“通信原理”課程問題引導的啟發式教學

徐 紅，彭 宏，吳 濤

(浙江工業大學信息工程學院，浙江杭州310023)

0 引言

“通信原理”作為電子信息類一門重要的專業基礎課，是在通信工程領域中的具體應用，也是“移動通信”、“光纖通信”和“衛星通信”等后續專業課程的基礎。學生通過本課程的學習，可以系統掌握各種通信技術的基本原理和應用。該課程知識點多，與實際應用聯系緊密，且技術不斷發展和更新。為適應現代電子通信技術對專業人才的要求，對該門課程進行教學改革具有十分重要的現實意義[1]。

啟發式教學是根據教學目的、內容、學生的知識水平和知識規律，運用各種教學手段，采用啟發誘導的方法傳授知識、培養能力，使學生積極主動地學習，以促進身心發展。

問題引導法，又稱發現法，是指學生在教師提出問題的引導下按自己觀察事物的特殊方式掌握學科的結構，借助教材或其他參考資料親自探索或發現事物發展規律，主動概括應知應會的基本原理或規律性的知識[2]。

本文結合本校實際情況，在多年“通信原理”教學實踐基礎上，對課程特點和存在的問題進行思考，并進行問題引導的啟發式教學實踐，促進“通信原理”課程教與學質量的提高，培養學生科學的思維能力，提高專業競爭力。

1 “通信原理”課程特點及問題

目前本校的通信工程專業培養計劃中“通信原理”課程是64個學時，教材采用文獻[3]，配套參考書較多?！巴ㄐ旁怼敝R點之間有很強的關聯性，主要體現在以下兩個方面:

(1)各章節之間的關聯性—例如系統性能指標與后續章節都有聯系;隨機過程與噪聲建模以及通信系統的抗噪聲性能分析聯系密切，模擬調制的思想會有助于數字調制的學習，新型數字調制系統是在基本數字調制系統基礎上發展起來的。這樣的關聯性內容很多，如果某一章節沒有理解好，可能會影響后續章節學習的效果。

(2)與先修課程的關聯性—“通信原理”課程經常要用到“高等數學”、“概率論與數理統計”和“信號與系統”等先修課程的內容，如果教師對其他課程的知識儲備不夠，學生又沒有進行課前預習，會導致課堂上不能充分理解所學內容[4，5]。

2 問題引導的啟發式教學改革

2.1 問題的設置

教師在課程教學的過程中問題的設置要考慮學生現有知識水平和已有的知識經驗，在這兩方面結合點上產生的問題，最能激發學生有效地驅使有目的去探究問題。同時這里的問題引導，強調問題的導向作用，或者說延伸作用，更加強調學生本人對知識的思考。通過學生的學與思得出結論，學到更多的知識，并能體會學習的過程和方法[6]。我們的問題引導要具體到課前、課中和課后問題設置以及實施方法，又要體現各自不同的特點。

2.2 為課中教學服務的課前設問

(1)預見性和追溯性—預見性是指教師根據已有教學經驗，站在學生角度，預見學生可能會遇到的問題，引導學生課前通過查閱資料認真思考解決。在這個過程中可能會引申出更多的問題，思維變得越來越開闊，這也是教師希望看到的。追溯性是指教師提出的問題能夠引導學生去挖掘知識的來源和用途。

例如，在學習模擬信號數字化這一章之前，可以先讓學生去思考:為什么要把模擬信號轉換成數字信號?為什么抽樣定理是這一過程的理論基礎?學生在思考這兩個問題時，可能會引伸出更多問題，例如為什么數字通信成為當今通信系統的主流?當信號的頻率太高時如何抽樣?在上課時和學生討論這些問題不但使教學內容更容易理解，還可以使學生獲得與知識的來龍去脈以及實際應用相關的知識。

(2)課程相關性—相關性是指當前的教學內容與其他課程可能有密切的相關性，因此在課前有必要去翻閱回顧先修課程的內容。例如在學習隨機過程這一章之前，讓學生去解決:在“概率論與數理統計”課程里如何分析隨機變量;在學習調制解調之前，讓學生去解決:在“信號與系統”課程里如何分析信號的頻域特性。課前帶著這些問題去預習不但可以擴展知識面，也使課中教學更順暢，效果更好。

2.3 課中教學可以培養科學思維

(1)基礎性和引伸性—復雜的理論都是從最基本的原理性知識引伸推演出來的。課中教學時，在使學生透徹理解基礎知識的基礎上，通過簡單直接的問題一步一步引伸出相對復雜的知識和理論，學生更容易理解，也容易建立學習的自信心。

例如在學習線性分組碼時，可以通過簡單的奇偶校驗碼引伸過來:奇偶校驗碼的最小碼距是多少?奇偶校驗碼能糾錯嗎?如果想糾錯該怎么辦?糾正1個比特錯需要加幾個監督位?糾正n個比特錯呢?能通過加足夠多的監督位使誤碼率理論上為0嗎?再進一步思考，在信息位個數不變的條件下，增加監督位的實質是什么?從而又回到最初的最小碼距問題，即實現了從簡單到復雜再回歸到簡單的思維過程[7]。

(2)聯系性—課堂教學要注重知識之間的聯系性。通過問題引導，可以將這種聯系變得明確和實在，并架構成整體性的知識體系，幫助學生建立整體性認知。

例如，講到系統的抗噪聲性能分析時，讓學生思考:為什么通信系統的噪聲可以建模成一個窄帶高斯平穩隨機過程?講到數字調制時思考:數字調制系統的分析為什么不再考慮碼間干擾?講到QAM調制時思考:MASK和MPSK是如何實現的?M增大時，各自有什么缺點?通過思考這樣的問題，使學生更容易理解將要學習的內容，并培養普遍聯系的整體思維方式。

(3)緩沖性—緩沖性是指在一段難度較大或是新知識點較多的教學內容結束后，應放慢上課節奏，作為緩沖提出一些總結性或歸納性的問題。

例如:在學習AM和FM系統的過程中，學生接觸到了很多通信領域的新概念，譬如調制解調方法、頻域特性和抗噪聲性能分析等。為了讓學生對所學內容進行整理和消化，可以提出以下問題:AM系統和FM系統哪個好?各自有什么優缺點及具體應用?解決這些問題的過程實際上是對前面知識的總結，并培養學生掌握結構性知識的能力和歸納思維的能力。

課中教學是教師和學生互動最重要的平臺，問題的設置要注重培養學生科學的思維能力。這不但能提升本門課的學習效果，對今后的學習工作也會起到積極的促進作用。

2.4 課后設置開放性思考題

課后問題是使學生主動通過查閱更多的資料和參考書擴展知識面，增強專業興趣。提出一些面向應用有趣的問題，從而使學生在整個過程中學到更廣泛的知識，對本門課在整個專業和學科知識結構中的作用也會有一定的認知。例如，讓學生課后思考:為什么先出現電報后出現電話?為什么近幾年才開始實現光纖到戶?幾代移動通信網絡中有哪些調制技術和復用技術?你認為未來通信會是什么樣子?這樣的問題通常是開放性的，但是與實際應用密切相關，與其他課程的內容也有銜接，學生在解決這些問題的過程中可以學到很多課堂上無法兼顧的內容，培養學生一種探究的學習精神。

3 問題引導啟發式教學的要求

為了使問題引導的啟發式教學取得更好的教學效果，對教學環境、教師以及成績評定方法等方面都提出了更高的要求。

1)小班化教學

隨著教學改革的不斷推進和師資力量的擴充，小班化教學在各個高校越來越受到重視，并在小范圍內進行實踐和探索。小班化教學無疑會促進啟發式教學的有效實施，教師可以關注到每一個學生，并通過問題引導和每個學生進行充分的互動，課堂和課后的交流都變得更加順暢和有效，學生的參與感更強，從而充分實現學生的主體性，增強他們的自信心和成就感[8]。

2)教師需要不斷提高

作為專業基礎課的“通信原理”在整個知識體系中的作用非常重要。為了使學生獲得完整的知識結構，教師必須對前后課程有較全面的了解，以適應教學改革的要求。同時注意關注本學科的前沿課題和發展趨勢，不斷更新和改革教學內容，使理論知識不與實際應用脫節。

3)重視過程的成績評定方法

我們應逐步將過去那種單純在課程結束時進行考試的評測方式轉化為與課程同時進行的過程性評價。對學生成績的評定除了包括期末筆試外，還應包括課前準備及課堂討論、基本作業、課后開放性問題以及參加大學生科技活動等部分的考察，即充分注重學習的整個過程。

4 結語

專業基礎課處于學生專業知識發展和完善的關鍵節點，將問題引導的啟發式教學運用到“通信原理”課程教學中，可以調動學生學習的積極性。學生在獲取專業知識的同時，提高自主發現問題、分析問題和解決問題的能力，并培養科學的思維方法。

問題引導的啟發式教學需要教師和學生積極配合，是對教師重視教學不斷提高自身素質的督促，也是對學生學習的鞭策。

[1]余燕平，王安定，陳小余，等.“通信原理”課程的教學改革[J].天津:實驗室科學，2012，14(6):10-12.

[2]陳卓，周乃君.問題引導法視域下專業基礎課程教學改革的思考[J].長沙:現代大學教育，2012(5):104-107.

[3]樊昌信，曹麗娜，通信原理(第七版)[M]北京:國防工業出版社，2013

[4]梁平元，譚子尤，黃國盛，等.《通信原理》教學中的主要問題及其對策[J].吉首:吉首大學學報:自然科學版，2012(3):123-125.

[5]李麗.本科橋梁工程課程教學面臨的問題及對策建議[J].成都:高等教育研究，2012(3):47-49.

[6]徐佳，湯文輝，冉憲文.“問題式”互動教學法在《沖擊波物理》課程教學中的應用[J].長沙:高等教育研究學報，2011，34(3):58-60.

[7]侯臣平，吳翊.在教學中培養學生科學思維的幾點認識[J].長沙:高等教育研究學報，2012，35(2):100-102.

[8]朱衛剛，丁衛平，錢祖平，等.“電磁場理論”課程小班教學的幾點思考[J].南京:電氣電子教學學報，2013，35(3):20-21.