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基于SPOC的《通信原理》课程思政教学模式探索

发布时间:2022/12/20 阅读数:

基于SPOC的《通信原理》课程思政教学模式探索

熊俊,马东堂,赵海涛,魏急波,张晓瀛    

国防科技大学 电子科学学院 (湖南 长沙 410073)

 

[  ]本文通过分析《通信原理》课程的特点,提出拓展教学实践与空间,实行课堂内外、线上线下相结合教学模式。提出了基于SPOC的线上线下混合式教学;进一步将思政政治思想和通信原理基础知识融合,通过引入经典故事和分析国际关系,推动广大学生们树立起社会主义核心价值观,提高学生的爱国主义精神、创新精神和责任担当。

[关键词]通信原理;课程思政;混合式教学模式

[基金项目]国防科技大学教育教学改革课题重点项目、2018年、国防科技大学、基于《通信原理》在线课程的混合式教学模式研究、U2018101

[作者简介]熊俊(1987-),男,江西丰城人,博士,国防科技大学电子科学学院,副研究员,研究方向:现代通信技术;马东堂(1969-),男,安徽灵璧人,博士,国防科技大学电子科学学院,教授,研究方向:现代通信技术;赵海涛(1981-),男,山东昌乐人,博士,国防科技大学电子科学学院,教授,研究方向:现代通信技术。

[中图分类号]G640              [文献标识码]A         [文章编号]              


一、引言

2016年12月7日,习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调:“要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人。”“各类课程与思想政治理论课程同向同行,形成协同效应。”[1, 2]根据习总书记指示,上海市各大高校在全国范围先期开展了“课程思政”工作,引起了强烈反响。“课程思政”是指将各类课程与思想政治教育建设结合起来,将“立德树人”作为教育的根本任务。

《通信原理》是一门通信工程专业高年级本科生的核心基础课程,是从事无线通信、数字移动通信等电子信息类专业课程体系中一门重要的专业课。该课程一般以《统计信号处理》为先修课程,同时开设的课程有《信息论与编码基础》、《无线通信基础》、《数字信号处理》等课程。作为一门联系通信系统、课程实验、毕业设计等全环节的专业基础课程,其目的是指导学生掌握通信系统的基本原理、基本过程、基本知识,并提高学生的实践能力和分析解决问题的能力[3]

二、基于SPOC的《通信通信》课程教学模式探索

由于学校每年的《通信原理》课程教学任务重、教学班次多、学生掌握知识情况差强人意,课题组提出将传统面对面教学与MOOC教学模式相结合,线上布置任务,学生自主预习,课后通过平台测试检查学生本节课程掌握情况,布置课程作业,完成对课上掌握不充分部分的补充学习,学生可以通过平台与老师互动,将不懂的问题与老师进行探讨,并完成线上复习[4]。而且,依托于MOOC混合教学模式,学生可以自主学习平台上的其他免费学习资源,解决自学过程中遇到的问题,很好的实现课堂内容课外化,课外内容课堂化的转换。然后,经过近三年的《通信原理》MOOC课程线上线下教学模式探索,发现仅依托于MOOC平台,由于多个班次的学生共同参加,人数众多,上课老师无法关注到每一名学生,一些自律性较差的学生,可能不去进行相关预习,这导致教学效果并不是很理想。为此,有必要引入SPOC(Small Private Online Course),即小规模私人在线课程。学生可以分不同班次进入不同的SPOC学习,便于教师有针对性、侧重性的具体开展指导工作,通过视频、微课等有效方式,提升课程的授课质量。

我们针对学生专业课程任务重、MOOC课程又无法关注每一名学生等需求,因岗施教,基于SPOC模式的混合式小班教学,进行线上线下结合进一步提升学生自主学习参与度、增强学生互动学习的兴趣。

课前,及时发布本次课程的授课PPT以便学生开展预习。同时因为通信原理》的知识点与我们日常生活息息相关,很多内容可以从我们日常生活中说开,如从手机说起。通过SPOC平台发布思考问题,在课堂上根据平台随机抽点学生回答相关提问。带动了学生预习本次课程的授课内容,让学生可以带着问题去预习、去思考;也能促动学生去广泛查阅资料,学习《通信原理》的相关知识点,特别是结合当前研究热点或军事应用热点技术。在实际教学中我们经常以问题为先导来引入教学,吸引学生的兴趣,课前课中经常通过发问,让学生去主动分析、主动思考,并带领学生一起去解决这些问题。这样的方式既可以吸引学生的注意力、提高学生的学习主动性,学生可以以小组的形式进行研讨交流,一定程度上使得学生自己成为课堂的主角,变原先被动学习为学生主动学习。

 

1 基于SPOC课程教学

三、融合思政的《通信原理》课程教学内容改革

随着多种混合教学模式的推出,广大学生的自主学习能力有了很大的提升。但是,还是存在着教学课程内容理解片面、课程知识点掌握体系性不强、以及对于现实生活经历没有很好衔接。如现实生活中的手机移动通信、以及美国限制华为公司中兴公司等现象的出现,既给学生造成不少的困惑,同时也为课程教学打开了新的空间。若是能够很好地结合现实生活中的这些例子和现象,融入思政教育内容,必然将提高广大学生对课堂知识点的理解和掌握,并有望提升其学习的兴趣。

正如习总书记强调:“好的思想政治工作应该像盐,但不能光吃盐,最好的方式是将盐溶解到各种食物中自然而然吸收。” [5-7]因此,就如何当好会放盐的“好厨师”,如何撒好这把“盐”,课题组经过多轮研讨,以全方位育人为导向,通过对《通信原理》课程的教学目的、教学内容、教学方法等方面进行了体系化设计与改革。

(1)教学目的改革

由于《通信原理》作为一门专业基础课程,其教学目的和内容与思想政治教育的直接关系不明显,需要增加除原有的课程目标外的思政教学目标,在教学过程中有机结合思政教育,使学生潜移默化的接受思政教育。特别注重学生各种能力的培养,教师在授课的过程中,并不是一味的灌输知识,而是以一个引导者的角色,让学生自我学习。此外,为了实现《通信原理》课程的思政教育,具备“思政育人”的价值取向,课题组老师们实行课堂内外联动,与学生所在学员队建立了共建互助联合单位,建立微信聊天群,积极采用学生喜闻乐见的形式进行沟通交流,包括微视频、表情包、凡尔赛文学等,在把好学生思想脉搏的基础上,传授和巩固所授专业课程知识点内容。

(2)教学内容改革

在教学内容改革方面,课题组老师坚持创新教育内容和方法,充分挖掘《通信原理》课程中蕴含的思政元素或者引导学生一起探索。为了增强思政元素与课程的结合点,课程组设计从知识点中挖掘思政元素、对专业授课内容进行扩展、以及发掘实验课程中蕴含的思政元素等三个方面开展。课程组老师们经过认真梳理,精心设计了教学内容,在知识点中融入了思政教育的元素,进行了相应的教学内容和方法改革。在2019年和2020年学期的课程教学中引起了广泛热议,特别是在课堂研讨环节,学生们的情绪达到了顶峰。融入课程思政的教学内容改革,如表1所示。

此外,本课程还体现了如下的思政教育元素,培养学生的强国和强军责任担当[5, 6]

1)军事特色。《通信原理》课程建设中,专门设计了“军事通信技术”部分。“军事通信技术”是我国数字移动通信技术的重要组成部分,我国数字移动通信的发展将大大促进“军事通信技术”的发展和进步。

2)开放包容。从1G到5G技术不断更新迭代,每一代都涌现出鲜明的技术推动和创新,如2G的OFDM技术、3G的MIMO技术、4G的大规模MIMO技术、5G的NOMA、毫米波通信等技术。广大学生在学习通信基础知识的同时,还要注重不断进取、创新探索、以及开放包容的心态,不断学习和接触领域内新的知识。

3)责任担当。让学生了解我国在移动通信,特别是军事通信领域的需求现状,以及与美国发达国家的差距。分析当前的国际竞争,正确看待我国通信技术的发展,鼓励广大学生树立起奋起直追的意识,激发学生的强国和强军责任担当[7-9]

4)家国情怀。通过本课程教授还要教育学生正确地认识时代赋予的责任历史使命,用中国梦激扬每一位年轻学生的青春梦[10]。正如2020917日,习近平总书记在湖南大学岳麓书院考察调研时指出‘惟楚有材,于斯为盛’。新时代是一个英雄辈出的时代,青年人正逢其时。希望同学们不负青春、不负韶华、不负时代,珍惜时光好好学习,掌握知识本领,树立正确的世界观、人生观、价值观,系好人生第一粒扣子,走好人生道路,为实现中华民族伟大复兴贡献聪明才智。


 

表1 《通信原理》课程思政的教学内容

课程内容

思政元素

达到目的

通信系统发展历史

从中国古代的烽火台、飞鸽传书等,到数字移动通信的1G2G,再到自主研制的3G跟跑,再到中国4G并跑和5G引领

提高学生的网络强国责任担当,增强学生的民族自豪感

军事通信技术

从短波电台、超短波电台,到卫星通信,量子通信,再到军事通信的抗干扰抗截获需求。讲述光纤通信科学家高琨博士和中国科技大学潘建伟院士的奋斗历程

培养学生“开拓进取、敢为人先”的创新精神

通信系统评价指标

讲述通信系统的可靠性和有效性评价指标,以及两者间的折中关系

让学生培养辩证唯物主义精神,事物的矛盾性

信道容量

讲解香农信息量的信道容量,讲述科学家香农的奋斗历程

培养学生“专注、创新、敬业”的工匠精神

采样定理

讲解低通和带通采样定理,讲述科学家奈奎斯特的奋斗历程

培养学生“严谨认真、精益求精”的科学精神

PCM编码

讲解PCM编码的基本原理,讲述PCM编码的历史由来、意义和应用

培养学生在社会实践中发现问题、解决问题的能力

多址方式

讲述经典的TDMACDMAOFDMA等多址方式,以及研究热点NOMA技术,引出中美博弈和华为5G故事

分析国际关系特别是中美博弈,提高广大学生的爱国主义精神

调制方式

先讲解2ASK2FSK2PSK的基本原理,然后思考过渡到讲解MASKMFSKMPSK等多进制调制方式,进而讲述带宽、频谱利用率和误码性能之间的折中关系

让学生培养辩证唯物主义精神,事物的矛盾性

同步

讲述同步建立时间和同步保持时间,讲解其性能影响因素和两者矛盾关系

让学生培养思考问题的系统观、科学性

实验操作环节

本课程安排了8个课时的实验操作,主要包括采样定理、PCM编码、多进制调制、同步等内容

培养学生动手实践能力、工匠精神、以及团队协作精神

 


(3)教学方法改革

教学方法上,除了传统的线上课堂授课方式,我们还结合了案例教学法、实践教学法、以及研讨法

l 研讨法通过组织学生汇报、提问和研讨。部分知识点采用本课程的MOOC视频方式,每个视频大概10分钟,这样内容精细,且形式新颖,一定程度上达到了与学生线上和线下联动的目的。通过教学内容设计,设计不同的思政案例,学生在课堂上引起了同频共振,对略显枯燥的学习内容又重新充满了兴趣,充分调动了学生的主观能动性,能够在教师的引导下主动进行通信原理的系统性学习,启发思考并提出问题。

l 案例教学通过采用丰富的教学案例,慢慢渗透《通信原理》课程内容中蕴含的价值观内容,使学生体会通信技术与我们每个人日常生活的密切联系,正确地认识、使用和接触通信技术,特别是移动通信技术带来的便利和生活方式改变同时也要认识到通信技术发展存在的问题,不能片面看待,形成辩证唯物主义观点。

检验学生们对《通信原理》课程理论知识实际掌握情况的一个有效方法就是实践教学,将思政元素一点一点地渗透到课程的实践教学中去,在潜移默化中达到影响学生思想的目的。本教学团队采取理论教学与实践教学相结合的教学方法与模式,除了给学生的讲授《通信原理》基本知识点的融会贯通,还注重培养学生观察问题的眼光、角度,扩宽学生的视野,教会学生透过现象可以发现事物的本质,在发现本质的过程中潜移默化的渗透思想道德的思政要素实现了德育的目标。

l 实践教学法。本课程安排了理论课与实验课衔接,并将思想政治元素与教学内容的充分融入,基于软件无线电硬件平台USRP搭建了综合性教学平台,结合通信原理的理论课程内容实现典型的采样、编码、调制同步等实验内容,锻炼学生的动手实践能力协作能力。同时充分挖掘理论知识后的主要技术和人物背景,激发学生的学习兴趣和爱国热情。

4)教师自身思想道德修养

“师者,所以传道、授业、解惑也。”教师的本质工作就是要在传授知识的同时,实际用自己的一言一行潜移默化地影响着学生。所以凡是要求学生必须做到的,教师自己要首先必须做到。在开展通信原理》课程教学过程中,为了充分挖掘和融合课程思政教育的内容,紧跟当前通信技术的发展前沿,任课教师一方面需要与时俱进,不断学习通信技术领域的前沿动向;另一方面,也需要自觉学习习近平新时代中国特色社会主义思想、社会主义核心价值观与通信原理课程内容相结合,增强“四个自信”,强化教师队伍当好学生的引路人的使命感和责任感。

四、结束语

高校的思政教育应贯穿于学生培养的全过程。国防科技大学采用多元化的教学方法,拓展教学时间与空间,将思政教育润物无声地融入专业课的教学中,一定程度上达到“立德树人”目标。在《通信原理》课程教学中采用基于SPOC的混合教学模式,并加入课程思政的教学内容,取得了很好的反响。

 

参考文献:

[1] 习近平. 把思想政治工作贯穿教育教学全过程,开创我国高等教育事业发展新局面[N].人民日报,2016-12-09.

[2] 张晓,等. 课程思政化视角下《通信工程导论》课程内容改革与教法探索[J].教育现代化, 2020, 7(3): 56-57.

[3] 范天娥,等. “课程思政”在《物联网通信技术基础》课程教学中的建设与实践[J]. 教育教学论坛, 2020, 39(9): 65-66.

[4] 宋丽梅,等. 基于MOOC+SPOC的《城市轨道交通通信信号》课程思政混合教学模式研究[J]. 现代农村科技, 2019, 11: 76-77.

[5] 侯成宇,等. 谈通信电子线路的课程思政建设方法[J]. 当代教育实践与教学研究, 2020, 198-199.

[6] 荆于勤,等. 课程思政案例设计探索-以《计算机网络基础》课程为例[J]. 教育园地, 2020, 155-156.

[7] 王令群,袁小华,张天蛟,等. 融入思政教育的计算机网络课程教学[J].教育教学论坛, 2019 (30): 30-31.

[8] 于璐,郝芸,景玉冰,王颖. 电子信息专业类课程中融入思政、双创教育的课程体系改革[J]. 课程教育研究,2018(51): 47.

[9] 朱娟. 课程思政视域下的计算机通信网课程教学模式初探[J]. 高校实验室科学技术,2019(01): 132-133.

[10] 覃琴. 移动通信课程思政的探索与实践[J]. 电脑与电信2019: 61-63.

 

Exploration of Ideological and Political Teaching Mode of Communication Principle Based on SPOC Course

Xiong Jun, Ma Dongtang, Zhao Haitao, Wei Jibo, Zhang Xiaoying

 School of Electronic Science, University of National Defense Science and Technology (Changsha 410073, Hunan)

 [Abstract]: By analyzing the characteristics of the course "Communication Principles ", this paper puts forward to expand the teaching practice and space, and to implement the teaching mode of combining inside and outside the classroom, online and offline. By introducing classic stories and analyzing international relations, especially the game between China and the United States, the students are promoted to set up socialist core values and improve their patriotism, innovation and responsibility.

 [Keywords]: Communication Principle; Course Thought and Politics; Hybrid Teaching Model