目标导向情景教学方法在通信原理课程中的应用

一、引　言

通信原理是电子信息和通信工程类专业学生重要的专业基础课。该课程理论性较强，如果课堂教学主要采取传统理论讲解的方式进行，从“教”的环节看，老师难以将枯燥的原理形象化；从“学”的环节看，学生难以提起兴趣。如何改革课堂教学手段，提高课堂教学效率，培养学生分析问题、解决问题和创新能力，始终是围绕本课程教学的一项重要课题。

二、目标导向情景教学方法的提出

全国大多数院校的本科通信原理课程教学大纲要求学生掌握通信的基本原理。课程内容主要包括：模拟调制方法和性能分析，模拟信号的数字化方法，数字信号的基带传输方法及性能分析，数字信号的频带传输方法及性能分析，复用及数字复接技术。该课程内容丰富，原理性、概念抽象、覆盖内容多，数字公式多，对数学基本功要求高，再加上学时数少、授课时间短，在很大程度上增加了老师教学和学生学习的难度。

同时受传统教育思想和教学方法的影响，在现行的“老师讲、学生听”的通信原理课堂教学模式下，老师往往是单方面地灌输，重结果轻过程，以老师对教学内容的理解过程代替学生学的过程。致使学生被动听讲，参与较少。因此必须改革，即教法逐渐从“教”法向“学”法转移，实现基于“学”的“教”，另外还要从“传授”法向“互动”法转移，实现基于“互动”的“传授”。

根据该课程的教学现状，通过对兄弟院校通信原理教学模式的学习，结合我院“科研强院”的宗旨和学生的具体情况，发现“目标导向情景教学”方法能够调动学生的学习热情和学习积极性，教学效果得到了老师和学生的肯定。

三、通信原理课程情景教学的设计与实施

教学设计大师梅里尔(Merrill)教授认为最有效的学习结果或学习环境是以问题(目标)为中心，即：(1)激活已有经验；(2)展示知识技能；(3)应用知识技能；(4)将知识技能整合到实际生活中。这里所说的“知识”既包括知识本身也包括技能；既包括学习者将要学的知识技能，也包括他们已经获得的知识技能。参考梅里尔的以问题(目标)为中心的教学基本原理及推论，根据本课程的教学内容和教学目标，可将总体任务分解为多个子任务，即多个隋景，进行情景设计，本课程设计了十个情景，每一隋景中又分别根据学生的知识积累情况分多组进行实施。

所有的“情景”分为三组：第一组：模拟通信系统的主要技术，包括隋景1：了解通信原理，掌握基本结构；情景2：结合FM收音机，分析模拟通信系统的工作原理和关键技术；情景3：对模拟部分内容进行综合，分析模拟信号在系统中的传输过程和表现形式；第二组：数字通信系统的主要技术，包括情景4：认识数字通信系统，清楚数字系统与模拟系统的异同点；情景5：掌握数字信号传输的关键技术，包括数字信号码型的选择，系统无码间干扰的条件等；情景6：掌握数字调制的主要技术，包括ASK,FSK,PSK及多进制的DPSK等；情景7：对数字通信的知识点进行回顾，分析数字通信全过程；第三组：模拟，数字综合型通信系统的设计及实现，包括情景8：结合模拟和数字通信过程进行分析，掌握在数字通信系统中进行模拟信号传输的技术；情景9：运用所学知识提出模拟，数字综合型的通信统的任务，并利用Systemview,Maflab、Max-plusII等仿真软件或CPLD,DSP开发实现；情景10：讨论各小组的设计结果，评出优劣。对设计较好的通信系统进一步优化，最终可投入实践直用或者以论文或发明专利等形式表现出来，这样使学生受到很大的鼓舞，更能激发他们学习研究的积极性。这些“情景”的具体实施可从以下五个方面进行：

1.合理安排教学内容，重点学习与时代紧密联系的理论

在教学内容上，首先要按时代发展的脉搏进行取舍，将模拟通信的内容进行精简，只作简单介绍，学生只作了解，重点突出数字通信。因为随着移动通信、广播电视的发展，数字通信终将逐步取代模拟通信，那么以数字通信为核心内容、为主线，才能保证教学内容的先进性，才能跟上时代发展的要求。实际教学中以数字通信为重点，同时加强现代数字通信技术内容和开发应用，如无线局域网、短距离无线通信技术都已经与，MI]的生活息息相关。在介绍新的现代通信技术及其发展趋势时，宜采用先广后精的方法，花一到两个课时将诸如GSM／GPRS接入和cDMA无线接入系统、数字星空通信系统、无线局域网系统等作介绍，让学生了解到短距离无线通信中的MSK技术、移动通信中的扩频技术、卫星通信中的TCN网格编码技术、广泛使用的OFDII技术等。再选择典型通信网络案例进行分析并详细介绍两到三个技术，这不但解决了课时少内容多的矛盾，而且也达到了强化现代数字通信技术的目的。

2.运用技术间的交互作用，根据教学目标创设逼真的教学情景

利用多媒体技术、计算机技术和现代教育技术，为学生创设生动的教学情景，它使得所呈现给学生的材料具有活动性、可视性和空间立体感，通过三维效果形象地将教学目标传递给学生。例如，在学习幅度调制时，可以用Java或者Flash编写一段小程序来演示调制前后信号波形变化的快慢。又例如在学习数字信号频带传输时，让学生观看信号经过各种调制之后所呈现的波形。同时还要在传统的教学手段上挖掘潜力，比如在数字调制部分可采用比较教学法，将ASK、FSK、PSK和PAN四种不同的数字调制方式进行有机组合，采取比较方法，从四种数字调制信号的时域表达式与波形、数字调制信号的产生与解调、信号功率谱密度及抗噪声性能等方面对它们进行阐述，使学生清晰地掌握这四种数字调制信号的各自特点及它们之间的区别。

3.强化实验环节，帮助学生深化本课程的学习

使用“目标导向情景教学”模式，老师会根据教学目标，带领学生回顾与该目标有关的知识，引发学生对实现教学目标所需的未知知识的渴求，再导入新的知识点。例如，在讲解数字信号的基带传输时，先提出通信过程中会出现哪些问题，要保证可靠通信用什么方法解决这些问题，能不能用解决基带传输的方法和思路解决基带通信过程中的问题等等。通过这一系列的问题，使学生在学习本章内容时有了目标，从而激发学生学习的兴趣。在本章学习的过程中，还应结合当今先进通信技术，在已有的实验设备的基础上，安排学生进行设计性实验。比如通过Sys-temView软件设计数字基带信号传输系统，包括数字基带无失真传输条件和奈奎斯特采样定理的验证，特别是噪声对数字基带传输系统性能所产生的眼图演示，以及在2DPSK调制和解调实验和PCN调制与解调实验开设的基础上，增加采用PCN集群信号进行8路2DPSK频带传输系统实验，指定在8个确定的时隙进行通信。通过这种实验极大促进了学生的独立思考与动手能力，同时还深化了他们对本课程的学习。

4.提高学生的探究能力以及与他人合作的能力

通信原理课程的教学情境大多是具有一定复杂性的挑战性问题。学生难于单独在短时间内解决问题，这便给学生提供了

一个探究学习与合作学习的机会。组内同学需要相互配合，在实验环境中尝试他们提出的解决方案。例如，在讲解模拟信号数字化方法，目前使用广泛的有两种：PCM和△M。在简单介绍后，可将学生分成两大组，一组完成PCN方法的模数转换，另一组完成△M的模数转换。在整个过程中，各小组自行收集资料，制定实施方案，记录实验结果并对结果进行分析，验证结果的正确性。完成后，让每组推举一名同学讲解方案。主要讲解决问题的思路和实验结果。然后老师和其它组员点评此方案，对于优秀且速度快的方案给予鼓励，对于存在问题的方案，讨论并指出问题的症结所在。学生在相互配合中认识到团队的力量，在解决问题的过程中感受到了成功的喜悦，学生普遍认为变被动学习为主动学习其乐无穷。随着课程的深化，“情景”实施方式也需要调整，当学生们的知识能力积累到一定的程度后，不再是老师提出问题、学生解决问题，而是老师为学生提供丰富的资源，让学生自行学习，然后学生互相提问，查找资料解决问题，这样不仅锻炼了学生解决问题的能力，还提高了学生自主学习的能力。

5.采用多元化的考核方式，打破以成绩定能力的评价体系

传统的单一、刻板的通信原理命题考试制度不利于学生综合素质的提高和创新能力的培养。要改变以课程考试分数定优劣这种只注重结果而忽视过程的评价体系，构建多种形式有机结合的、动态的、全方位的素质评价体系。在通信原理课程考核命题中，应本着既考知识又考能力的原则，点面结合把学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力计入总分，以激发学生的创新能力。考核采用开卷、闭卷、报告、论文等形式相结合，并参考平时学习表现给出最后成绩，建立起一种开放的多元评价机制。同时对在通信竞赛中获奖、在刊物上发表论文和获得发明或专利的学生给予加分。这种新的评价机制激励学生在学习的过程中积极主动，有意识地培养创造性思维、创新意识和创新能力，最大限度地挖掘自己的潜能。

四、结束语

通信原理教学采用“目标导向情景教学”模式，目的是不仅要使学生掌握通信原理课程的基本概念和基本原理，更重要的是让学生掌握处理复杂问题的思路和基本方法，培养学生发现问题、解决问题和创新的能力。实践证明，学生在每个情境中学习的内容、掌握的解决问题的方法以及协作能力和表达能力都是社会所必需的，这样做到了课堂教学与社会需求之间的对接，从而实现了高等院校培养创新人才的目的，满足了国家对创新人才的需求。

参考文献

[1]樊昌信，曹丽娜，通信原理(第六版)[M]，北京：国防工业出版社，2006

[2]束锋，邱文教，孙锦涛，通信原理课程教学改革[J]，电气电子学报，2006(2)

[3]李京文，姚成，目标导向情境教学模式(GBS)架起了社会与学校之间的桥梁—《路由交换技术》课程改革探索[J]，滁州学院学报，2009(8)

[4]李星蓉，“通信原理”课程教学方法研究[J]，中国电力教育，2009(5)

[5]陈颖，张福洪，基于创新能力培养的通信原理课程改革的探索[J]青年与社会，2009(6)

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