“通信原理”课程问题引导的启发式教学

徐 红，彭 宏，吴 涛

(浙江工业大学信息工程学院，浙江杭州310023)

0 引言

“通信原理”作为电子信息类一门重要的专业基础课，是在通信工程领域中的具体应用，也是“移动通信”、“光纤通信”和“卫星通信”等后续专业课程的基础。学生通过本课程的学习，可以系统掌握各种通信技术的基本原理和应用。该课程知识点多，与实际应用联系紧密，且技术不断发展和更新。为适应现代电子通信技术对专业人才的要求，对该门课程进行教学改革具有十分重要的现实意义[1]。

启发式教学是根据教学目的、内容、学生的知识水平和知识规律，运用各种教学手段，采用启发诱导的方法传授知识、培养能力，使学生积极主动地学习，以促进身心发展。

问题引导法，又称发现法，是指学生在教师提出问题的引导下按自己观察事物的特殊方式掌握学科的结构，借助教材或其他参考资料亲自探索或发现事物发展规律，主动概括应知应会的基本原理或规律性的知识[2]。

本文结合本校实际情况，在多年“通信原理”教学实践基础上，对课程特点和存在的问题进行思考，并进行问题引导的启发式教学实践，促进“通信原理”课程教与学质量的提高，培养学生科学的思维能力，提高专业竞争力。

1 “通信原理”课程特点及问题

目前本校的通信工程专业培养计划中“通信原理”课程是64个学时，教材采用文献[3]，配套参考书较多。“通信原理”知识点之间有很强的关联性，主要体现在以下两个方面:

(1)各章节之间的关联性—例如系统性能指标与后续章节都有联系;随机过程与噪声建模以及通信系统的抗噪声性能分析联系密切，模拟调制的思想会有助于数字调制的学习，新型数字调制系统是在基本数字调制系统基础上发展起来的。这样的关联性内容很多，如果某一章节没有理解好，可能会影响后续章节学习的效果。

(2)与先修课程的关联性—“通信原理”课程经常要用到“高等数学”、“概率论与数理统计”和“信号与系统”等先修课程的内容，如果教师对其他课程的知识储备不够，学生又没有进行课前预习，会导致课堂上不能充分理解所学内容[4，5]。

2 问题引导的启发式教学改革

2.1 问题的设置

教师在课程教学的过程中问题的设置要考虑学生现有知识水平和已有的知识经验，在这两方面结合点上产生的问题，最能激发学生有效地驱使有目的去探究问题。同时这里的问题引导，强调问题的导向作用，或者说延伸作用，更加强调学生本人对知识的思考。通过学生的学与思得出结论，学到更多的知识，并能体会学习的过程和方法[6]。我们的问题引导要具体到课前、课中和课后问题设置以及实施方法，又要体现各自不同的特点。

2.2 为课中教学服务的课前设问

(1)预见性和追溯性—预见性是指教师根据已有教学经验，站在学生角度，预见学生可能会遇到的问题，引导学生课前通过查阅资料认真思考解决。在这个过程中可能会引申出更多的问题，思维变得越来越开阔，这也是教师希望看到的。追溯性是指教师提出的问题能够引导学生去挖掘知识的来源和用途。

例如，在学习模拟信号数字化这一章之前，可以先让学生去思考:为什么要把模拟信号转换成数字信号?为什么抽样定理是这一过程的理论基础?学生在思考这两个问题时，可能会引伸出更多问题，例如为什么数字通信成为当今通信系统的主流?当信号的频率太高时如何抽样?在上课时和学生讨论这些问题不但使教学内容更容易理解，还可以使学生获得与知识的来龙去脉以及实际应用相关的知识。

(2)课程相关性—相关性是指当前的教学内容与其他课程可能有密切的相关性，因此在课前有必要去翻阅回顾先修课程的内容。例如在学习随机过程这一章之前，让学生去解决:在“概率论与数理统计”课程里如何分析随机变量;在学习调制解调之前，让学生去解决:在“信号与系统”课程里如何分析信号的频域特性。课前带着这些问题去预习不但可以扩展知识面，也使课中教学更顺畅，效果更好。

2.3 课中教学可以培养科学思维

(1)基础性和引伸性—复杂的理论都是从最基本的原理性知识引伸推演出来的。课中教学时，在使学生透彻理解基础知识的基础上，通过简单直接的问题一步一步引伸出相对复杂的知识和理论，学生更容易理解，也容易建立学习的自信心。

例如在学习线性分组码时，可以通过简单的奇偶校验码引伸过来:奇偶校验码的最小码距是多少?奇偶校验码能纠错吗?如果想纠错该怎么办?纠正1个比特错需要加几个监督位?纠正n个比特错呢?能通过加足够多的监督位使误码率理论上为0吗?再进一步思考，在信息位个数不变的条件下，增加监督位的实质是什么?从而又回到最初的最小码距问题，即实现了从简单到复杂再回归到简单的思维过程[7]。

(2)联系性—课堂教学要注重知识之间的联系性。通过问题引导，可以将这种联系变得明确和实在，并架构成整体性的知识体系，帮助学生建立整体性认知。

例如，讲到系统的抗噪声性能分析时，让学生思考:为什么通信系统的噪声可以建模成一个窄带高斯平稳随机过程?讲到数字调制时思考:数字调制系统的分析为什么不再考虑码间干扰?讲到QAM调制时思考:MASK和MPSK是如何实现的?M增大时，各自有什么缺点?通过思考这样的问题，使学生更容易理解将要学习的内容，并培养普遍联系的整体思维方式。

(3)缓冲性—缓冲性是指在一段难度较大或是新知识点较多的教学内容结束后，应放慢上课节奏，作为缓冲提出一些总结性或归纳性的问题。

例如:在学习AM和FM系统的过程中，学生接触到了很多通信领域的新概念，譬如调制解调方法、频域特性和抗噪声性能分析等。为了让学生对所学内容进行整理和消化，可以提出以下问题:AM系统和FM系统哪个好?各自有什么优缺点及具体应用?解决这些问题的过程实际上是对前面知识的总结，并培养学生掌握结构性知识的能力和归纳思维的能力。

课中教学是教师和学生互动最重要的平台，问题的设置要注重培养学生科学的思维能力。这不但能提升本门课的学习效果，对今后的学习工作也会起到积极的促进作用。

2.4 课后设置开放性思考题

课后问题是使学生主动通过查阅更多的资料和参考书扩展知识面，增强专业兴趣。提出一些面向应用有趣的问题，从而使学生在整个过程中学到更广泛的知识，对本门课在整个专业和学科知识结构中的作用也会有一定的认知。例如，让学生课后思考:为什么先出现电报后出现电话?为什么近几年才开始实现光纤到户?几代移动通信网络中有哪些调制技术和复用技术?你认为未来通信会是什么样子?这样的问题通常是开放性的，但是与实际应用密切相关，与其他课程的内容也有衔接，学生在解决这些问题的过程中可以学到很多课堂上无法兼顾的内容，培养学生一种探究的学习精神。

3 问题引导启发式教学的要求

为了使问题引导的启发式教学取得更好的教学效果，对教学环境、教师以及成绩评定方法等方面都提出了更高的要求。

1)小班化教学

随着教学改革的不断推进和师资力量的扩充，小班化教学在各个高校越来越受到重视，并在小范围内进行实践和探索。小班化教学无疑会促进启发式教学的有效实施，教师可以关注到每一个学生，并通过问题引导和每个学生进行充分的互动，课堂和课后的交流都变得更加顺畅和有效，学生的参与感更强，从而充分实现学生的主体性，增强他们的自信心和成就感[8]。

2)教师需要不断提高

作为专业基础课的“通信原理”在整个知识体系中的作用非常重要。为了使学生获得完整的知识结构，教师必须对前后课程有较全面的了解，以适应教学改革的要求。同时注意关注本学科的前沿课题和发展趋势，不断更新和改革教学内容，使理论知识不与实际应用脱节。

3)重视过程的成绩评定方法

我们应逐步将过去那种单纯在课程结束时进行考试的评测方式转化为与课程同时进行的过程性评价。对学生成绩的评定除了包括期末笔试外，还应包括课前准备及课堂讨论、基本作业、课后开放性问题以及参加大学生科技活动等部分的考察，即充分注重学习的整个过程。

4 结语

专业基础课处于学生专业知识发展和完善的关键节点，将问题引导的启发式教学运用到“通信原理”课程教学中，可以调动学生学习的积极性。学生在获取专业知识的同时，提高自主发现问题、分析问题和解决问题的能力，并培养科学的思维方法。

问题引导的启发式教学需要教师和学生积极配合，是对教师重视教学不断提高自身素质的督促，也是对学生学习的鞭策。

[1]余燕平，王安定，陈小余，等.“通信原理”课程的教学改革[J].天津:实验室科学，2012，14(6):10-12.

[2]陈卓，周乃君.问题引导法视域下专业基础课程教学改革的思考[J].长沙:现代大学教育，2012(5):104-107.

[3]樊昌信，曹丽娜，通信原理(第七版)[M]北京:国防工业出版社，2013

[4]梁平元，谭子尤，黄国盛，等.《通信原理》教学中的主要问题及其对策[J].吉首:吉首大学学报:自然科学版，2012(3):123-125.

[5]李丽.本科桥梁工程课程教学面临的问题及对策建议[J].成都:高等教育研究，2012(3):47-49.

[6]徐佳，汤文辉，冉宪文.“问题式”互动教学法在《冲击波物理》课程教学中的应用[J].长沙:高等教育研究学报，2011，34(3):58-60.

[7]侯臣平，吴翊.在教学中培养学生科学思维的几点认识[J].长沙:高等教育研究学报，2012，35(2):100-102.

[8]朱卫刚，丁卫平，钱祖平，等.“电磁场理论”课程小班教学的几点思考[J].南京:电气电子教学学报，2013，35(3):20-21.