摘要：從教學內容、教學模式與手段、實踐教學等方面系統闡述了高職院校《數字通信原理》課程的教學改革與實踐。

關鍵詞：數字通信原理；教學內容；教學模式；實踐教學體系

《數字通信原理》是高職院校通信類、電子類等專業的專業基礎課，既是基礎課向專業課的過渡，也是電子通信學科的入門課，在通信類、電子類專業中占有非常重要的地位。這門課的教學直接影響這些專業的教學質量和所培養人才的知識結構及綜合能力。這門課綜合了電路分析基礎、電子電路、高頻電路、數字電路等電類基礎課以及高等數學、概率論等數學課程，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，數學功底和自學能力較差，如果強調數學推導和理論探討，無疑將使學生產生畏難情緒，難以激發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目標，即無法培養出既具備一定專業理論素養、又具有較強動手能力的技術應用型人才。

通過多年的教學實踐，筆者認為，《數字通信原理》課的教學，一方面要強調基本理論、方法的分析，重點培養學生的思考能力，另一方面必須加強實驗教學和實訓環節，重點是培養崗位技能。該課程的教學目標是使學生掌握典型數字通信系統的組成、工作原理、性能特點、基本分析方法和實驗技能等，熟悉當前數字通信技術發展的現狀和最新進展。核心是培養學生良好的通信知識和素養，為后續專業課程的學習奠定堅實的基礎。

考慮《數字通信原理》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，通過不斷轉變教學理念、更新教學內容、完善教學方法、改進教學手段，在《數字通信原理》課程的教學內容、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，改革教學內容

在《數字通信原理》的傳統教學模式中，往往介紹許多通信的數學模型和原理，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容的改革。

（一）強化學習路線圖，建立數字通信系統的整體觀念

在教學中，筆者強調數字通信系統整體觀念的建立，即以數字通信系統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”。以路線圖中的節點涉及的典型技術理論分析為重點，以信號的傳輸流程為主線，以線帶點，使學生掌握通信系統的宏觀分析思路和微觀分析方法。

在教學初期，首先向學生介紹通信系統的基本概念，核心是讓學生掌握通信的本質——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，系統闡述數字通信模型如何體現通信的本質以及數字通信系統模型每個節點的知識點在各章的分配。

在教學過程中，根據信號的傳遞路徑，教師應“順藤摸瓜”，對每個節點進行功能分析，注重強調該節點在數字通信系統中的地位、層次以及關鍵性能和指標。隨著教學的進行，不斷強調或強化學習路線圖，并標明學習進度在路線圖上的體現，重點是強調前后節點之間的內在關系。

在教學后期，教師應不斷闡述各節點存在的必要性以及相互間的邏輯關系，在技術實現的基礎上進一步幫助學生建立數字通信系統的整體概念。例如，信源編碼是保證通信有效性的技術手段，使用的關鍵技術是脈沖編碼調制；信道編碼是保障通信可靠性的技術手段，實現的關鍵技術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系，但實現的方法是相互“矛盾”的，信源編碼通過壓縮消息冗余量實現，信道編碼則通過增加消息冗余量實現，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，強調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，逐步展開典型數字通信技術實現的具體分析。在教學活動中，針對高職學生的特點，對通信技術實現的講解不應貪多求全，而要精選典型技術進行微觀分析，關鍵是激發學生的學習興趣和幫助學生建立數字通信技術的知識體系。具體方法是建立積木式教學模塊，將全課程的數字通信技術實現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，挑選經典技術的實現進行分析，對經典技術堅持目的驅動的教學方式，核心是建立知識體系，充分認識和接受數字通信技術的概念，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。例如，在頻帶傳輸分析中，選擇ASK、FSK、PSK、DPSK等基本的數字調制技術作為必學內容，要求學生掌握這些典型數字調制技術的實現、解調、帶寬分析、畫圖分析和抗噪聲分析等內容。而將多進制調制技術和現代調制技術列入增強模塊，僅進行簡單的介紹，以知識擴展為目的，不做應會要求。

在對典型技術進行微觀分析時，以注重比較研究、概念提煉，避免數學推導和理論復制，應以大量的圖示進行理論知識的詮釋，強調知識的運用。以數字調制方式的帶寬分析為例，將授課重點放在各種調制方式的帶寬圖示比較上，不進行頻域的數學演算；同樣，在噪聲分析中，不引入誤差函數等概念，僅比較各種數字調制方式的抗噪聲能力。關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。前者的優點是有利于教師主導作用的發揮，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揮，不利于激發高職學生的學習積極性。后者的突出優點是有利于激發學生的學習積極性；其缺點是忽視教師主導作用的發揮，不利于系統知識的傳授，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。若采用傳統的以教師為中心的教學模式，顯然無法實現教學目的。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，筆者基于現代網絡教學平臺，將兩種教學模式結合起來，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，以教師的專業素養和個人品格強化學生的知識結構和學習態度；另一方面，充分利用網絡教學的特點，基于世界上兩大網絡教學平臺之一的Blackboard建立完整的虛擬教學課堂，提供課下網絡教學資源，建立自主教學環境，加強教學互動，及時進行師生間的雙向反饋，調動學生的學習積極性，培養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，改革實踐教學體系

《數字通信原理》是一門實踐性很強的課程，對于高職院校學生來說，加強他們技能培養的途徑是建立一套完善的課程實踐教學體系。《數字通信原理》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的感性認識、培養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有實驗平臺上對相關理論的正確性進行驗證，目的是鞏固和加深學生對相關理論知識的理解；仿真設計實驗是在驗證性實驗的基礎上，在相關通信技術原理的指導下，以通信系統仿真軟件（如System View等）為平臺進行通信系統的設計和驗證；創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項目的開發，項目可以是創新的，也可以是現有的，一般與各類電子競賽相聯系。尤其是System View通過模塊搭建進行通信系統的設計，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實際通信系統的仿真實驗，并能將結果下載到FPGA芯片中得到實際的產品，對于激發高職學生的學習興趣、培養高職學生的實際動手能力、加強高職學生的專業思想具有重大意義。

（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”，組內其他學生進行輔助工作。

在項目選擇上，要求完成數字通信系統模型中的基本“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負責，如安排實驗內容討論、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，以達到培養和提高學生的組織能力、思維能力和創造能力的目的。

（三）改革考核方式，建立新的實驗評價標準

《數字通信原理》課程的實驗教學分為兩個模塊，即課內實驗和期末集中實訓（或課程設計）。傳統教學中，課內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容，不利于實驗課程的改革，應采取將課內實驗和期末集中實訓（或課程設計）統一為一門課程的考核方式。

具體的考核內容可覆蓋實驗表現、實驗報告和成果、實驗難度等方面，建立完整的《數字通信原理》實驗考核評價體系，體現“強調過程，重視結果”的考核思想。“強調過程”體現在對實驗表現的評價占據整個實驗成績的60%，引導學生重視崗位能力、團隊精神、專業素養的培養；“重視結果”體現在對實驗結果的分析、討論上，而不在對錯上，關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《數字通信原理》的教學帶來很大挑戰，本文提出，在教學內容上，以線帶點構建模塊化教學，降低理論難度，強調系統概念的建立和典型技術的分析；在教學模式上，結合以教師為中心的教學模式和以學生為中心的教學模式的優點，以網絡教學手段為平臺，強化師生的互動；在實踐教學上，構建驗證性實驗、仿真設計實驗和創新性實驗層層遞進的實踐教學體系，改革實驗組織形式，建立新的評價體系。在教學實踐中，這些方面的改革取得了良好的教學效果，學生在市、省、國家各級比賽中取得了優異成績，畢業后受到用人單位的一致好評。

參考文獻：

[1]任德齊，等.現代通信技術[M].北京：機械工業出版社，2003.

[2]何克抗.關于網絡教學模式與傳統教學模式的思考[J].電化教學研究，1997，（3）.