通信原理课程思政教学改革探索与实践

摘要：高质量全面推进课程思政建设是当下实现全员全程全方位育人的关键。为实现专业课程思政建设在广度、深度、温度等方面的拓展，以通信原理为例，分析课程特点及教学中存在的问题，从课程思政元素与教学内容的融入方面进行探索，并在信息及其度量教学内容中进行实践，保证课堂教学质量与效果。

关键词：通信原理;课程思政;教学改革

中图分类号：G642      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）11-0178-03

1 引言

高校课程思政建设以立德树人为任务，以为党育人、为国育才为目标，在日常教学中充分利用各项教育资源，通过全员、全程、全方位育人，教师期待成为大先生，促进学生全面发展。习近平总书记关于课程思政的指示精神为全面推进课程思政建设提供了根本遵循。通信原理作为电子信息类专业的专业基础课和众多院校研究生入学考试的专业课[1]，在原有教学内容的基础上，各研究者剖析课程特点，从教学目标、教学内容、教学方法等方面进行改革。

2 课程特点

通信原理课程以概率论与数理统计、信号与系统等课程为先导，以通信系统工程为背景，以通信系统模型为主线，以现代数字通信技术为引导，按照“总-分-总”的学习过程，研究发送端、信道、接收端等各模块的相关基础理论、基本原理，学习通信系统的基本概念、系统框架、实现原理及系统评价指标，并在通信技术应用中将各知识点融会贯通。

基于通信原理课程的强理论性、系统性、工程性、实践性等特点，涉及理论知识面广、概念抽象枯燥、数学逻辑繁杂，对学生学习基础、兴趣、方法、实践操作、工程应用能力等要求较高。

3 课程教学中存在的问题

首先，传统的通信原理教学内容与新技术部分脱节，教师授课方式单一，教学过程中往往采用满堂灌的形式[2]，讲授以理论知识、推导公式为主，使得授课过程中学生对所学内容难以获得直观理解，在日常生活中不能学以致用，从而逐渐失去学习兴趣与动力;其次，知识讲授过程中重理论、轻实践等的教学模式，不利于启迪和激发学生的创新思维，阻碍了学生创新意识和实践能力的形成，从而在实践操作等环节中基本完成验证操作，缺乏更高层次的创新提升，在步入工作岗位后很难将所学知识与行业应用联系起来，从而缺少解决实际工程项目的能力;最后，通信原理课程具有很强的技术前沿性与发展性，对主讲教师的专业素养要求较高，但部分教师缺乏工程背景，使得学生缺少工程素养和工程意识的培养过程，造成工程实践能力和解决复杂工程问题能力普遍不强，与企业对人才的需求偏差较大，难以满足当下对应用性强的新工科人才需求;同时学生在现代通信技术迅速更新的当下，很难将抽象原理、实践操作、工程实践三者结合起来应用于通信工程实践中碰到的问题，容易出现学习动力不足，使得通信原理课堂教学预期效果和实际不一致。

4 课程思政改革内容

通信原理教学内容需要在具备先修课程知识的基础上，建立通信中信道模型、求解信道容量、对信号进行时域及频域分析，分析数字基带、频带传输系统性能，对模拟信号进行数字化处理，理解同步在数字通信中的重要性以及数字信号的最佳接收。近年来，随着新技术、新理念的涌现，结合课程特点，对教学内容、授课方式、教学模式和成绩评定方法进行教学改革探索与实践，坚持以学生发展为中心，完成立德树人根本任务，根据人才培养方案和教学大纲，合理优化教学内容，加强课程思政建设，因材施教革新教学模式，使用新型信息化教学工具等措施。课程教学内容从理论分析、工程实践、创新应用三个方面层层递进，研究内容设计以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，立足教学内容巧融思政元素，坚持知识与思维培养相统一，能力与素养训练相统一，技能与修养提升相统一[3]，促进教学目标实现、工程应用能力提升、职业素养达标等培养目标的实现，为社会输出更多的应用型人才。

4.1 基于教学内容深挖思政元素

1） 知识与思维培养相统一。通信原理需将通信知识与实际应用、时政热点、典型人物及事迹等相结合，契合教学内容与思政教育目标，丰富思政教育的内容和载体。通过通信技术发展史凝练出文化自信、民族自信和爱国情怀等思政元素，通过摩尔斯、高斯、香农、高琨、奈奎斯特等科学家事迹提高学生的学习兴趣，培养学生严谨、认真、精益求精、不断改进的科学精神。通过通信过程获取的2020年东京奥运会、2022年北京冬奥会等时事热点，引导学生“学会自豪、学会快乐、学会热爱、学会不屈、学会团结、学会奉献”等当代青年为梦想拼搏的优秀品质，从而实现兴趣提升、知识传授与价值塑造的巧妙结合。

2） 能力与素养训练相统一。大学工程教育需要引导学生将获取的知识内化为知、识、行，知识的内化将学生从书本内容中的概念理解和习题演练逐步转变为学生能力与思维的统一、理论与实践的统一，达到升华认知、迁移知识的目的。以模拟通信系统和数字传输系统开展理论与实践教学，讲解并验证系统有效性、可靠性衡量指标间的折中关系，锻炼学生具备用实践检验真理的意识和钻研创新的时代精神;结合可靠性等指标在实际应用中的体现，了解载人航天技术、北斗卫星导航系统等的研究历程，大量科研人员齐心协作、克服阻碍，谱写了“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”的新时代北斗精神，引导当代青年敢于为梦想拼搏、奋斗，成为知而有识、学而善用的应用型人才。

3） 技能与修养提升相统一。“金课”建设背景下，对课程创新性和挑战度的要求，主要体现在教学内容的前沿技术和时代实践价值，避免教学内容空泛虚化，适当提高教学内容深度广度，培养学生自主学习意识，满足当今社会对终身学习的要求，顺应时代发展，实现专业课程与思政课程教学的协同育人[4]。通过信道容量中香农公式的应用，引导学生体会航天工作者“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的载人航天精神。教师通过数字调制解调技术、数字信号最佳接收、差错控制编码等教学内容，传授学生发现、分析、解决问题的思维方法，引导学生自主查阅资料和动手实践，借助创新实验室、ICT产教融合创新基地等平台，培养学生工程思维、专业应用、职业素养和个人修养的充分融合。立足教学内容巧融思政元素的示例如表1所示。

4.2 初步探索混合式教学模式

课程教学采用线上线下混合式教学，针对授课单元特点，将14 学时的随机过程、模拟通信系统等内容采用线上教学，通过自主方式进行课前线上学习，课中引入翻转课堂、小组讨论等多样化教学手段，教师采取讲故事引导学生思考、研究案例开展讨论等方式融入思政元素，以学生为主体开展研讨，鼓励学生多角度、多思路分析解决问题，提高学生的学习兴趣与积极性;将50 学时的数字通信系统等内容设置为线下教学，通过微视频、PPT课件，使用多媒体和板书结合组织线下教学，课后学生在线完成单元测验、实验报告、作业提交等。如在模拟传输系统的授课中，教师课前在开物云平台发布预习、视频学习资料，布置学习任务、划分学习小组，学生获取任务并向教师反馈预习中存在的问题与难点;课中教师根据反馈信息线下调整授课安排、下发课堂学习任务，分配学生进行翻转课堂或小组讨论等，学生提交课堂学习报告;课后教师发布单元测验，在线批阅作业等，网络辅助平台实时反馈答题情况，便于教师督促学生及时修正错误、掌握重难点内容。

4.3 多平台融合提高创新意识

教师授课过程中充分利用开物云、雨课堂发布教学视频片段、思政教育微视频、课件、讲义、实验指导书，开展多学期的网络辅助教学，补充线上学习资源，同时授课教师进行在线作业批改、测验、辅导答疑和组织小组讨论等。实践教学采用三种方式：一是基于仪器设备开展实际实验，二是利用MATLAB 软件开展仿真实验，三是结合e-Labsim仿真平台设计通信仿真系统。借助仿真平台对典型知识点进行建模与仿真，使学生明白工程设计的应用场合，提高学生自主意识和创新意识。日常教学活动中，教师利用各项课题资源掌握学科发展前沿，教学时融入5G等新型技术丰富教学内容，并夯实自身理论基础;学生通过参与课题激发学习兴趣和提升工程应用能力，通过科研教学有机融合提升学生工程实践的初步能力，加强理论知识的实践应用。

4.4 多样化进行课程成绩评定

与教学方式相辅相成，根据引入翻转课堂、雨课堂、开物云等新型教学方式，考核方式采用“1+N”模式[5]，其中“1”指的是期末考试，“N”侧重考查学生的过程学习，包括预习、考勤、课堂表现、单元测试、实验操作等，一方面可以增加考核的全面性，改善传统考试中束缚教师和学生创造能力发展的状态，避免一考论成败的弊端，另一方面激发学生的学习主动性，有利于学生自主掌握知识和综合能力的提高。多样化考核模块引用校本平台、优质资源等符合当前时代的网络教学辅助工具，学生对改革的参与度、积极性、满意度较好。

5 以“信息及其度量”讲授为例，探索实施课程思政

课程选用张辉等[6]编制、西安电子科技大学出版社出版的《现代通信原理与技术》第四版作为教例，通信原理课程要求主讲教师立足教学内容深入挖掘思政元素，隐性或显性地结合通信相关知识，以润物细无声的方式调动学生的学习积极性，提高教学的有效性。

5.1 教学目标与思政元素融合

教师从为国、为业、为人三个角度考虑本专业学生的培养，把育人的价值内涵内生为专业课程的教学内涵，引导学生树立文化自信和民族自信，增强学好专业知识的创新意识和报效国家的责任使命;激励学生进行科学研究与工程实践，培养学生严谨科学态度、勇敢探索未知、积极追求真理、攀登知识高峰的工匠精神。在教学内容、模式和方法等多方面不断探索持续改进，更好地实现学生在知识、能力、技能、素养等多个方面的教育和提升。

5.2 教学内容与思政元素融合

在信息的特性讲解中，以微课形式播放信息特性，充分结合生活实例，提高学生的课堂专注度，调动学生的学习兴趣;以信息的可分享特性为切入点，引导学生学会信息共享，培养学生的协作能力及爱国情怀，教师在短片后对信息的特性进行补充说明，强调消息中不确定的内容才构成信息，以实例为载体，引导学生将抽象的信息知识具体化、枯燥的计算问题趣味化，便于学生通过理解与计算将前后知识点衔接贯通。在信息的度量讲解中，按照信息量的概念、信息量的度量方法、信息量的计算、MATLAB仿真演示、课堂测验、归纳小结等流程开展教学，促进学生对知识点的吸收、归纳与总结，增强学生对信息量计算的实践印象，实现对获取知识点的拓展与深化。课程思政理念包括以下三个方面：

1） 爱国主义思政教育：在微课中引入2020东京奥运会我国14岁小将全红婵获女子10米跳台冠军并刷新世界纪录的热点新闻，鼓励当代大学生学习中国跳水人“矢志不渝、接续奋斗”的传统精神，强调“爱国不在大小，做好本职工作就是爱国”，增强学生爱国情怀和艰苦奋斗的精神。

2） 工程伦理思政教育：将课程内容与价值观教育相结合，分享萧伯纳对信息共享性的形象比喻，培养学生见贤思齐的品质，具备当今社会对大学生信息素养的要求。

3） 学生创新能力培养：基于课程实际问题开展MATLAB辅助教学任务，将MATLAB科学计算应用到信息量的计算，培养学生的实践能力和创新精神。

5.3 教学方式与思政元素融合

多平台融合，丰富课程资源，多维度激发学生学习动力。有机应用慕课资源，充分结合开物云、雨课堂等平台，进行线上线下混合式教学改革，充分利用省级实验教学示范中心、ICT产教融合创新基地等优势，为培养学生创新思维、提升工程实践和创新能力创造条件。充分考虑通信原理的授课对象，了解学生的知识基础、课程实践经验等，采用视频互动教学、案例教学、微课教学等多种学生喜闻乐见的形式，通过多样化教学方式将思政教学潜移默化地融入各个环节，丰富思政教育的内容和载体。结合课程内容补充通信行业先进技术和发展动态，面向应用，以类比日常生活、烦琐公式趋于简单梳理、抽象理论应用工程实践、课前课后同步线上线下等教学方式，创造良好学习氛围，引导学生自主学习，提高课堂教学效果。多平台辅助教学引导学生理论联系实践，提高学生创新意识与工程思维，并在教学中培养学生树立正确价值观与积极人生观。