工程教育背景下通信系統(tǒng)教學(xué)改革

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摘要：工程教育認(rèn)證要求“以學(xué)生為中心，以教師為輔助，以能力培養(yǎng)為主線，以素質(zhì)教育為目標(biāo)”，培養(yǎng)學(xué)生具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，論文是在此背景下對(duì)通信系統(tǒng)仿真的教學(xué)方法和手段進(jìn)行研究和改革，進(jìn)一步培養(yǎng)具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力的高素質(zhì)本科生，提高教育質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：工程教育認(rèn)證；通信系統(tǒng)；仿真

一、工程認(rèn)證的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

2013年6月，國(guó)際工程聯(lián)盟大會(huì)正式接納我國(guó)加入《華盛頓協(xié)議》，成為該協(xié)議的預(yù)備會(huì)員，2016年6月，我國(guó)正式成為會(huì)員。工程教育認(rèn)證是指專業(yè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)以《華盛頓協(xié)議》為基礎(chǔ)，由中國(guó)教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)制定的通用標(biāo)準(zhǔn)和專業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，針對(duì)高校教育機(jī)構(gòu)開設(shè)的工程類專業(yè)教育實(shí)施的專門性認(rèn)證。工程教育專業(yè)認(rèn)證是保證教育質(zhì)量的重要手段。工程教育認(rèn)證中，我國(guó)制定了通用的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)專業(yè)的不同制定了各專業(yè)的補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)。工程教育認(rèn)證辦學(xué)的宗旨為“培養(yǎng)學(xué)生能力”，驗(yàn)證手段為“學(xué)生學(xué)到了什么”，辦學(xué)效果以大多數(shù)受教育者達(dá)成的質(zhì)量水平為證明。通信系統(tǒng)仿真就是培養(yǎng)學(xué)生通過實(shí)踐，使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，更加熟練地掌握通信系統(tǒng)的理論、系統(tǒng)構(gòu)成和設(shè)計(jì)計(jì)算方法，按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力。

二、課程改革的目的及意義

工程教育認(rèn)證要求“以學(xué)生為中心，以教師為輔助，以能力培養(yǎng)為主線，以素質(zhì)教育為目標(biāo)”，工程認(rèn)證要求在實(shí)踐方面：1.培養(yǎng)學(xué)生具有基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)復(fù)雜工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論的能力。2.能夠針對(duì)復(fù)雜工程問題，開發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，包括對(duì)復(fù)雜工程問題的預(yù)測(cè)與模擬，并能夠理解其局限性。本課程實(shí)踐性很強(qiáng)，是對(duì)通信原理課程學(xué)習(xí)的有力的補(bǔ)充。能夠通過仿真更加直觀和形象地理解和驗(yàn)證通信原理中復(fù)雜的、抽象的信號(hào)產(chǎn)生和傳輸原理，本課程的仿真基于MATLAB軟件。通信系統(tǒng)仿真可以采用編寫M文件的方式，也可以采用Matlab中的simulink可視化仿真工具，搭建仿真模塊實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)分析與仿真。由于通信類課程的主要特點(diǎn)是理論性比較強(qiáng)，原理公式推導(dǎo)比較復(fù)雜，概念比較抽象，具有一定的難度，傳統(tǒng)的內(nèi)容多，新技術(shù)新方法少，課程重理論，輕實(shí)踐。教學(xué)缺乏實(shí)際的項(xiàng)目背景，過多的理論陷入說教，學(xué)生缺乏興趣和動(dòng)力[1]。所以傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)仿真課程并不能達(dá)到理想的仿真效果。所以，結(jié)合工程教育的背景對(duì)畢業(yè)生的要求，通信系統(tǒng)仿真教學(xué)的改革是迫在眉睫的必須完成的任務(wù)。

三、課程改革的方案

（一）將傳統(tǒng)教學(xué)與現(xiàn)代化教學(xué)手段相結(jié)合。結(jié)合板書綜合運(yùn)用多媒體教學(xué)手段，結(jié)合simulink仿真工具，在課堂教學(xué)中通過文字、聲音、圖像、動(dòng)畫燈光多種媒體的有機(jī)結(jié)合和生動(dòng)的表達(dá)，給學(xué)生注入生動(dòng)詳實(shí)的內(nèi)容和信息量例如，再講調(diào)制時(shí)，可以simulink仿真工具，使學(xué)生能夠觀察到調(diào)制過程。同時(shí)可以采用MOOC、翻轉(zhuǎn)課堂、微課的形式，學(xué)生學(xué)習(xí)的靈活性將大大增加，學(xué)生可自主規(guī)劃學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)的節(jié)奏。

（二）增加實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)時(shí)數(shù)，構(gòu)建“3+3”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。根據(jù)工程認(rèn)證的要求構(gòu)建“3+3”的實(shí)踐教學(xué)模式，即3種實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和3個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，3種實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系指專業(yè)認(rèn)知性、課程實(shí)驗(yàn)性和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)三個(gè)類型；3個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容是指將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、提高型實(shí)驗(yàn)和綜合型實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用“模塊化”進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容是指將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)、提高型實(shí)驗(yàn)和綜合型實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次，分級(jí)進(jìn)行，循序漸進(jìn)的[2]。驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)是確保所有學(xué)生按教學(xué)大綱要求都能完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，提高型實(shí)驗(yàn)因材施教，應(yīng)在驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的提高，綜合型實(shí)驗(yàn)是一些有一定綜合和設(shè)計(jì)要求的實(shí)驗(yàn)，可以是一些課程設(shè)計(jì)或者大賽的題目。

（三）采用開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。工程教育認(rèn)證要求學(xué)生具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。特別是在當(dāng)今變化的經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，對(duì)畢業(yè)生具有工程實(shí)踐能力的要求越來越高。開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式就是以培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力為出發(fā)點(diǎn)，通過對(duì)教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變，使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，教師在教中學(xué)，在學(xué)中教，使學(xué)生在做中學(xué)，學(xué)中做，最終達(dá)到教學(xué)相長(zhǎng)的效果。

四、結(jié)語(yǔ)

本課題是在工程教育認(rèn)證背景下的教學(xué)方法和手段的研究和改革，改革后學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力顯著增強(qiáng)，培養(yǎng)具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力的高素質(zhì)本科生，提高教育質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]徐明遠(yuǎn).MATLAB仿真在現(xiàn)代通信中的應(yīng)用[J].西安電子科技大學(xué)出版社,2011.

[2]李建新.現(xiàn)代通信系統(tǒng)分析與仿真—MATLAB通信工具箱[J].西安電子科技大學(xué)出版社,2015.

作者:危厚琴 王家琪  楊永川 單位：北華大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院