課綜合了電路分析基礎、電子電路、高頻電路、數(shù)字電路等電類基礎課以及高等數(shù)學、概率論等數(shù)學課程，具有相當大的難度和理論深度。而高職高專學生基礎普遍薄弱，數(shù)學功底和自學能力較差，如果強調(diào)數(shù)學推導和理論探討，無疑將使學生產(chǎn)生畏難情緒，難以激發(fā)學生的學習興趣和積極性；但如果完全不涉及理論分析，教學又無法達到高職院校的培養(yǎng)目標，即無法培養(yǎng)出既具備一定專業(yè)理論素養(yǎng)、又具有較強動手能力的技術(shù)應用型人才。通過多年的教學實踐，筆者認為，數(shù)字通信原理課的教學，一方面要強調(diào)基本理論、方法的分析，重點培養(yǎng)學生的思考能力，另一方面必須加強實驗教學和實訓環(huán)節(jié)，重點是培養(yǎng)崗位技能。該課程的教學目標是使學生掌握典型數(shù)字通信系統(tǒng)的組成、工作原理、性能特點、基本分析方法和實驗技能等，熟悉當前數(shù)字通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和最新進展。核心是培養(yǎng)學生良好的通信知識和素養(yǎng)，為后續(xù)專業(yè)課程的學習奠定堅實的基礎?？紤]數(shù)字通信原理課的教學情況和課程地位，我院2003年將該門課程確定為院重點課程，通過不斷轉(zhuǎn)變教學理念、更新教學內(nèi)容、完善教學方法、改進教學手段，在數(shù)字通信原理課程的教學內(nèi)容、教學模式和實踐教學體系等方面進行了富有特色的改革實踐。以線帶點，改革教學內(nèi)容在數(shù)字通信原理的傳統(tǒng)教學模式中，往往介紹許多通信的數(shù)學模型和原理，由于理論抽象、概念繁多，知識點顯得零散，那些數(shù)學基礎、自學能力和自制力均較差的學生難以接受。筆者認為，應遵循“以線帶點”的改革思路進行教學內(nèi)容的改革。（一）強化學習路線圖，建立數(shù)字通信系統(tǒng)的整體觀念在教學中，筆者強調(diào)數(shù)字通信系統(tǒng)整體觀念的建立，即以數(shù)字通信系統(tǒng)的模型圖作為學習的總路線圖（如下圖），以圖中功能框圖為“點”，有向線段為“線”。以路線圖中的節(jié)點涉及的典型技術(shù)理論分析為重點，以信號的傳輸流程為主線，以線帶點，使學生掌握通信系統(tǒng)的宏觀分析思路和微觀分析方法。在教學初期，首先向?qū)W生介紹通信系統(tǒng)的基本概念，核心是讓學生掌握通信的本質(zhì)將大量有用的信息高效率、無失真地進行傳遞，并在傳遞過程中抑制無用、有害的信息；其次，系統(tǒng)闡述數(shù)字通信模型如何體現(xiàn)通信的本質(zhì)以及數(shù)字通信系統(tǒng)模型每個節(jié)點的知識點在各章的分配。在教學過程中，根據(jù)信號的傳遞路徑，教師應“順藤摸瓜”，對每個節(jié)點進行功能分析，注重強調(diào)該節(jié)點在數(shù)字通信系統(tǒng)中的地位、層次以及關(guān)鍵性能和指標。隨著教學的進行，不斷強調(diào)或強化學習路線圖，并標明學習進度在路線圖上的體現(xiàn)，重點是強調(diào)前后節(jié)點之間的內(nèi)在關(guān)系。在教學后期，教師應不斷闡述各節(jié)點存在的必要性以及相互間的邏輯關(guān)系，在技術(shù)實現(xiàn)的基礎上進一步幫助學生建立數(shù)字通信系統(tǒng)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(diào)制；信道編碼是保障通信可靠性的技術(shù)手段，實現(xiàn)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，但實現(xiàn)的方法是相互“矛盾”的，信源編碼通過壓縮消息冗余量實現(xiàn)，信道編碼則通過增加消息冗余量實現(xiàn)，這是由通信過程中不同階段的通信目標決定的。（二）精選典型技術(shù)，強調(diào)基本模塊的分析和知識運用在宏觀分析的基礎上，以信號的傳遞流程為主線，逐步展開典型數(shù)字通信技術(shù)實現(xiàn)的具體分析。在教學活動中，針對高職學生的特點，對通信技術(shù)實現(xiàn)的講解不應貪多求全，而要精選典型技術(shù)進行微觀分析，關(guān)鍵是激發(fā)學生的學習興趣和幫助學生建立數(shù)字通信技術(shù)的知識體系。具體方法是建立積木式教學模塊，將全課程的數(shù)字通信技術(shù)實現(xiàn)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）、同步模塊等四個核心模塊。針對每個模塊精心進行分析，挑選經(jīng)典技術(shù)的實現(xiàn)進行分析，對經(jīng)典技術(shù)堅持目的驅(qū)動的教學方式，核心是建立知識體系，充分認識和接受數(shù)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(shù)字調(diào)制技術(shù)作為必學內(nèi)容，要求學生掌握這些典型數(shù)字調(diào)制技術(shù)的實現(xiàn)、解調(diào)、帶寬分析、畫圖分析和抗噪聲分析等內(nèi)容。而將多進制調(diào)制技術(shù)和現(xiàn)代調(diào)制技術(shù)列入增強模塊，僅進行簡單的介紹，以知識擴展為目的，不做應會要求。在對典型技術(shù)進行微觀分析時，以注重比較研究、概念提煉，避免數(shù)學推導和理論復制，應以大量的圖示進行理論知識的詮釋，強調(diào)知識的運用。以數(shù)字調(diào)制方式的帶寬分析為例，將授課重點放在各種調(diào)制方式的帶寬圖示比較上，不進行頻域的數(shù)學演算；同樣，在噪聲分析中，不引入誤差函數(shù)等概念，僅比較各種數(shù)字調(diào)制方式的抗噪聲能力。關(guān)鍵是幫助學生理解帶寬、抗噪聲能力在實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選擇哪種調(diào)制方式才能滿足實際需要。強化互動，改革教學模式在各種教學模式的爭論中，主流的模式有兩種，即以教師為中心的教學模式和以學生為中心的教學模式。前者的優(yōu)點是有利于教師主導作用的發(fā)揮，重視情感因素在學習過程中的作用；其突出的缺點則是強調(diào)傳遞接受式，在教學過程中把學生置于被動接受位置，學習者的主動性難以發(fā)揮，不利于激發(fā)高職學生的學習積極性。后者的突出優(yōu)點是有利于激發(fā)學生的學習積極性；其缺點是忽視教師主導作用的發(fā)揮，不利于系統(tǒng)知識的傳授，不重視情感因素在學習過程中的作用。高職學生的特點一方面是基礎知識較差，厭學情緒嚴重，另一方面是學習的主動性、思考問題的積極性都較差，同時普遍存在自卑心理。若采用傳統(tǒng)的以教師為中心的教學模式，顯然無法實現(xiàn)教學目的。但是，如果完全采用以學生為中心的教學模式，也必然導致教學的失敗。因此，必須進行教學模式的改革與探討。在高職院校的教學實踐中，筆者基于現(xiàn)代網(wǎng)絡教學平臺，將兩種教學模式結(jié)合起來，取長補短。一方面，針對高職學生自學能力差的特點，充分利用教師的指導作用，以教師的專業(yè)素養(yǎng)和個人品格強化學生的知識結(jié)構(gòu)和學習態(tài)度；另一方面，充分利用網(wǎng)絡教學的特點，基于世界上兩大網(wǎng)絡教學平臺之一的Blackboard建立完整的虛擬教學課堂，提供課下網(wǎng)絡教學資源，建立自主教學環(huán)境，加強教學互動，及時進行師生間的雙向反饋，調(diào)動學生的學習積極性，培養(yǎng)他們自主學習的方法和獨立思考的能力。從目前的實踐看，初期基本上還應以教師為中心的教學模式為主，隨著教學的進展，逐步過渡到以學生為中心的教學模式。突出技能培養(yǎng)，改革實踐教學體系數(shù)字通信原理是一門實踐性很強的課程，對于高職院校學生來說，加強他們技能培養(yǎng)的途徑是建立一套完善的課程實踐教學體系。數(shù)字通信原理的特點是理論性強，知識點豐富，高度抽象，不建立感性的認識，學生很難鞏固理論知識。因此，幫助學生建立通信系統(tǒng)的感性認識、培養(yǎng)他們分析和解決實際問題的能力、提高實際操作技能是實踐教學體系的目標和出發(fā)點。（一）因材施教，分層次組織實驗教學在實踐教學活動中，我院建立了驗證性實驗、仿真設計實驗和創(chuàng)新性實驗層層遞進的實踐教學體系，針對不同的學生分層次組織實踐教學。驗證性實驗是指在現(xiàn)有實驗平臺上對相關(guān)理論的正確性進行驗證，目的是鞏固和加深學生對相關(guān)理論知識的理解；仿真設計實驗是在驗證性實驗的基礎上，在相關(guān)通信技術(shù)原理的指導下，以通信系統(tǒng)仿真軟件（如SystemView等）為平臺進行通信系統(tǒng)的設計和驗證；創(chuàng)新性實驗則是組織掌握程度較好、學有余力的學生進行相關(guān)項目的開發(fā)，項目可以是創(chuàng)新的，也可以是現(xiàn)有的，一般與各類電子競賽相聯(lián)系。尤其是SystemView通過模塊搭建進行通信系統(tǒng)的設計，與積木式模塊教學方法呼應，不需要學生進行復雜的編碼即可實現(xiàn)實際通信系統(tǒng)的仿真實驗，并能將結(jié)果下載到FPGA芯片中得到實際的產(chǎn)品，對于激發(fā)高職學生的學習興趣、培養(yǎng)高職學生的實際動手能力、加強高職學生的專業(yè)思想具有重大意義。（二）改革實驗形式，建立基于項目的實驗方式傳統(tǒng)的實驗組織形式是安排學生分組，往往全組學生依賴某個能力強的學生，學生中蒙混過關(guān)的情況嚴重。我們提出以項目組織實驗，每個學生負責一個或兩個具體的項目，做到“人人有項目”，組內(nèi)其他學生進行輔助工作。在項目選擇上，要求完成數(shù)字通信系統(tǒng)模型中的基本“點”項目，同時鼓勵學生積極參與綜合性實驗項目和各類各級競賽項目，并在實驗學分上進行傾斜。在具體實驗實施上，要求作為項目負責人的學生主動參與、進行人員分工，對實驗項目的計劃和實施全權(quán)負責，如安排實驗內(nèi)容討論、選擇實驗方式等。鼓勵能力強的學生同時選擇多種實驗平臺。項目負責人要負責組織本組學生分析和評價實驗結(jié)果，對本組學生實驗情況進行評價。項目組學生在教師指導下，根據(jù)理論學習的進度自己設計實驗，自己準備儀器完成實驗，以達到培養(yǎng)和提高學生的組織能力、思維能力和創(chuàng)造能力的目的。（三）改革考核方式，建立新的實驗評價標準數(shù)字通信原理課程的實驗教學分為兩個模塊，即課內(nèi)實驗和期末集中實訓（或課程設計）。傳統(tǒng)教學中，課內(nèi)實驗的考核計入課程成績，集中實訓（或課程設計）作為單獨的課程計分。我們認為這種實驗考核的方式割裂了實驗課程的內(nèi)容，不利于實驗課程的改革，應采取將課內(nèi)實驗和期末集中實訓（或課程設計）統(tǒng)一為一門課程的考核方式。具體的考核內(nèi)容可覆蓋實驗表現(xiàn)、實驗報告和成果、實驗難度等方面，建立完整的數(shù)字通信原理實驗考核評價體系，體現(xiàn)“強調(diào)過程，重視結(jié)果”的考核思想?！皬娬{(diào)過程”體現(xiàn)在對實驗表現(xiàn)的評價占據(jù)整個實驗成績的60%，引導學生重視崗位能力、團隊精神、專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)；“重視結(jié)果”體現(xiàn)在對實驗結(jié)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，如果學生在各級各類競賽項目上獲獎可以獲得相應實驗加分。課程特點與高職學生的特點給數(shù)字通信原理的教學帶來很大挑戰(zhàn)，本文提出，在教學內(nèi)容上，以線帶點構(gòu)建模塊化教學，降低理論難度，強調(diào)系統(tǒng)概念的建立和典型技術(shù)的分析；在教學模式上，結(jié)合以教師為中心的教學模式和以學生為中心的教學