研究生“通信原理”课程教学改革与实践

康家方 毛忠阳 王海鹏

摘  要：结合新时代军队院校研究生招生培养政策制度变革，海军航空大学课程组开展了研究生“通信原理”课程的教学改革实践工作，在对课程知识体系重塑的基础上，实施了全研讨式教学的教学改革，取得了较好的效果：学生课堂参与程度和研讨深度得到了提高，对关键技术知识点、整体技术体系和脉络的理解和把握更好，并在一定程度上培養了研究生问题导向的思维方式。

关键词：研究生;通信原理;研讨式教学

中图分类号：G642    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2021）27-0101-03

我国通信事业的飞速发展离不开一代又一代通信人的努力，其中通信相关专业的一届届硕士、博士研究生是通信事业发展的中坚力量，支撑并保持我国通信产业的持续繁荣[1-2]。纵观近几十年来世界通信技术的发展，我国在通信系统集成设计、通信技术产业化等方面取得了巨大的成就，但几乎没有提出过能够形成国际影响力、足以改变通信技术发展进程的技术理论，创新型通信技术人才的培养任重而道远[3-5]。

研究生“通信原理”课程是信息与通信工程一级学科下通信与信息系统二级学科的核心专业基础课程，也是信号与信息处理等其他学科的重要专业课程之一。本科阶段“通信原理”教学侧重于增强学生对基本概念的理解和关键知识点的把握，较难帮助学生形成有深度成体系的认知[6];研究生阶段“通信原理”教学侧重于引导学生对通信理论与技术知识体系的构建，理论深度和认知层次更高。清华大学、东南大学、电子科技大学等高校都开设了此课程，课程名称通常为高等数字通信、现代数字通信、数字通信理论等，总学时40到70不等。虽然课程名称有所不同，但主要教学内容设置基本一致。

近年来，我校研究生“通信原理”课程每年度授课人数通常为3到6人不等，为研讨式教学改革工作的开展提供了契机，课程组开展了小班化研讨式教学改革与实践工作，取得了较好的效果。

一、教学模块设计

（一）课程教材选取

出于对研究生专业英语读写能力训练的考虑，课程教材选用通信领域的国外经典原版英文教材，核心教材包括John G. Proakis的Digital Communications和David Tse等人的Fundamentals of Wireless Communication，同时，将Andrea Goldsmith的Wireless Communications，Joseph Bocuuzzi的Signal Processing for Wireless communications等经典书籍列为课程学习的主要参考书。这些教材和参考书都是业内公认的经典著作，既有理论深度和知识广度，又成体系成脉络，是研究生课程学习及后期从事科学研究不可多得的优秀参考资料。

（二）课程教学内容重塑

教学内容的组织是对通信系统理论技术体系架构的重塑，教学内容安排源于教材但不局限于教材。海军航空大学课程组剔除了模拟传输等明显滞后于现代通信系统发展的内容，精简了随机过程、最佳接收等其他通信相关课程中讲述的内容，将原课程概述改为通信技术理论发展史;将技术理论部分重新组织为基础理论、专项技术和专题三个部分，课程主体内容结构如图1所示。

通信技术理论发展史部分，课程以时间为轴，以麦克斯韦、马可尼、奈奎斯特、香农、维特比等关键人物的关键事件为节点，回顾通信理论和技术的革命性发展演进历程，激发研究生投身通信研究事业的热情，启迪和感召研究生向先辈学习，从事通信基础理论研究，推动基础通信技术理论发展。

基础理论研讨部分主要包括传输信号与信号空间维度、传输信道、信道容量等方面的内容。每一专题安排4到6学时，旨在深化研究生对实信号、复信号、正交信号、信号空间维度、传输信道、带宽以及信道容量等基础理论知识的认知，为后续关键技术和专题研讨内容的学习奠定基础。

关键技术研讨部分主要包括数字调制与解调技术、编译码技术、多载波传输技术、MIMO技术等。其中，编解码技术主要研讨Turbo码和LDPC码，多载波技术部分主要研讨OFDM多载波传输，旨在让研究生理解并掌握现代通信系统的核心关键技术原理，引导研究生逐层深入剖析、解决问题，培养研究生问题导向的思维方式。

专题研讨部分主要包括移动通信关键技术演进，下一代移动通信（5G Beyond）技术新发展、无线（激）光通信，抗干扰通信、通信与测控系统、通信与卫星导航系统等，其中，后三个专题根据研究生具体研究方向和兴趣进行选择性研讨。专题研讨不再是单项关键技术学习讨论，而是从通信系统整体的角度出发，全面、系统地研讨主题所涉及的技术体系以及相互之间的关联，包括传输信道、信号、关键技术演进等方面的内容，着重研讨它们之间的内里关联。

二、教学组织实施与效果

（一）组织形式与实施方式

课程教学全部采用研讨式教学的教学方法，教师是研讨式教学活动的发起者，以具体研讨内容的技术发展脉络为线索，将研讨内容分解为8到10个具体问题，教师在课堂上不断提出问题的同时，引导学生发问、讨论，并在讨论的过程中启发思考解决问题的途径，最终解决问题。研讨内容并不局限于教材和参考书籍，研讨的深度需结合当前技术理论发展程度和教师自身的科研工作实际，力争通过研讨将学生带入通信技术发展的最前沿。学生需根据具体研讨内容，提前查阅并消化吸收相关知识点。

研讨中，教师着重对研究生解决问题思路进行引导，避免繁琐、抽象、生涩的公式推导过程，着重从物理概念、物理现象、物理过程等角度进行剖析并引导学生深入思考、讨论，使学生清晰认识到相关通信技术的物理内涵和科学原理。为锻炼提高学生搜集、整理素材的能力和表达交流能力，教师可根据学生专长选取部分专题由学生主持研讨。但是，为避免学生组织的研讨内容空洞，或研讨深度不足，教师需随时准备对研讨活动进行跟踪干预，把握研讨的总体方向，并适时提出有深度的问题，组织学生进行深入讨论。

（二）教学实施效果

第一，研究生的课堂参与和课下交流程度大幅提高。由于课程教学不再是单项的灌输，而是教师与学生平等的讨论，学生在教师的引导下不断思考、发问，学生的课堂参与程度大大提高。此外，学生还经常在课间休息时间继续讨论，课下则通过微信等渠道随时咨询教师问题，有效调动了学生的积极性、主动性和能动性。

第二，研究生对关键技术知识点、整体技术体系的理解和把握更好。总体来看，研究生对现代通信理论体系的宏观把握更好，对关键知识点的来龙去脉和核心内涵的理解更为透彻，对核心技术的演进发展趋势认识更加清晰。

第三，一定程度上培养了研究生问题导向的思维方式。课程改革将课堂教学转化为课堂科研攻关，教师的角色转变为课题组长或技术负责人，学生的角色转变为团队研究成员，每一专题知识的学习过程变为课题研究与攻关过程。这种教学方式培养了研究生问题导向的思维方式，提高了分析和解决实际问题的能力。

三、总结

7年教学实践表明，研讨式教学在军队研究生小班化教学中取得了较好的效果，研究生的课堂积极性、主动性大大提高，大部分研究生能提出有理论深度、有研究价值的问题和思路。總体来看，研究生对现代通信理论体系的宏观把握更好，对关键知识点的来龙去脉和核心内涵的理解更为透彻，对核心技术的演进发展趋势有了更加清晰的认识。这种研讨式的教学方式培养了学生问题导向的思维方式，增强了学生分析和解决实际问题的能力，激发了学生的创新思维，促进了教学相长。“通信原理”课程小班化研讨式教学改革探索与实践为研究生其他专业课程教学改革提供了一种样例，可供其他专业课程教师参考、改进、实施。

参考文献：

[1] 中国通信学会. 中国通信学科史[M]. 北京：中国科学技术出版社，2010.

[2] 李振. 大国竞争格局下新型举国体制的实践与完善——以中国移动通信产业发展为例[J]. 国家治理，2020（42）：36-40.

[3] 韩文艳，熊永兰，张志强. 美国信息通信产业近20年发展态势分析及启示[J]. 世界科技研究与发展，2021，43（02）：149-168.

[4] 何晨光，孟维晓，赵洪林，等. 基于创新能力培养的一流通信学科研究生教育方法探索与实践——以哈尔滨工业大学电子与信息工程学院为例[J]. 工业和信息化教育，2017（08）：13-17.

[5] 欧先锋，张国云，黎振强，等. 浅谈地方高校研究生创新能力和实践能力培养——以湖南理工学院信息与通信工程学位点为例[J]. 教育现代化，2020，7（36）：56-59.

[6] 王咸鹏，沈重. 一流本科建设背景下高校《通信原理》课程的教学改革与实践研究[J]. 高教学刊，2020（32）：8-11.

（责任编辑：淳洁）