“通信系統(tǒng)仿真”課程教學(xué)改革探討

王旭東++暴桐

摘 要 文章針對(duì)本科通信工程專業(yè)“通信系統(tǒng)仿真”課程教學(xué)中存在的問題及對(duì)課程目的認(rèn)識(shí)存在的誤區(qū)，提出了教學(xué)改革的方案設(shè)想。通過引入多元化教學(xué)模式，探索創(chuàng)新教學(xué)模式。將分層教學(xué)理念、“舉一反三”教學(xué)方法以及個(gè)人和團(tuán)隊(duì)展示教學(xué)環(huán)節(jié)等措施運(yùn)用到教學(xué)中，較好地解決了學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生信息素養(yǎng)，有助于擴(kuò)展專業(yè)視野和增強(qiáng)就業(yè)競爭力。

關(guān)鍵詞 通信系統(tǒng)仿真 教學(xué)改革 教學(xué)模式 信息素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2016.09.053

Teaching Reform Scheme for the Course of

"Communication System Simulation"

WANG Xudong， BAO Tong

（Information Science Technology College， Dalian Maritime University， Dalian， Liaoning 116026）

Abstract Aimed at the problems existed in the course teaching of communication system simulation and the understanding erroneous zones about the course objective， a teaching reform scheme for the undergraduate specialized course is proposed. With the introduction of diversified teaching mode， the innovative teaching mode can be explored. Along with the scheme， some measures such as multi layer teaching idea， learn by analogy teaching method as well as individual and team presentation teaching link are all applied to teaching activities， which helps students to stimulate major interesting， improve information literacy， extend the professional field of vision and make themselves more employable.

Key words Communication System Simulation； teaching reform； teaching method； information literacy

1 教學(xué)改革目的

通信工程專業(yè)本科教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃中設(shè)置了多門與通信理論與實(shí)踐相關(guān)的專業(yè)課程，這些課程的主要特點(diǎn)是理論性比較強(qiáng)，原理公式推導(dǎo)復(fù)雜，概念比較抽象，具有一定的難度。①②為了加深學(xué)生對(duì)課程基本原理的理解，傳統(tǒng)方式是通過原理實(shí)驗(yàn)箱加強(qiáng)本課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。③但是與實(shí)驗(yàn)箱配套的測試儀器較為昂貴，而且原理實(shí)驗(yàn)箱也比較容易損壞，后期實(shí)時(shí)維護(hù)比較困難。④為了達(dá)到通信理論專業(yè)課程的教學(xué)效果，必須引入通信系統(tǒng)仿真這一必要的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。然而，對(duì)于國內(nèi)很多通信相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，由于在實(shí)際通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行方面的經(jīng)驗(yàn)及知識(shí)儲(chǔ)備略顯貧瘠，普遍存在通信系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真如同“紙上談兵”這一思想誤區(qū)。因此，有必要闡述“通信系統(tǒng)仿真”課程的重要性，明確課程教學(xué)目的。

在通信領(lǐng)域內(nèi)研究會(huì)涉及大量的仿真問題，仿真是深入理解系統(tǒng)特性的有價(jià)值工具，每個(gè)人都應(yīng)該認(rèn)識(shí)到：仿真的主要作用不在于獲得數(shù)值而在于獲得深入的理解。仿真是涉及和分析復(fù)雜的現(xiàn)代通信系統(tǒng)必不可少的環(huán)節(jié)，是通信產(chǎn)業(yè)中廣泛使用的工具，它不僅支持學(xué)生的科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，而且可幫助同學(xué)提前掌握通信業(yè)界所需的技能。⑤進(jìn)行“通信系統(tǒng)仿真”課程教學(xué)改革，打破傳統(tǒng)思想誤區(qū)，發(fā)揮教師主導(dǎo)作用的同時(shí)，突出學(xué)生的主體作用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，提高教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的提升。

2 多元化教學(xué)模式

“通信系統(tǒng)仿真”課程教學(xué)的任務(wù)就是使學(xué)生擁有將給定的通信問題映射為仿真模型的思想，培養(yǎng)和掌握利用一套合適的建模、仿真和估計(jì)方法有針對(duì)性地解決問題的能力，對(duì)通信系統(tǒng)分析問題提供有效方案。為完成這一教學(xué)任務(wù)和目標(biāo)，在充分發(fā)揮教師主導(dǎo)作用的同時(shí)應(yīng)該更加注重學(xué)生的主體作用，通過引入多元化教學(xué)模式，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)仿真興趣的培養(yǎng)，建立理解仿真作用的正確思想，引導(dǎo)學(xué)生拓展思維，可以將被動(dòng)接受知識(shí)轉(zhuǎn)化為參與教學(xué)。根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累和教學(xué)效果的反饋，這里提出的多元化教學(xué)模式分為以下三個(gè)方面。

2.1 分層教學(xué)理念

經(jīng)歷過前期基礎(chǔ)理論課程學(xué)習(xí)，學(xué)生們的基礎(chǔ)理論及相關(guān)知識(shí)的儲(chǔ)備明顯存在較大差異，教師在教學(xué)中不可避免地要面對(duì)這一突出問題。對(duì)于知識(shí)薄弱的同學(xué)可以學(xué)習(xí)運(yùn)用仿真技術(shù)完成通信理論的分析，加強(qiáng)鞏固對(duì)通信理論的理解，培養(yǎng)增強(qiáng)專業(yè)興趣和信心；對(duì)于基礎(chǔ)良好的同學(xué)可以在鞏固理論知識(shí)的同時(shí)，結(jié)合自己對(duì)通信內(nèi)容的理解，通過仿真技術(shù)主動(dòng)探究通信領(lǐng)域出現(xiàn)的新技術(shù)，培養(yǎng)技術(shù)研發(fā)能力和創(chuàng)新潛質(zhì)。

2.2 “舉一反三”教學(xué)方法

“舉一反三”教學(xué)法要求在教學(xué)過程中，充分理解課堂知識(shí)，把教學(xué)內(nèi)容巧妙地隱含在每節(jié)內(nèi)容課后習(xí)題中，讓同學(xué)通過“面對(duì)問題→思考問題→歸納總結(jié)知識(shí)點(diǎn)→解決問題”的方式學(xué)習(xí)運(yùn)用知識(shí)。在完成任務(wù)的同時(shí)，學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)方式，處理問題的方法去理解知識(shí)，掌握內(nèi)容，做到鞏固與加強(qiáng)，擴(kuò)展了知識(shí)容量及應(yīng)用能力。在以后的學(xué)習(xí)生活中，可以面對(duì)問題不膽怯，搜索分類歸納知識(shí)，尋找解決問題的關(guān)鍵?！芭e一反三”教學(xué)法符合學(xué)生學(xué)習(xí)的層次性和實(shí)用性，按照由表及里，逐層深入的學(xué)習(xí)途徑，循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)通信的基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用?！芭e一反三”教學(xué)的實(shí)施過程如下：

（1）精煉教學(xué)內(nèi)容?！巴ㄐ畔到y(tǒng)仿真”課程綜合了多門基礎(chǔ)及專業(yè)課程知識(shí)，內(nèi)容龐雜，具有一定的難度。為此，需要精煉教學(xué)內(nèi)容，突出教學(xué)重點(diǎn)，強(qiáng)化仿真方法論在通信系統(tǒng)建模中的運(yùn)用及仿真工具軟件操作使用等方面教學(xué)內(nèi)容。

（2）豐富教學(xué)方式。在課堂理論教學(xué)基礎(chǔ)上，充分利用校園網(wǎng)提供的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)線上師生互動(dòng)交流及仿真代碼資源開源化共享。培養(yǎng)學(xué)生的仿真興趣，提供仿真方法入門技巧，使用經(jīng)驗(yàn)。

（3）設(shè)計(jì)課后任務(wù)。根據(jù)每章教學(xué)內(nèi)容精心設(shè)計(jì)課后任務(wù)，幫助學(xué)生消化理解課堂內(nèi)容，做到知識(shí)的融會(huì)貫通，會(huì)利用現(xiàn)有知識(shí)去解決實(shí)際問題，充分培養(yǎng)其獨(dú)立性和創(chuàng)新性。

（4）注重考核評(píng)價(jià)。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，做好考核環(huán)節(jié)，對(duì)學(xué)生掌握的知識(shí)和技能做出綜合性分析和評(píng)價(jià)?？己藘?nèi)容以學(xué)生運(yùn)用仿真理論及方法獨(dú)立解決通信系統(tǒng)研究問題為主，完成課后任務(wù)為輔，著重考核學(xué)生實(shí)際操作技能和利用仿真解決通信問題的綜合能力，促進(jìn)學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的提升。考核成績以理論筆試+上機(jī)操作+課程報(bào)告多種形式綜合評(píng)定。

2.3 Presentation教學(xué)環(huán)節(jié)

個(gè)人展示與團(tuán)隊(duì)展示是當(dāng)今社會(huì)學(xué)習(xí)和工作生活中不可或缺的一部分。Presentation是通過PPT將信息傳播與聽眾交流互動(dòng)的過程。一次完美的Presentation是對(duì)文字信息和數(shù)據(jù)信息整合表達(dá)過程的歷練。將知識(shí)高度濃縮，消化整理，保證學(xué)生不斷加強(qiáng)鞏固知識(shí)，可以使教師看到學(xué)生在知識(shí)點(diǎn)上的理解和掌握程度，對(duì)學(xué)生錯(cuò)誤的信息給出及時(shí)修正，可發(fā)揮的空間做出指導(dǎo)性引領(lǐng)。根據(jù)學(xué)生反饋效果，不斷調(diào)整和完善教學(xué)工作，可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)、生活、工作上都受益匪淺。個(gè)人展示會(huì)更好地體現(xiàn)學(xué)生個(gè)人素質(zhì)，自由發(fā)揮其個(gè)性特點(diǎn)。團(tuán)隊(duì)展示準(zhǔn)備過程中，學(xué)生將會(huì)出現(xiàn)意見分歧等現(xiàn)象，正好為學(xué)生提供將差異性磨平進(jìn)而優(yōu)化的鍛煉機(jī)會(huì)，提交完美展示。在此過程中人與人交流溝通的藝術(shù)，角色責(zé)任分配，相互協(xié)作的力量都不容小覷。

3 課程架構(gòu)

“通信系統(tǒng)仿真”課程由三部分組成：一是理論知識(shí)部分，主要介紹通信系統(tǒng)原理，仿真方法過程及實(shí)踐應(yīng)用，以課堂講授的教學(xué)形式為主。二是學(xué)生Presentation部分，學(xué)生可以選擇個(gè)人展示和團(tuán)隊(duì)展示，既可以選擇課后任務(wù)也可以自主選擇通信領(lǐng)域方向上相關(guān)研究的題目。三是學(xué)生將Presentation部分的研究內(nèi)容以較為規(guī)范的技術(shù)報(bào)告提交。

理論教學(xué)部分，選用William H. Tranter撰寫的《Principles of Communication Systems Simulation with Wireless Applications》中譯版作為理論知識(shí)授課輔助教材，⑥教師掌握教材特點(diǎn)，整合知識(shí)點(diǎn)以PPT的形式與學(xué)生交流。學(xué)生Presentation部分可以將被動(dòng)教學(xué)化為主動(dòng)參與教學(xué)，其形式自主化，內(nèi)容多元化。另外提交技術(shù)報(bào)告作為考核重要內(nèi)容，同學(xué)可以將書本知識(shí)化為己用，對(duì)通信系統(tǒng)原理、系統(tǒng)建模仿真和分析等問題形成自己的見解，以書面文字呈現(xiàn)更能加深印象。教師可以根據(jù)學(xué)生課堂表現(xiàn)，Presentation部分個(gè)人及團(tuán)隊(duì)處理模式，技術(shù)報(bào)告綜合評(píng)價(jià)學(xué)生成績，充分培養(yǎng)學(xué)生自主、創(chuàng)新及協(xié)作等多方面綜合素質(zhì)和能力。

4 結(jié)束語

對(duì)本科課程的教學(xué)來說，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)興趣，掌握專業(yè)理論知識(shí)并且會(huì)利用知識(shí)解決專業(yè)實(shí)際問題是教學(xué)的核心目標(biāo)?！巴ㄐ畔到y(tǒng)仿真”課程在鞏固專業(yè)理論，明確專業(yè)研究方向，增強(qiáng)就業(yè)競爭力等方面將發(fā)揮重要的作用。本文針對(duì)該課程提出的教學(xué)改革設(shè)想已在通信工程專業(yè)本科教學(xué)中進(jìn)行了實(shí)踐探索，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，拓展專業(yè)視野，提升就業(yè)競爭力等方面收到了良好的效果。

基金項(xiàng)目：遼寧省普通高校本科重點(diǎn)建設(shè)專業(yè)項(xiàng)目（No. ZG201409）

注釋

① 曾軍英.面向工程實(shí)踐的通信原理課程教學(xué)體系改革[J].教育教學(xué)論壇，2016（13）：80-81.

② 劉麗，鄭秀萍，田文艷.《通信原理》課程的數(shù)字化教學(xué)改革探析[J].課程教育研究，2014（2）：250-251.

③ 薛文玲，王振朝.MATLAB在通信原理教學(xué)中的應(yīng)用[J].保定學(xué)院學(xué)報(bào)，2008.21（2）：53-55.

④ 于子甲，宋啟祥，董全德.MATLAB仿真在通信原理教學(xué)改革中的應(yīng)用[J].鄂州大學(xué)學(xué)報(bào)，2014.21（12）：102-103.

⑤ 張素香，李保罡，王雅寧.基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的通信系統(tǒng)仿真課程教學(xué)研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2011.129（17）：72-74.

⑥ William H.Tranter， K. Sam Shanmugan， Theodore S. Rappaport， et al；肖明波等譯.通信系統(tǒng)仿真原理與無線應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.