面向新时期本科创新人才培养体系的通信原理课程改革与实践.pdf

241 Vol.40,No.1January,2024第 40 卷第 1 期2024 年 1 月IT REPORT0 引言近年来，云南农业大学为深入贯彻落实 2018 年“全国教育大会”和“新时代全国高等学校本科教育工作会议”精神，全面落实“立德树人”根本任务，立足自身优势和特色，坚持高质量发展主线，积极推进多学科融合的新农科、新工科、新文科建设。电子信息工程专业经过多年的建设和发展，入选第三批云南省“双万计划”一流本科专业建设点。一流本科专业建设离不开人才培养质量的持续提升，改革与创新课堂教学就成为很好的切入点1。通信原理作为电子信息工程的专业核心课程，入选了学校第三批“一流课程”的建设认定。新时期，面对教育部对学校的新一轮本科教育教学审核评估，学校作为云南省第一所“已参加过上轮审核评估，且培养学术型人才的高校”的试点高校，提出“立足云南，面向全国，辐射南亚东南亚，服务国家和地方经济社会发展重大需求，服务“三农”，面向新时期本科创新人才培养体系的通信原理课程改革与实践张晋恒，柏孝燚，赵红伟，周兵（云南农业大学，云南昆明650201）摘要：面对新形式下学校的人才培养目标和定位，传统专业课程的教学改革势在必行。为了提高通信原理课程教育教学质量，培养学生的创新能力和终身学习能力，文章从课程改革的背景、面临的问题、课程目标、内容重构，实施策略、评价体系的完善等方面给予阐述，给出一些具体改革措施。学生的评价结果和学科竞赛表现证明，对课程的深入改革和实践取得一定的效果。关键词：通信原理；人才培养；课程改革；创新能力中图分类号：TN911-4文献标志码：A文章编号：1672-4739（2024）01-0241-03Reform and Practice of Communication Principles Curriculum for Undergraduate Innovative Talent Training System in the New EraZHANG Jinheng，BAI Xiaoyi，ZHAO Hongwei，ZHOU Bing（Yunnan Agriculture University,Kunming 650201,China）Abstract：Facing the goal and orientation of talent training in the new situation,the teaching reform of traditional professional courses is imperative.In order to improve the quality of education and teaching in the Communication Principles course,cultivate students innovative ability and lifelong learning ability,this article elaborates on the background of curriculum reform,the problems faced,curriculum objectives,content reconstruction,implementation strategies,and improvement of evaluation systems,and provides some specific reform measures.The evaluation results of students and their performance in subject competitions demonstrate that the in-depth reform and practice of the curriculum have achieved certain results.Keywords：communication principles；talent cultivation；curriculum reform；innovation ability引领云南农业农村现代化新发展方向，建设特色鲜明高水平农业大学。”的办学定位和“培养具有强烈家国情怀和社会责任感，具备宽厚的知识基础、扎实的专业能力、深厚的人文素养，德智体美劳全面发展，富有创新精神和实践能力，适应经济社会和行业发展需要的知农爱农高素质人才。”的人才培养总目标，面对新的人才培养要求，作为专业的核心课程之一的通信原理，如何使学生掌握各种基本通信系统的调制、解调方法以及有效性和可靠性的分析与计算，为其后续学习和研究设计新的通信系统打下坚实的基础2，同时，在知识、能力、素质等方面得到全面发展，成为具有社会责任感、创新精神和实践能力的优秀人才，是亟需研究和解决的问题。1 新时期通信原理课程面临的主要问题1）问题一 如何配合推进我校人才培养的总体目标，辅以工程教育的专业认证要求，使学生养成工程探究素养和科学研究习惯，提高学生解决实际复杂工程问题的能力。2）课程面向学生主体为电子信息工程专业本科三年级学生，如何完成以就业为导向的教学内容分层次和类别的重塑。3）通信技术发展日新月异，思政教育又势在必行，收稿日期：2023-11-28作者简介：张晋恒（1979.12-），男，汉族，云南建水人，硕士，讲师，研究方向：电子信息、智慧农业。基金项目：云南农业大学一流本科课程建设项目（2023YLKC015）242 Vol.40,No.1January,2024第 40 卷第 1 期2024 年 1 月IT REPORT如何及时修订和调整教学内容，完成思政教育的同时，支撑培养目标和毕业要求的达成。2 改革内容和措施2.1 教学目标依托学校总体办学定位，立足培养学术型、创新型人才的总体目标，以及电子信息工程专业人才培养方案的具体要求，结合我校边疆学生的学情特点和课程特点，制定有符合我校实际情况的课程教学目标：1）掌握通信理论的基本概念、基本原理和基本方法，建立通信系统的理念。2）具备对通信系统性能进行定性分析和定量计算的能力。掌握对简单通信系统噪声的分析和计算，有效性和可靠性的定性分析、定量计算的能力。3）掌握信息传输的具体方法和过程。4）了解行业的相关标准和技术协议。通过学习，学生应具备电子信息工程及相关领域的专业知识，并能应用于分析和解决电子信息领域工程问题的能力；能运用工程科学基本原理分析复杂工程问题，以获得有效结论的能力；能综合利用专业知识对设计方案进行优化的能力。2.2 思政目标通信原理课程思政的目标是实现通信技术与思想政治教育的有机融合，使学生在学习专业知识的同时，能够培养良好的道德品质和社会责任感，具体目标是：1）培养学生的爱国主义精神和社会责任感，关注国家和社会的发展，激发他们的爱国热情和公民意识。2）树立正确的价值观和道德观念，诚实守信、尊重他人、团结协作。3）提升学生的文化素养和人文精神，培养文化自觉和文化自信。4）培养学生的创新精神和辩证思维，鼓励学生勇于探索、敢于创新。2.3 知识体系重构基于新形势下课程存在的问题，为完成课程目标达成，需要进行以问题为导向的教学内容重塑，重点在核心知识和基本能力的培养。通信原理课程知识点内容庞杂、宽泛，除了删减部分内容以外，理清课程内在脉络至关重要，通过思维导图，可以让学生轻松找到章、节、知识点之间的关系；其次，针对高年级课程，分析和整理就业方向，针对不同就业需求，提出知识点学习达标要求；针对技术革新，通过教学内容的调整、实践条件的更新，更有效的培养学生的实践创新等能力；思政教育结合课程教学，开展“学生讲思政”等思政案例建设活动。通过教学内容的修订和完善，配合专业课程体系的构建，结合行业需求，形成适合学校学情和具有学校特色的通信原理课程。例如，基于通信技术发展脉络的课程内容重塑：通信基础/模拟通信/模拟信号数字化/数字基带/数字带通。基于问题导向的内容重塑如图所示：图1 问题导向的章节内容重塑（以数字基带传输系统为例）2.4 教学策略多样化2.4.1 总体目标分解课程目标包含教学目标和思政目标，将课程总体目标进行分解，对应到章节形成章节目标。首先明确和细化章节目标，以“数字基带传输系统”章节为例：掌握数字基带信号传输系统的组成、信号特性；能运用码型设计原则分析常用码型；掌握基带信号收到的两种干扰：码间串扰和噪声；码间串扰的概念和产生原因，分析和设计无码间串扰的系统传输特性；误码率分析；掌握两种改善系统性能措施（部分响应技术和时域均衡）的原理和相关计算。在此章节目标基础上，融入思政目标。例如：本章中的“部分响应技术”是利用有规律的“串扰”来解决码间串扰，从而达到占用奈奎斯特带宽并达到奈奎斯特速率的结果，在此节技术教学中，可以融入思政目标 4，培养学生的创新思维和辩证思维。2.4.2 以学生为中心的的课程思政在思政融入中，首先确定课程思政目标，基于课程特点完成教学内容和思政内容的有机融合；制定教学策略，强调学生为中心的交互式教学模式，避免传统课程思政生硬的输入式教学模式，组织开展“学生讲思政”的教学活动，将学生分成小组，由学生发现和提炼课程思政的切入点和内容，制定和设计思政案例，完成 5-8 分钟的思政案例讲授或者视频制作；强调学习成果的评价模式，评价由自我评价和他人评价构成，其中以自我评价为主，完成打分和评价依据、学习体会的撰写。成立评价小组，主要由各组组长和教师组成，评价小组根据学生撰写材料和评价结果，完成对该同学自我评价的认定。该课程思政模式有效拓展了学生的学习思维和学习手段，为了完成视频制作或现场讲授，学生需要通过查阅资料、观看视频、撰写材料、小组讨论等方式获取和组织信息，既体现了专业学习的内容，又培养了学生查阅和归纳各种信息和资料的能力，最终完成“立德树人”的总体目标。2.4.3 以赛促教、以赛促学为了将“以赛促学、以赛促教”应用到课程教学改革中，积极鼓励学生报名参与“全国大学生电子设计竞赛”、“大学生创新训练计划项目”、“全国大学生数学建模竞赛”等与专业课程相关的学科竞赛。其中，“全国大学生电子设计竞赛”是目前中国规模最大、范围最广、影响力最强的电子信息类学科竞赛之一，赛事设置了多样化赛题，通过参赛促进学生工程能力培养质量的提升，推动课程体系和课程内容的改革。统计最近 4 届赛事题目：2017 年E 题（自适应滤波器）、F 题（调幅信号处理实验电路）、H 题（远程幅频特性测试装置）高度相关；2019 年 G 题（双路语音同传的无线收发系统）、E 题（基于互联网的信号何为数字基带信号？基本概念数字基带信号形式？波形码型频率特性它受到哪些干扰码间串扰噪声怎么改善？部分响应系统均衡 243 Vol.40,No.1January,2024第 40 卷第 1 期2024 年 1 月IT REPORT传输系统）高度相关；2021年A题（信号失真度测量装置）、E 题（数字-模拟信号混合传输收发机）高度相关；2023年 D 题（信号调制方式识别与参数估计装置）高度相关，得出该项赛事每届与通信原理课程高度相关的题目1-3题。赛事题目与课程的高度相关性充分激发学生的学习兴趣,使其从被动学习逐渐转变为自主学习,提升课程参与度和学习主动性,达到巩固所学知识并提高综合技能的教学效果,从而提升课程教学质量3。以该项赛事作为引领，积极引导学生参与科学研究与实践创新活动，目前累计获得国家奖及云南省奖50余项，在云南省高校中名列前茅。2.4.4 评价体系综合化传统通信原理课程评价主要由期末考试和平时成绩构成，实验课另独立开设和评价，这就造成通信原理课程理论课评价方式单一，期末卷面占比大，不能客观反映学生学习情况和课程目标的达成度4。通过改革，评价体系依据课程目标和思政目标，确定新的综合评价体系，其构成有：期末卷面、章节练习、思政案例设计、小组讨论、小论文。期末卷面占比不超过60%；思政案例设计、小组讨论、小论文均按照 90-100、75-89、60-74、0-59 四个分数段制定详细评分标准；章节练习通过“智慧树”按章节发放和提交，在线评定成绩。通过以上措施，有效避免了原课程评价方式单一的问题，更多的关注了学生解决的问题和具备的能力，从原来的“考倒学生”变成“考懂学生”5。3 质量评估与反馈3.1 成绩发布和目标达成度情况 通信原理课程教学改革在 2021 年开始实践，通过课程教学改革，学生学习目标明确，完成任务积极主动，改革效果良好6。以下是 2019-2022 年电子信息工程 4 个年级通信原理课程的成绩分布和达成度情况：图 2 得分分布情况图 3 达成度情况从成绩分布看，2019 年和 2020 年的 3 个班成绩分布较为集中，课程区分度不足，2021 年和 2022 年的 2 个班成绩分布范围较之前明显变化，成绩分布有明显区分度，目标达成较为平稳，且有向好趋势。3.2 学科竞赛以“全国大学生电子设计竞赛”为例，通过统计近 5届的参与和获奖情况，往届报名参赛队伍数量一般在 5-8支左右，2023 届的比赛共有 22 支队伍参赛，获省级奖项10 项，参赛队伍数量和获奖队伍数量都较往届赛事有了较大突破，得到省内各兄弟院校的高度认可。学生对“互联网+”、数学建模、创新创业等相关专业赛事也都较以往有了更积极的表现，这些都跟课程积极引入相关内容有密切关系7。4 总结本文首先明确教学目标和思政目标，依托课程目标进行教学内容重构，通过网络课程资源建设，从多角度利用多手段有效解决了课程系统性强、理论性强、物理性强的学习困难问题；配合我校人才培养总目标，结合课程特点，通过实验独立开设和学科竞赛引入，提高了学生的创新实践能力；通过对教学策略进行明细化，从分解课程目标、融入课程思政、完善评价体系等方面入手，实现了分层教学和课程思政，支撑了培养目标和毕业要求的达成。通过课程改革的成果和反馈来看，无论从学生的课程成绩分布、达成度评价，还是从综合创新实践能力的提高来看，均达到预期的改革目标，可以为同类型课程的教学改革提供借鉴。参考文献：1 张健,刘燕,肖庆高.一流专业建设背景下的通信原理多方位教学改革实践J.陕西教育(高教),2023(6):39-41.2孙阳,赵睿.“新工科”建设背景下“通信原理”课程教学改革探讨J.中国林业教育,2019,37(1):67-69.3刘翔,梁斐雯,卢志平,何秋芝.大数据背景下“以赛促学,以赛促教”在统计 学 教学中的应 用研究J.教育观察,2023,12(19):107-110.4范荣,马贝贝,毛鹏荣.“新工科”背景下 通信原理课程教学改革与思政教育探索J.才智,2023(12):21-24.5蒋乐勇,钱 盛 友,邹 孝,叶 云洋.新工科背景下 通信原理“课程思政”教学改革的研究与实践J.中国新通信,2021,23(12):241-242.6曾孝平,颜芳,曾浩.新时期电子信息类工程人才培养模式探索与实践 J.中国大学教学.2023(Z1):11-18.7孙思博,谭琦,张光普,付进,梁国龙.基于“三位一体”育人理念的通信原理课程思政实践J.高教学刊.2022(22):19-22+27.010203040506070020406080100人数占比得分201920201202022021202200.10.20.30.40.50.60.70.80.9目标1目标2目标3目标42019202012020220212022