導(dǎo)語：通信原理問題式教學(xué)方法研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：“通信原理”是電子信息工程專業(yè)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，針對該課程理論性強、概念抽象難懂的特點，在教學(xué)中采用了問題式教學(xué)法。初步教學(xué)實踐表明,問題式教學(xué)法能夠促使學(xué)生獨立思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)生解決實際問題的能力，使學(xué)生在與教師思辨、探討的互動氛圍中獲得良好的學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：問題式教學(xué)；通信原理；教學(xué)難點

“通信原理”是電子信息工程專業(yè)的必修課，它的先修課程是“信號與系統(tǒng)”“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”，后續(xù)課程是“信息理論與編碼”“通信電子線路”等，在基礎(chǔ)課程的教學(xué)中起著承上啟下的作用。本課程涉及公式定理較多，推導(dǎo)過程繁瑣，且比較難于和實際相結(jié)合，相對枯燥的理論知識讓大部分學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣不大，缺少積極性和主動性，使課堂教學(xué)存在著一定的難度。針對課程特點，筆者在教學(xué)中采用了問題式教學(xué)法，使學(xué)生最大程度地掌握課程重點和難點，教學(xué)效果顯著。問題式教學(xué)法從教學(xué)目的出發(fā)，在課前圍繞教學(xué)內(nèi)容提問，當問題被解決了，教學(xué)難點就迎刃而解了。教師應(yīng)盡量做到提問有針對性，新穎有趣，以此激發(fā)學(xué)生的探究欲望，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。問題式教學(xué)法教學(xué)設(shè)計流程如圖1所示。下面將以“通信原理”課程中的幾個教學(xué)難點為例，介紹問題式教學(xué)法在本課程中的應(yīng)用。

一、啟發(fā)式提問

有效的提問方式是一門藝術(shù)，它不是下達命令或者布置任務(wù)，而是盡量聯(lián)系實際形成問題的情境，引導(dǎo)學(xué)生主動思考，積極解決問題。若問題生僻無趣，學(xué)生不感興趣，那么接下來的討論也將無法開展，所以問題的引出非常關(guān)鍵。接下來以教學(xué)中的幾個知識難點為例進行說明。比如，信道是課程中的一個教學(xué)難點，課前可以引導(dǎo)學(xué)生去思考：為何在一些大型建筑物附近、電梯或地下室里手機信號通常不好？在看新聞聯(lián)播時，主持人與駐外記者視頻通話時為何會有2秒左右的延遲？電視信號不好時圖像失真是由什么原因引起的？以上都是和實際生活特別貼近的問題，很容易刺激學(xué)生的求知欲。帶著這些問題，學(xué)生去查閱資料后就可以了解到：以上問題都和電磁波的傳播特性密切相關(guān)，而電磁波傳播的通道就是無線信道。接下來學(xué)生會有興趣去了解產(chǎn)生這些問題的原因，變被動學(xué)習(xí)為主動。而對于信道容量這個知識難點，可以提出這樣的問題：信道容量公式的典型應(yīng)用就是擴頻通信，早期的軍事通信一般采用擴頻通信，軍事通信最大的特點是需要很高的保密性，那么這個保密性如何用信道容量公式去解釋？提到軍事通信通常很容易讓人聯(lián)想到截獲信息、破譯密碼等帶有一定神秘色彩的詞語，會讓學(xué)生不自主地想要去探究這其中的內(nèi)在聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。再比如，對于無碼間串擾的頻域條件這個知識難點，可以先舉例再提出問題：城市繁忙的十字路口需要制定相應(yīng)的交通規(guī)則，遵守這個規(guī)則，車輛就可以不互相干擾，順利通過路口。在通信系統(tǒng)中，若想消除碼間串擾，對系統(tǒng)的傳輸函數(shù)也要有一定的要求，只要符合這個要求，數(shù)字基帶信號通過這個系統(tǒng)就將不存在碼間串擾，這個道理和交通路口的例子在本質(zhì)上大同小異。那么系統(tǒng)的傳輸函數(shù)需要滿足什么樣的條件？此條件就是無碼間串擾的頻域條件。和實際生活貼近的例子讓學(xué)生更容易接受相對枯燥的理論知識，帶著問題去預(yù)習(xí)，學(xué)習(xí)效果將事半功倍。

二、互動式討論

互動式討論是在平等交流的基礎(chǔ)上，讓不同的觀點碰撞交融，從而激發(fā)學(xué)生的探索和求知欲。提出問題后，一定讓學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)對問題有一個初步的了解，如果學(xué)生對問題不熟悉，互動將難以開展。在課堂上的互動環(huán)節(jié)，學(xué)生可以各抒己見，通過交換觀點、小組辯論、互相提問，甚至是向老師提問的方式，在互動中尋找最優(yōu)答案，從而達到開闊思路、熟悉教學(xué)內(nèi)容的目的。比如學(xué)生經(jīng)過查閱資料、互動討論后得出結(jié)論，大型建筑物附近手機信號不好的原因是建筑物的材料對電磁波有很大衰減作用。教師此時應(yīng)給出正確的建議和評價，適時適當?shù)匾龑?dǎo)，告訴學(xué)生這是導(dǎo)致信號不好的一個因素，另外以地波方式傳播的電磁波波長較長，具有很強的繞射能力，繞過障礙物傳播了，就是說以繞射方式傳播的信號接收不到了，這也是一個原因。另外電磁波的傳播和頻率距離、地形地貌、發(fā)射功率、天線仰角，甚至是白天黑夜等很多因素有關(guān)，給學(xué)生的討論內(nèi)容提供了更多的素材。教師可以列舉生活中的實例，如講一講手機通信中盲區(qū)形成的原因，在夜晚聽收音機為何能聽到白天接收不到的遠距離電臺等，這些普遍現(xiàn)象可以用所學(xué)理論知識去解釋，讓學(xué)生感受到學(xué)以致用的樂趣。課堂上，氣氛活躍的互動方式能夠讓學(xué)生印象深刻，使所學(xué)知識變得生動形象，并且記憶深刻。

三、歸納式總結(jié)

為使學(xué)生對課堂內(nèi)容有完整的印象，討論結(jié)束后的總結(jié)是非常重要的。教師應(yīng)用準確精練的語言或圖表等，對課堂內(nèi)容進行歸納總結(jié)，概括知識主線，強化重點難點，讓課堂內(nèi)容條理分明，幫助學(xué)生完全接受新的知識。有些知識點的總結(jié)也可以運用生動的類比去加深學(xué)生的記憶。比如對于調(diào)制的理解，可以給學(xué)生概括為：調(diào)制過程就好像用貨車裝載貨物一樣，貨物相當于原始信號，貨車相當于載波，用貨車去承載運輸貨物才能夠到達目的地。而調(diào)制就是將原始低頻信號，用載波去承載，變換成高頻信號，然后才能送到信道中傳輸。而相應(yīng)接收端解調(diào)的過程是把信號由高頻再變換回低頻的過程，好比到達目的地將貨物從貨車上卸下來一樣。當學(xué)生對知識理解透徹了，總結(jié)也可以由學(xué)生來做，然后由教師進行補充和完善，這個過程可以給學(xué)生更多思考和鍛煉的空間，讓學(xué)生積極參與到教學(xué)中，往往會有意想不到的收獲。

四、延伸式擴展

此外，教師還可以將教學(xué)內(nèi)容延伸擴展，增加相關(guān)的應(yīng)用性內(nèi)容，開闊學(xué)生的視野。以無碼間串擾的頻域條件這個知識難點為例，在通過設(shè)置問題、互動討論的方式熟悉奈奎斯特第一準則后，為了讓學(xué)生對系統(tǒng)傳輸函數(shù)的切割、平移、疊加的物理意義有更深層次的理解，可以對學(xué)生進行擴展式提問。有些系統(tǒng)的傳輸函數(shù)形成等效理想低通特性的切割方法不唯一，那就決定了在這樣的系統(tǒng)中實現(xiàn)無碼間串擾的傳輸速率也不唯一，那么這些傳碼率之間有怎樣的關(guān)系？下面以傳輸函數(shù)為理想低通特性的基帶傳輸系統(tǒng)為例，如圖所示：圖3切割方法二圖2切割角頻率間隔最大只有一段，根據(jù)奈奎斯特第一準則，它對應(yīng)無碼間串擾的最大傳碼率為4fB。圖3切割角頻率間隔為4π/TB，3段平移疊加后為等效理想低通特性，它對應(yīng)傳碼率為2fB，不是最大傳碼率，但是以這個速率傳輸也可以做到無碼間串擾。此時教師可以進一步提出問題：還有其他的切割方法嗎？接下來可以讓學(xué)生自由討論，通過前面的知識鋪墊，很多學(xué)生都能做到觸類旁通、舉一反三，這種直觀的圖形變換方式對于大部分學(xué)生來說都比較容易接受，學(xué)生討論后會發(fā)現(xiàn)：以角頻率間隔2π/TB切割，共有5段，平移疊加后可以形成理想低通特性，而傳輸速率為fB也可以做到無碼間串擾。通過以上分析可以引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：當實際系統(tǒng)傳碼率RB和最大傳碼率RBmax之間滿足RBmax=nRB即可實現(xiàn)無碼間串擾。以上過程教師和學(xué)生可以在圖形變換、反復(fù)驗證的樂趣中將本節(jié)知識難點完全消化吸收?？菰锏睦碚撝R變得形象化、立體化，且便于記憶。

實踐表明，對于通信原理這樣理論性強的課程，問題式教學(xué)法尤為適用。問題式教學(xué)法通過教師設(shè)置的問題情境，引導(dǎo)學(xué)生去分析實際中存在的事實或現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生去探索、比較、對照，并獨立做出分析和判斷，通過討論尋求解釋現(xiàn)象的途徑和方法，培養(yǎng)學(xué)生獨立自主學(xué)習(xí)的能力和辯證思維的能力，將理論知識更多地和實際聯(lián)系起來。與此同時，教師在和學(xué)生的互動過程中也提高了專業(yè)技能和教學(xué)水平，真正做到了共同進步、教學(xué)相長。

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作者:梁清梅 索麗敏 單位:黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)