无线通信技术课堂教学论文

2022-04-17

写论文没有思路的时候,经常查阅一些论文范文,小编为此精心准备了《无线通信技术课堂教学论文(精选3篇)》,希望对大家有所帮助。摘要:基于网络信息技术的课程教学以及研究性教学是近几年来我国教育研究关注的热点之一。疫情期间,将在线平台和教学相结合,实现在线教学互动,师生互助学习结合,成为一种新颖而有力的教学手段。本文对《宽带无线通信技术》传统的课程教学方式进行了分析,基于腾讯课堂实现在线教学,利用投票和开放性课题作业提高了学生学习的兴趣和自主研发的能力。

无线通信技术课堂教学论文 篇1:

无线传屏技术优化课堂教学的应用探析

摘要:随着无线通信技术的飞速发展,无线网络环境下多媒体信息的传送技术日臻成熟。本文主要采用案例研究法、经验总结法和文献法探究课堂教学中无线传屏技术的应用实践,并提供了PBL学习中的应用范例。

关键词:无线传屏;优化;PBL

无线传屏技术剖析

1.硬件环境配置

无线传屏是相对于有线传屏而言的,有线传屏是通过数据线将源设备端与输出设备端相连,从而实现将源设备信息在输出设备上演示,如图1所示。

这是当前大多数设备的连接方式,源设备端主要是笔记本电脑、智能手机、平板电脑、台式电脑等,输出设备端则是电视机、投影仪、交互式电子白板等演示工具,两者之间通过传输数据线连接,实现屏幕镜像的传送。

无线传屏则省去了传输线路这部分物理构件,改用无线信号传输,如图2所示。

与有线传屏不一样的是源设备端和输出设备端需要支持无线传输和发送,一般智能手机和笔记本电脑都配备有无线网卡,支持该项功能。对于输出端而言,现在的智能移动设备一般都支持WiFi,若没有无线支持设备,则需加装无线多屏互动传输器(如iPazzPort Cast等),源设备和输出设备在预装了发射端和接收端软件的情况下,可以随时切换身份,从而方便设备使用者的交互。源设备与输出设备之间通过无线信号实现传输,常用的无线传输有红外线、蓝牙、WiFi三种。其中,红外传输抗干扰能力强,但有方向性,不能跨越障碍物,设备移动时常导致传输中断;蓝牙通信技术标准当前还不够成熟,传输速率一般只能在1Mbps以内,传输距离也限制在10米以内,使用过程中受到诸多限制;无线传输协议IEEE 802.11b传输速度为11Mbps,IEEE 802.11g传送速度可以达到54Mbps,IEEE 802.11n不但能实现802.11n向前后兼容,而且可以实现WLAN与无线广域网络的结合,速度可以提高到300~600Mbps,所以使用WiFi完全可以满足当前课堂教学信息传送的要求。

2.软件环境配置

当前有很多品牌的智能电视机都支持无线传屏技术,如海信、长虹等,并且有与之相匹配的传屏软件。我们在源设备端和输出设备端安装相应的发射端软件和接收端软件就可以将源设备端当前的操作内容即时同步到输出设备端,包含声音、视频、图像、动画等多媒体内容。无需穿孔布线,可以随时布置教学场景,并且终端可以在有效范围内随意移动,教学环境更加自由灵活。

运用移动设备实现无线传屏会随着操作系统不同而有所区别,苹果iOS系统下,只需在输出端安装匹配系统的airplay,就可以直接用iPhone、iPad等实现无缝连接;安卓系统下,有很多无线传屏相关应用下载,如我们可以通过在源设备端安装发射端应用mirrorOP Sender,输出端安装mirrorOP Receiver的方式来实现,该软件现在发射端支持的平台有Windwos、MAC、Android、iOS、BlackBerry等,接收端支持Windows、iOS、Android等。

无线传屏技术有效地综合了源设备信息处理能力强和输出设备视听效果优越两方面的优势,当前已应用于商务演示、无线会议和家庭娱乐等方面,在教学领域应用得还不广泛。

无线传屏技术运用于课堂教学的优势

当前主要有四种多媒体学习环境:简易多媒体教学环境(计算机+演示设备或计算机+演示设备+实物展示台)、交互式多媒体教学环境(交互式触摸电视或计算机+交互式电子白板)、多媒体网络教学环境(交互式多媒体教学环境+上网本或交互式多媒体教学环境+iPad)和移动学习环境(智能手机或平板电脑)。随着信息化的不断推进,时下,大多数学校都是基于简易多媒体教学环境和交互式多媒体教学环境开展教学的,在这种环境下,教师通常会被这些问题困扰:①教师或学生的演示过程无法照顾到全体学生,并且无法全程记录。②学生在学习过程遇到的问题无法真实再现,只能借助教师的口头陈述。③生生之间的展示交互往往要移动座位才能实现,既浪费了学习时间,又扰乱了正常的教学秩序。④学习成果呈现借助太多实体工具,增加了教学成本。

无线传屏技术为有上述困扰的教师提供了非常经济实用的解决途径,教师只要在移动设备和演示设备上安装传屏软件,就能顺利地完成屏幕镜像的实时传送,声画能真实呈现。运用无线传屏技术优化课堂教学有如下优势:

①过程演示更加灵活方便,并能记录保存。教师在教学中做演示操作时更加灵活,如理化生学科教师做演示实验时,不再局限于狭窄的讲台,他可以在教室的任意合适位置做实验,借助智能设备多角度地追踪实验过程,即时呈现给学生,如果有必要还可以将整个过程记录下来,方便课中、课后多次观看。

②真实再现学生学习过程中遇到的问题。学生在课堂练习时若出现典型的需要集中解惑的问题,教师可以实时记录,让问题情境再现。

③实时监控记录学生行为。据相关研究分析,在学习过程中,学生的动机激发后往往只能维持8到10分钟,之后出现松懈情绪,这时教师需要采取一定的措施维持学生的学习动机,无线传屏技术可以作为教师课堂管理的辅助工具,再现一些典型的行为加以鼓励和引导。

④方便课堂上师生、生生交互。课堂上,学生遇到问题,可以通过拍照、录音或录像的形式及时地将问题传送给教师或同学,获取帮助;而教师也可以针对学生的个体差异将一些材料呈现给相应的学生。

⑤学习成果呈现更便捷。当前环境下,学生学习成果的呈现是一个棘手的问题。教师竞赛课上,经常看到老师们准备了白板纸、水彩笔、图钉、透明胶等工具,不仅无端地增加了教学成本,耗费了大量的准备时间,而且呈现效果还不好。而运用无线传屏技术,学生只需将设计方案、解题步骤等撰写在普通的草稿纸上,教师就可以随时随地呈现给全班学生,低廉而高效。

⑥减少了繁琐的设备连接工作,操作更加简单。运用无线传屏技术,特别是在源设备与输出设备都支持无线WiFi的情况下,教师通过传屏软件就可以实现屏幕镜像,减少了多媒体演示环境搭建过程中繁琐的设备连接工作,省去了挖孔布线的麻烦,使用多媒体更加简单,从而解放了教师,使他们能更专注于课堂教学。

课堂教学中的典型应用模型

教师根据教学设计的需求,可以灵活地搭建多种基于移动互联的多媒体环境。

在以教师为中心的讲授型课堂上,教师可以搭建演示为主的环境,可以考虑以下组合:①移动设备+支持WiFi的交互式触摸电视(支持WiFi的投影输出设备)。②移动设备+笔记本电脑+输出设备(电视机、投影、交互式电子白板等)。

如果输出设备支持WiFi,这是最理想的硬件环境配置,在这种条件下,我们可以采用方案①,图3所示的是有中间设备的环境。

如输出设备不支持WiFi,可以考虑方案②,在移动设备和输出设备之间增加笔记本电脑,笔记本电脑和输出设备之间的传输线路通过HDMI连接或是通过音频线、VGA线连接,如图4所示。

在以学生为中心的课堂上,教师可以考虑增加移动设备的数量,给学生充分展示自我的窗口,如图5所示。

无线传屏技术应用范例

运用无线传屏技术,在移动互联网络环境下,教师的教学设计和教学组织更加灵活,教师可以根据自己的教学需求,运用无线传屏技术优化教学环节。

在强调自主、探究、合作的新课程理念下,教师的角色转化为学生学习的促进者和引导者。如何激发学生的学习热情,及时呈现学生的新奇想法,鼓励学生积极表达,成为教师关注的焦点。在新课程理念下,课堂教学的组织相对于传统教学增大了难度,如何对课堂行为进行观察记录并及时展示学生的学习成果,也成为棘手的问题,无线传屏技术可以有效地解决学生成果的呈现问题,同时也可以将学生讨论时萌生的初步设想通过录制视频,在合适的时机展示呈现。基于问题的学习(Problem-based Learning,简称PBL)[1][2]是深度学习的一种形式,它最早起源于20世纪50年代的医学教育领域,是基于建构主义课堂的一种常见思路,契合当前的教育理念,具有以下特点:①强调以学生为中心,以学生的主动学习为主;②学习内容与任务或问题挂钩,强调以问题解决为中心;③强调问题情境的真实性;④鼓励学生自主探究和争论,注重交流与合作;⑤鼓励学生对学习内容和过程进行反思;⑥教师的角色是指导认知学习技巧的教练。

在上页表中,笔者根据PBL的设计流程呈现了无线传屏技术的应用方式。

结语

无线传屏技术解决了低成本随机展示和课堂观察记录问题,教师只要应用得当,就会对课堂教学的优化起到一定的作用,但是要实现其功能最大化,还需要教师和管理者不断地更新观念,以开放的心态面对新技术,制定符合信息时代要求的学生能力评价标准,促进学生学习方式的根本转变。

作者:曾召文

无线通信技术课堂教学论文 篇2:

基于腾讯课堂的《宽带无线通信技术》在线研究性教学

摘要:基于网络信息技术的课程教学以及研究性教学是近几年来我国教育研究关注的热点之一。疫情期间,将在线平台和教学相结合,实现在线教学互动,师生互助学习结合,成为一种新颖而有力的教学手段。本文对《宽带无线通信技术》传统的课程教学方式进行了分析,基于腾讯课堂实现在线教学,利用投票和开放性课题作业提高了学生学习的兴趣和自主研发的能力。最后,教学实践证明了新型教学方法的有效性。

关键词:网络信息技术;移动通信;教学

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

1 引言

宽带无线通信是指以宽带信号为载体进行通信的系统,包括无线局域网(WLAN)、4G、5G、UWB以及多种定位和个域网系统。上述宽带无线通信不仅可以实现短消息、图文等多媒体数据的传输,还可以实现无线定位、个域网连接和物联等功能。目前,宽带无线通信已经涵盖生活中的各个领域,并发展得到了各种不同的系统应用,如WLAN、宽带蜂窝移动通信、UWB室内定位、宽带卫星通信等。

实际应用中,宽带无线通信系统与我们的生活息息相关。不同宽带无线通信系统的信号传输和复用技术通常有所区别,网络配置算法、协议体系结构以及接人方式等也都存在互异特性,无线传输特征和网络架构也复杂多变。仅对移动通信系统进行课程教学无法去深入了解不同应用领域的宽带无线系统原理和架构。因此,国内许多本科院校都专门设置了《宽带无线通信》课程学习,对不同应用背景下宽带无线通信系统的基本原理进行介绍,其中包括信號处理流程、通信网络架构以及协议体系。通过该课程的学习,可以使得学生能够基本了解无线传播信道中发射和接收信号的处理流程以及各种系统中,从而为后续其他专业课的学习和工作打下坚实的基础。

然而,课堂教学往往仅针对1-2本参考教材进行讲解,教材中可能存在一些陈旧过时的内容,无法体现现代快速发展的多领域应用的最新进展。此外,教师讲学生听的模式下,学生吸收知识较为被动,对教材内容理解可能存在偏差或者浮于表面的现象,也无法培养自主解决问题的能力。

近年来,互联网络的迅速发展将我们的生活带人一个崭新的时代。现实生活中的各个宽带通信系统都在实现或者将实现通信和网络的融合。其中,4G-5G通信的数据传输速率的提升,多网融合技术也使得各种在线教学平台层出不穷,在线教学确实可以落地实现。疫情期间,各大高校封校,线下教学关闭,使得在线教学需求急剧增加。

2 传统课堂教学的问题

2.1 教材内容落后

目前,大部分本科院校采用的教材内容均落后于当前最新技术。教材中介绍的蜂窝移动通信技术基础主要章节还依然基于第2代和第3代蜂窝系统技术,内容陈旧,对于现有生活中广泛应用的第4-5代系统介绍不多,关键技术原理没有涉及,与现实生活脱节。卫星通信网络章节中,部分卫星系统和应用已经停止,教材中仍然在做介绍。此外,已经更新的卫星定位系统也没有在教材中做更新。这部分陈旧落后的内容在教学中需要进行选择性的剔除和更新,以适应当前日新月异的技术发展。

2.2 学生兴趣偏离

专业基础课教学大都采用被动的填鸭式理论教学方法。由于专业基础知识理论性较强,文字叙述内容过多,主动性操作少,使得学生对该课程学习的兴趣不高,主观能动性不强。本门课程中,卫星通信以及无线自组织网络架构应用领域较为特殊,远离学生的日常应用。此外,WLAN和物联网章节虽然与生活联系紧密,但是教材中对这些系统地介绍理论性较强,远离学生感兴趣的上网多媒体传输和智能家居等相关内容。即使学生学习,也只能依靠单纯的理论内容联想获得一些理解。上课时,由于不感兴趣,部分同学存在不认真听讲的现象。此外,单纯依靠教材讲解和PPT播放的教学方式,文字内容过多,同一页幻灯片播放时间较短,学生仅能短暂记忆部分考试内容,不容易实现理论基础知识的长期记忆。

2.3 学生主动性低

传统教学中是老师讲理论知识,学生听讲,课后老师提出问题并给出答案。在这个过程中,学生自己主动性较低,并没有动力去自主提出问题,理解问题存在的背景和原因,更不能深入分析一些现象的基本原理以及解决方案。单纯进行课堂教学,课外活动时同学随即会把兴趣转移,即使进行课后作业,也存在抄袭或者随意回答的现象。此外,由于课后作业只是采取简单的问答和计算的形式,学生在短时间回忆上课内容并完成作业后就不再关注课程。由此可见,学生积极性不高,不仅使得课程学习时间受限,还会导致学习不能深入。大部分学生在简单了解了各类系统的基本原理架构后不再花费更多时间去深入研究其中的关键技术。另外,被动性接受知识也会使得记忆不深刻,很容易就会在短时间内忘记。

3 基于腾讯课堂的在线教学

基于上述传统教学弊端,本文在对新型在线教学平台进行研究后,开发基于腾讯课堂的新型《宽带无线通信系统》课程的研究性教学模式,具体方案如下。

3.1《宽带无线通信技术》教学大纲和资源调研

基于网络信息技术进行文献调研,使得教学不再局限于某本教材。集中教师和学生的力量,利用网络搜索引擎寻找并辨别精品教学资料。充分利用各种资源,包括电子教材、教学大纲和网络教学平台,来综合引导学生的主动性,达到寓教于学的目的。最终构建教学大纲如下图1所示。其中包括无线通信网络、无线通信技术基础、无线局域网、无线城域网和蜂窝通信和卫星网络等章节。每个章节的重点内容在大纲的第三排里面总结列出。针对这些内容,在中国大学MOOC(爱课程)、智慧树平台、学堂在线平台和网络搜索引擎上查找了相关精品教学资料,并按照课程相关程度选择了两类精品课程——学堂在线的《宽带无线通信》和中国大学MOOC北邮的《移动通信系统》部分章节。

3.2 按照大纲合理设计课件,结合生活相关主题

在大纲中引入联系生活中实际的内容。对通信信道传输特征,从日常中经常遇到的WIFI连接为例,讨论电磁波传播过程中可能存在的传播方式和损耗。强调日常中无障碍传播为直射、有障碍传播为绕射损耗、粗糙界面为散焦以及无论何种传播方式都存在的损耗。从教材和调研文献中发现损耗与距离的关系,并应用举例和课后开放实验的方式来进行验证。

对第1代一第5代蜂窝移动通信系统章节介绍,可以结合手机的发展历程,从中提取不同时代通信系统的关键技术以及对应的移动终端的改变,进而介绍通信基本原理。第3代移动通信开始引入CDMA多址接人技术,同时代出现了CDMA手机,从而引入不同时代系统中信号的多址接入方式介绍。CDMA中信号理论上正交,实际上多径效应导致额外的时间延迟,导致信号不完全正交和衰减,进而讨论CAMD系统中特有的抗信号衰减和功率控制技术。

在物联网章节介绍中,结合现代生活中比较热门的智能家居进行介绍,引人物联网的几个关键模块。介绍关键模块的功能,以现有比较热门的智能音箱为例,说明关键模块存在的地方,数据传输的无线特征,实现对物联网架构和基本原理的理解。

这样从生活出发,可以吸引学生的兴趣,把注意力集中到实际应用的通信系统,进而引导学生考虑这些系统中实际遇到的问题。实现基础知识原理从应用到理论,再回归到理论的过程。

3.3 基于在线平台的研究性学习

本文定义研究性学习方式为学生在教师的指导下,自主地调研文献和背影知识,对开放性课题进行探讨。经调研和分析后发现问题存在的原因进而解决问题,而不是由教师直接给出结论的学习方式。在《宽带无线通信系统》课程中,如何引导学生实现研究性学习是本文的一个关键问题。在一些重要章节,结合重点难点内容提出几个课题,设计学生分组选择课题,引导学生在课前和课后进行网络调研,对课题的基础知識进行预习和探讨。其中,课题列表如表1所示。上课期间,利用腾讯等平台实现视频实时交流,针对学生的课题分析进行讨论,指出其中的问题所在,进而讲解相关理论基础知识;课后引导学生进行网络调研,验证研究方案并最终解决课题,撰写课题分析报告。经历上述课前到课后的一系列过程,学生从实际完成过程中学习课程中相关原理,不仅学会了自主发现和解决问题的思路,还可以对无线通信系统中的重点知识进行深刻理解和记忆。

3.4 综合考核评价

在研究性学习的基础上,对学生平时成绩和期末成绩进行综合评价。平时成绩中,需要对学生的开放性课题完成情况进行考核,不再单纯地按照考勤和点名进行评价。其中,对学生课题完成报告中的文献调研工作、背景调研、问题分析以及解决方案进行考核。此外,基于QQ群和腾讯课堂进行通知、平时签到和课堂问答互动,对签到和问答计分计次,如图3所示。新考核评价机制实现了本文在线教学设计的初衷,极大程度上开发了学生自主学习、解决问题的能力,解决了线性点名占用时间长和学生回答问题不积极的现象。

经过为期一学期的实践,学生自主解决问题的能力有所发展,不再是单纯的记忆式学习,验证了在线教学方法的有效性。

4 结论

本文对《宽带无线通信技术》传统教学方式进行了分析,指出其中的缺陷。然后,疫情期间,在线下课程受限的前提下,本文设计引入网络信息技术,基于腾讯平台实现新型线上教学和实践。实践结果表明,本文在线教学方法极大程度地提高了学生学习的兴趣并提高了学生自主解决问题的能力,为课程教学的长久发展奠定了基础。

参考文献:

[1]金光,江先亮.无线网络技术教程——原理、应用与实验[M].3版.北京:清华大学出版社,2017.

[2]颜春煌.移动与无线通信[M].北京:清华大学出版社,2017.

[3]汪涛,汪双顶.无线网络技术导论[M].3版.北京:清华大学出版社,2018.

[4]章坚武,移动通信[M].5版.西安:西安电子科技大学出版社,2017.

[5]陈威兵等.移动通信原理[M].北京:清华大学出版社,2016.

[6]孙宇彤.LTE教程:原理与实现[M].北京:电子工业出版社,2014.

【通联编辑:梁书】

作者:王昕 龚清勇

无线通信技术课堂教学论文 篇3:

物联网工程专业的《通信原理》课程教学研究

摘  要:针对物联网工程专业的培养目标及课程体系要求,对《通信原理》课程教学内容的取舍进行了研究,分析了需要增加欧拉公式、傅立叶变换等先修知识以及OFDM、MIMO等无线通信技术讲解的必要性,给出了对传统教学内容进行删减精化的原则;介绍了笔者为激励学生学习改善教学效果,在教学过程中所采用的问题导向式教学法、新的作业布置方式和检查形式以及成绩考核方法的改革等措施。

关键词:通信原理  物联网工程  教学方法

物聯网是以现有通信网络基础,将各种信息传感设备连接起来,能让所有具有独立功能的普通物体实现信息交换和通信的网络[1],通信技术是物联网的核心关键技术之一。普通本科院校的物联网工程专业是培养能系统地掌握物联网相关理论、技术和方法的高级工程技术人才的,因此物联网工程专业的学生所应掌握的知识除传感器技术、射频识别技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术以及相关计算机技术外,还必须掌握通信领域的基本概念和基本原理,因此《通信原理》也就成了物联网络工程专业的必修课程之一。

由于物联网工程专业属于新兴专业,其课程体系和培养方案还处于探索完善阶段,《通信原理》课程的教学一般都是直接借鉴通信工程专业的《通信原理》课,针对物联网工程专业的特点和要求考虑不多,因此无论从课程内容、课时安排、教学方法、实验课设置等,都还存在很多不足之处,为此本文结合笔者多年的教学经验,针对物联网工程专业的特点,对《通信原理》课程的教学进行了初步研究和探索。

1  教学内容的选择

物联网工程专业属于新兴的交叉学科,涉及计算机、电子、通信等多个学科的知识,不可能将各学科的基础课全部直接搬过来开设,因此本课程的必要先修课程《信号分析与处理》、《复变函数》等课程在物联网工程专业并不开设,学生缺少对信号和频谱等概念的深入理解,更不用说傅里叶级数的指数形式、傅立叶变换、卷积运算等相关的知识和理论基础了,而这些知识是学习和掌握通信原理其他内容的基础,因此在讲解其他内容之前,必须花费较多课时来补充讲解这些内容。在讲解这些内容时不可避免地要用到复指数函数、欧拉公式等复变函数中的概念,这些内容也需要随时补充。根据作者在我校的上课经验,仅这部分内容就需要花费10课时左右,同时还需要求同学课下做一定数量的习题。

传统通信原理课程的内容包括通信系统的分类与结构、信息量及其度量、信道与信道容量、模拟调制技术、模拟信号的数字化、数字基带传输、数字调制传输、差错控制编码等内容[2]。这些内容不仅知识点繁多,而且理论性强,数学推导多,在通信类专业中,许多理论推导和分析方法都是教学的重点[3],但物联网工程专业中,对理论推导和分析方面的要求则降低了很多,而且由于课时所限,完全照搬通信类专业的讲法既无必要也不可能,因此对各知识模块的知识点进行了适当裁减就成了必然。

裁剪的原则应该是在保证知识体系相对完整的前提下,着重讲授通信相关的基本概念、基本原理以及与本专业后续专业课程相关的知识点,对一些与后续专业课程无关并且难度较大的知识点则不作讲解。比如各种通信技术的抗噪性能分析,由于物联网工程专业的相关课程并不要求进行噪声分析,学生毕业后的实际工作中一般也只需了解相关技术抗噪性能好坏就足够了,因此这些内容只要求同学熟悉结论,而对具体的分析方法和分析过程则不作要求。对其他知识点所涉及的一些冗长复杂的数学推导和证明过程,除了个别必须要掌握的,也都不做要求,因为过多的数学推导不仅浪费时间,而且还会喧宾夺主,影响大多数学生对知识的理解和掌握,使他们对本课程的学习丧失兴趣和信心。

另外,由于物联网通信大都使用无线通信技术,而传统通信原理教材对无线通信技术的介绍较少,因此还需要补充无线频谱资源的划分与管理、天线技术、无线信道的传输特性以及信号的损耗等内容,除此之外,扩频技术、正交频分复用(OFDM)、MIMO技术、沃尔什码[4]等现代无线通信中经常使用的技术也需要较为详细的讲解。

针对以上教学内容,目前还很难找到一本合适的教材,我们短期采用的方法是自编讲义并指定部分参考书的方法。长远来看,经过反复研究和若干轮的教学实践后编写出适合物联网工程专业的通信原理教材才是根本的解决方法。

2  教学方法改革

《通信原理》课程内容繁杂,覆盖面广,概念抽象,涉及数学公式繁多且推导复杂,按照传统的讲授模式必然是枯燥无味,难以吸引学生的注意力,很容易让学生失去学习兴趣。多数同学往往都是在开课之处还热情饱满,一副一定要学好的架势,但一段时间之后,对本课的兴趣就荡然无存了,不仅丧失了学好本课的信心,个别同学还会对开设本课的必要性提出质疑。为了解决这一问题,除了精心备课,尽量在讲课过程中抓住学生的心理,通过各种方法吸引起他们对知识的兴趣外,还需要对教学方法进行改革。

在教学方法方面,作者主要从以下几个方面进行了改革尝试,并取得了较好的效果。

一是在讲课过程中采用问题导向式教学法[5]。在课堂教学过程中,只有学生积极参与其中、主动思考、能与老师良好互动,才能提高课堂教学的效率。为此,在备课时需要针对每堂课的教学重点和难点,精心设计若干层层递进的问题;讲课时将问题依次抛给学生,留给学生足够的思考时间,并引导学生积极思考,通过讨论、看书等多渠道主动寻求答案。例如在讲信息度量时,可通过以下一系列的问题来引导学生通过思考、看书和讨论来寻求答案:(1)一条消息所包含的信息量I与消息所描述事件发生的概率P(x)有何关系?(2)能否建立一个函数关系描述这种关系?(3)若能建立这样一种函数关系,那么这个函数应该满足那些特性?(4)两个无关的消息x1和x2描述的事件合并后所包含的信息量是否应该是原来各消息的信息量之和?这一特性用前述函数如何描述?(5)有没有满足上述特性的常见数学函数?通过让同学对上述问题逐一思考、查找、回答之后,由老师总结出信息量的定义,让后在通过计算信息量的例题进一步加深对信息量定义的理解。

二是在教学手段上面,借助MATLAB的强大功能,通过编程将抽象的概念和呆板的公式图形化,通过动态调整各不同参数的值获得的不同图形之间的对比,不仅让同学对各参数的意义有一个直观的了解,更能吸引同学的注意力,引起同学的好奇心,有的同学甚至自学MATLAB亲自进行仿真实验。

三是改变作业题的题型和作业检查形式。传统的简答题、计算题和综合题等出题容易,能节省教师的备课成本,但解答这些题目则要求同学有较强的综合分析能力和总结概括能力,需要花费较多的时间和精力,甚至很多同学花费很多时间后仍不会做,为了应付检查就直接抄袭,养成很坏的习惯。为解决这一问题,可将作业题目的布置分成两个阶段。第一阶段,先对各章的知识点做分解细化,设计出各种不同的较为简单的选择题和判断正误题,以此来帮助同学对知识点记忆和理解。由于题目简单,同学容易做对,因此做这种题目的热情较高。另外这种题型也便于在课堂上开展提问、抢答等竞赛活动,以此来提高同学的学习热情。第二阶段,则是精心选择有代表性的简答和综合题目布置,在经过第一阶段的练习之后,同学已基本掌握所学知识,因此做这种题目的难度就会大大降低,抄袭现象也有了很大改观。

四是尝试仿真实验教学。通信原理实验是该课程教学过程的一个重要环节,通过实验不仅能帮助学生加深理解教学内容,提高学生的动手能力,还能提高同学的学习兴趣,唤起学生对本门课程的学习热情。但传统的通信原理实验大都是在实验箱或实验台上进行的,这种实验室建设和管理的成本都比较高,物联网工程专业通常不会建设专门的通信原理实验室,这就给实验课的开始带来了难度。为了解决这一问题,可以引入计算机仿真技术来完成实验。目前通信仿真实验中应用最多的仿真软件是MATLAB[6],它是一款数值计算型科技应用软件,由于其强大的矩阵运算和绘图功能被广泛地应用在通信领域仿真中,目前作者已在课堂上使用MATLAB仿真给同学演示了部分通信实验,并取得了很好的教学效果。下一步我们将进一步研究并制定仿真实验大纲,修订教学计划,增加学生实验内容。

3  成绩考核方法改革

目前《通信原理》课程的成绩构成是平时成绩占30%,期末考试占70%,平时成绩也主要是根据考勤情况及课下作业完成情况确定,由于学生人数较多并且课下作业数量较大,老师很难每次都认真检查批改每位同学的作业,同时很多同学也在不同程度的作业抄袭现象,因此单靠考勤情况和课下作业完成情况并不能准确反映同学真实的平时学习情况。而且,期末考试70%的占比过高,导致许多同学不注重平时学习,只注重期末的突击。为了约束同学的学习行为,真正考查出同学平时的学习情况,必须对成绩考评方式做出改进。

首先是大幅降低期末考试在最终成绩的比重,好使同学更加注重平时的学习,建议期末成绩最多占总成绩的一半,我们采用的是期末占40%,平时成绩则占60%。

其次是增加平时的随堂测验。增加随堂测验的目的主要是为了让每个同学能及时发现自己在近期学习的不足之处,使他们能及时调整学习态度和学习方式,及时查缺补漏,对那些学习不用功的同学也能及时提个醒;同时也能使教师及时了解学生的学习情况,及时针对发现的问题调整教学进度优化教学方法。随堂测验次数不宜过多,大约每5周左右进行一次就可以了,总共也不过2~3次,测验内容主要为近期所学内容。

最后是大幅降低平时考勤和课下作业在最终成绩中所占的比例,建议考勤成绩只要占总成绩的5%就可以了,平时作业不超过总成绩的15%,其余分數则由随堂测验成绩决定。让随堂测验成绩在最终成绩中占比较高可引起同学对随堂测验的足够重视,引导学生及时复习所学内容。

4  结语

本文针对物联网工程专业的特点,结合作者多年的教学经验,从课程特点、课程内容选取、教材选择、实验教学、教学方法等方面对《通信原理》课程的教学进行一些分析和探索,介绍了笔者对课程内容选取和教材选择的观点和做法,以及对实验课开设和教学方法改革等方面的探索和尝试。

参考文献

[1] 赵海霞.物联网关键技术分析与发展探讨[J].中国西部科技,2010(14):25-26.

[2] 曹志刚,钱亚生.现代通信原理[M].北京:清华大学出版社,2008.

[3] 辛以利,李云,谭智诚,等.5G通信发展背景下《通信原理》课程教学的改革与探索[J].教育教学论坛,2019(6):129-130.

[4] 孟瑞敏.物联网工程专业开设《通信原理》课程的教学探讨[J].读与写(教育教学刊),2019(2):30.

[5] 赵明仁,李保臻.论问题导向的教学设计[J].教育理论与实践,2013(23):50-52.

[6] 曹雪虹,杨洁,童莹. Matlab/System View 通信原理实验与系统仿真[M].北京:清华大学出版社,2015.

作者:杨传栋 王志军 范昊 张亮

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