基于“逆向教学设计”的“通信原理”课程改革探究.pdf

2023年1 1 月计算机应用文摘第3 9 卷第2 1 期基于“逆向教学设计”的“通信原理”课程改革探究申紫璇，马逸新，郭明（南京理工大学紫金学院,南京2 1 0 0 0 0)摘要：“通信原理”是电子信息类专业的重要课程，文章将“逆向教学设计”作为理论基础，对该课程的改革展开了探究。其中，针对该课程存在的问题，文章对教学目标、评价标准及教学内容进行了优化，并形成了“目标一评价一标准”三阶段的教学方式。实践证明，该教学方式能够帮助学生增强理论学习与实践能力，对应用型通信专业人才的培养具有参考作用。关键词：通信原理；逆向教学设计；教学改革中图法分类号：G633Research on reform of“communication principle based on(Zijin College,Nanjing University of Science and Technology,Nanjin 210000,China)Abstract:communication principle is an important course for electronic information majors.Thisarticle takes“reverse teaching design as the theoretical basis and explores the reform of this course.Among them,in response to the problems existing in the course,this article has optimized theteaching objectives,evaluation standards,and teaching content,and formed a three-stage teachingprocess of“objective-evaluation-standard.Practice has proven that this teaching method can helpstudents enhance their theoretical learning and practical abilities,and has a reference value for thecultivation of applied communication professionals.Key words:communication principle,reverse teaching design,teaching reform1引言随着通信事业及通信技术的不断发展，社会对通信专业人才的需求变得越发迫切，各高校陆续增设通信工程专业以培养更多的通信专业人才 1 。目前，随着教育改革的不断推进,各高校逐渐将工作重点从“知识教学”转为“学生能力的培养”。目前，从社会需求出发，学生既需要掌握相关通信基础知识和技能,还需要将其应用于实践。对此，教师必须在教学改革的过程中进行精心的教学设计。本文以通信工程专业的“通信原理”课程为例，基于“逆向教学设计”理论展开了教学改革实践，旨在推动应用型通信专业人才的培养。2“逆向教学设计”的概述20世纪8 0 年代,美国教育学家Grant提出了“逆向教学设计”的理论，该理论的核心是“逆向”,要求教育者在制定教育计划时保持与传统教学设计理念相反的思维模式，从而形成“目标一评价一教学”的教学方式 2 ，“逆向教学设计 的整体过程如图1 所示。文献标识码：Areverse teaching designSHEN Zixuan,MA Yixin,GUO Ming明确预期的学习成果确定评估标准支安排教学活动图1“逆向教学设计”的三个阶段“逆向教学设计”要求教学设计以学习结果为起点,首先需明确该课程的最终成果、社会所需人才类型，以及学生就业后的能力及需要解决的工作问题；随后将这些因素作为导向以展开教学设计 3 ；最后根据教学设计确定教学评估标准并进行教学活动安排。应用“逆向教学设计”理论，高校可以有效地完成教学目标，并为通信领域输送具有较高职业素养和综合实践能力的应用型人才。3“通信原理”课程的概况与现状3.1课程内容与定位作为电子信息类专业的重要专业基础课程之一，“通信原理”是通信相关技术的理论基础,其中包含现16代通信的基本原理及较多数学推导 4 。因此该课程具有较强的理论性和系统性；同时,由于其中包含的公式具有独特的物理意义和工程价值，该课程同时具有较强的工程性和实践性。通过对该课程的学习，学生能够了解“如何有效快速可靠地传输信息”，其中主要包含通信和通信系统的基本概念、模拟调制系统、数字基带传输和数字带通传输系统的基本原理和实现方法、数字信号的最佳接收的基本概念，以及信源和信道编码的意义、实现过程与同步等基本知识。该课程旨在为学生打下良好基础，从而使其学习相关专业课，进而使其养成通信思维并为后续的工作做好准备。3.2传统教学的弊端(1)教学模式单一。在传统教学中，教师在课堂中处于主导地位 5 由于“通信原理”课程中包含较多复杂的数学推导,其中涉及高数、信号、物理等多门课程的知识，传统“讲解为主”的教学方式难以调动学生的积极性，容易给学生留下该课程难度大且枯燥的印象。同时，传统教学难以使不同专业课之间建立连接，教师仅专注于讲解课程,学生无法融会贯通相关知识,难以形成更深层次的理解。(2)实验效果不佳。“通信原理”课程的理论性和实践性较强，但其中的实验课程也十分重要。由于部分实验存在前沿性较差等问题 6 】，这些实验无法适应当前通信领域的快速发展,学生难以接触领域中的新兴技术，导致学习效果不佳。此外，学生在实验过程中更重视实验步骤与实验结果,难以深人思考与理解实验原理,其理论与实践之间存在脱节(3)考核方式不完善。传统考核方式将平时成绩和期末考试成绩作为最终评价指标，但部分学生和教师更注重期末考试成绩 7 。“唯考试论”使学生的学习过程浮于表面，他们往往只侧重于“会做题”,无法深人理解课程内容所含的物理含义和实践价值。同时，部分学生采用“考前刷题”的方式来应付考试，这种方式既无法帮助他们掌握课程知识，也无法为其后续的学习奠定理论和实践基础。4基于“逆向教学设计”理论的教学设计和实施作为一种“成果导向、评价优先”的教学设计 8 ，“逆向教学设计”理论既能有效提高“通信原理”课程的教学效果,又能促进学生的学习积极性并培养其实践能力。以“通信原理”课程中的“模拟线性调制系计算机应用文摘统”章节为例,本文围绕“目标一评价一教学”三个阶段对基于“逆向教学设计”理论的教学设计和实施展开了研究。4.1教学目标本文将国防工业出版社出版的通信原理中第五章“模拟线性调制系统”作为教学内容。该章节以线性调制技术的模拟为核心,其中介绍了几种常用的调制与解调技术原理,并对相应的抗噪声性能进行了对比，具体内容如图2 所示。调制的作用和目的调制与解调调制的概念调制的分类AM调幅DSB双边带调制线性调制原理SSB单边带调制模拟线性调制系统VSB残留边带调制解调原理相干解调抗噪声性能包络检波图2“模拟调制线性系统”章节的思维导图结合“模拟线性调制系统”的章节内容及相关的技术应用需求,该章节的教学目标如下：(1)向学生介绍调制技术相关的概念,为其明确调制和解调在通信系统中的意义,使其深人理解第一章“通信系统模型”中的调制与解调模块；（2)使学生通过对调制原理的理论学习及不同调制的仿真实验，设计多种调制模型并区分各种线性调制；（3)使学生通过对解调原理的理论学习及两种解调过程的仿真实验,设计相应的解调模型并将其正确地应用于调制系统中；（4)使学生归纳不同调制解调模型对应的抗噪声性能，并使其能够在不同条件下选择最适用的调制方式。该章节的教学目的在于使学生掌握知识原理并将其应用于实践，从而成为具有独立思考和优秀实践能力的复合型人才。4.2评价标准教学评价是反映教学效果的有效渠道之一，因此评价标准的选取尤为重要。结合“通信原理”课程关于理论性与实践性的要求，本文基于“逆向教学设计”理论,对“通信原理”课程的评价标准展开了研究。其中,主要评估环节包括“雨课堂”随堂练习、期末考试及实验完成情况。（1）“雨课堂”随堂练习。通过引人“雨课堂”线2023年第2 1 期2023 年第 2 1 期上智慧教学方式，教师可以实现线上与线下教学相结合的优质教学模式 9 ,该模式一方面可以提高学生的参与度与积极性,另一方面有助于教师实时了解学生的知识掌握情况，从而灵活调整教学方式。(2)期末考试。作为常用的教学检验手段,期末考试可对学生的知识掌握情况进行全面的检验。为了客观检验学生的知识掌握情况，教师应及时对题库进行更新，设置灵活多样的试题类型，避免出现学生仅通过“刷题”取得良好成绩的不良现象，同时应将通信领域的最新研究成果融人试题,从而考查学生对新兴技术的理解。（3)实验完成情况。实验课程可帮助学生进一步理解通信系统的理论知识，并增强其实践、独立思考及解决问题的能力。在实验验收时，教师不应只验收实验结果,而应关注学生的具体掌握情况。例如，学生是否通过实验正确理解实验原理；在遇到问题时学生是否通过独立思考或小组讨论有效地解决问题；学生能否通过实验理解本专业的价值；学生是否能在毕业后快速地适应工作并服务于社会，这些都是教师需要关注的问题。上述评价标准的选定既能客观反映学生对理论知识的掌握程度,又能检验其实践能力和综合能力。4.3教学内容在安排教学内容时，“逆向教学设计”理论要求教师以完成教学目标为前提，并要求其以教学评价的合格度为参照。依照教学目标与教学评价，本文设计的教学内容如图3 所示。教学目标能够明确调制和解调在整个通信系统中的意义能设计出多种调制模型并区分出各种线性调制能设计出相应的解调模型并可以正确地应用于调制系统中能够在不同的条件下选择出最适用的调制方式图3 教学内容安排计算机应用文摘基于教学目标和教学评价，教师在安排教学内容时需对学生必备的专业知识和技能进行整体考量，从而高效地实现理论知识和应用技能并重的专业技术人才的培养。5结束语针对“通信原理”课程中存在的问题，本文引入“逆向教学设计”理论，围绕“目标一评价一教学”对该课程的教学模式展开了改革探究。实践证明，“逆向教学设计”理论可有效增强学生的学习积极性，帮助其深入理解专业知识及价值。应用该理论，教师可有效培养学生的实践能力和综合能力，并激发其自主思考和学习的兴趣，从而增强其专业竞争力。参考文献：1 尤肖虎，潘志文，高西奇，等.5 G移动通信发展趋势与若干关键技术 J.中国科学（信息科学），2 0 1 4，4 4（5）：5 5 1-563.2叶海龙.逆向教学设计简论 J.当代教育科学，2 0 1 1（4)：23-26.3陈洁.追求理解的逆向教学设计以“牛顿第一定律”教学为例 J.中学物理教学参考,2 0 2 3,5 2(2）：3 3-3 6.4骆文,刘霞.通信原理课程教学改革的探讨J.高等函授学报（自然科学版），2 0 1 2（1）：5 1-5 2+5 4.5庞维国.论学生的自主学习 J.华东师范大学学报（教育科学版）,2 0 0 1,2 0(2):7 8-8 3.6王卫国.虚拟仿真实验教学中心建设思考与建议 J.实验室研究与探索,2 0 1 3,3 2(1 2)：5-8.教学活动7干彬,吴科旭,张明遥，等.大数据背景下数据库应用课程动画演示：通信整体过程项目驱动式教学改革与研究 J.教育界,2 0 1 8（3 2)：9 6-理论讲解：调制解调概念97.公式推导：调制原理8李润洲.指向学科核心素养的教学设计 J.课程.教材.教动画演示：调制过程与调制信号1实验支撑：仿真实现各种调制过程公式推导和模型构建：解调原理实验支撑：仿真实现各种解调过程归纳总结：不同调制模型的抗噪声性能17法,2 0 1 8,3 8(7):3 5-4 0.9王帅国.雨课堂：移动互联网与大数据背景下的智慧教学工具 J.现代教育技术,2 0 1 7(5)：2 6-3 2.作者简介：申紫璇（1 9 9 7 一），硕士，助教，研究方向：信号处理与通信。