高校课题申报新工科背景下的通信原理系列课程建设与改革.docx

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高校课题申报新工科背景下的通信原理系列课程建设与改革

新工科背景下的通信原理系列课程建设与改革

学科分类：

高等教育

课题类别：

一般课题

关键词：

课程建设；新工科；通信原理

预期研究成果：

研究报告

课题设计论证

1、问题的提出、课题界定、国内外研究现状述评、选题意义与研究价值。

问题的提出：

为主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略。

近年来，教育部积极推进新工科建设，先后形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”，并先后发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》、《关于推进新工科研究与实践项目的通知》，全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验，助力高等教育强国建设。

新工科专业是以智能制造、云计算、人工智能、机器人等用于传统工科专业的升级改造，相对于传统的工科人才，未来新兴产业和新经济需要的是实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才。

因此，各个高校需要对现有传统的工科专业相关课程进行升级改造。

通信技术是现代科技的前沿技术，发展迅猛，同计算机技术与传感器技术一起被称为信息技术的三大支柱，许多国家已将通信技术列为优先发展的战略地位。

通信原理系列课程包括《通信原理》、《移动通信》、《现代通信技术》、《信息论与编码》、《程控交换技术》等专业基础课程，属于高新技术交叉学科的范畴，理论性和应用性都很强。

但是目前国内各高校开设的通信原理系列课程的教学内容更新却相对缓慢，教学方法也跟不上新时代发展的要求。

学生从课堂和书本中学到的知识与目前通信技术领域中使用的新技术、新方法以及新手段相差甚远，教学内容缺乏实用性和先进性，教学方法也缺乏新手段和新变化，而且也不符合新工科发展对专业课程升级改造的需求。

在传统的教学模式中，主要以课程讲解为主，不利于培养学生的创新意识及创新能力，难以提高学生主动参与的兴趣。

其次，随着5G时代的到来，与通信相关的新理论、新技术不断涌现，教学内容大幅扩展，传统“粉笔＋黑板＝教学”的方式已经不能满足教学需求。

再次，目前大部分教材中对各种通信技术或者方法缺乏深入的比较和分析，涉及的往往只有技术的基本概念，而没有该技术使用的具体例子，学生难以学以致用。

最后，该系列课程有较强的实践性，注重通信技术应用等方面的训练，而“仪器＋实验报告＋简单数据分析＝实验”的实验教学方式不能很好地培养学生的实践能力。

　　课题界定：

本课题主要在新工科背景下对《通信原理》系列课程的教学内容、教学方法、理论教学和实验教学等方面进行全面而深入的改革和探索，使之成为一套多元化、立体化的教学体系，有助于改善和提升国内高校通信原理系列课程的教学水平，有助于提升学生的实践能力和综合竞争力，使之能够更好的服务社会。

　　国内外研究现状述评：

目前，国内外高校的相关教师在通信原理系列课程的教学研究活动中进行了大量的教学内容和教学方法改革的有益探索和尝试。

西安电子科技大学樊昌信教授在编写《通信原理》教材时，为了适应当前通信技术的发展和教学需要，及时着眼于加强基本概念的讲解，在增强数学分析严谨性的同时适量简化数学的推导，尽可能多地介绍能用软件实现的方法，以取代硬件实现电路。

东南大学宋铁成教授认为：

如何能够让同学们在《通信原理》课程学习的过程中既感受到通信技术相关领域最新发展的脉搏，又能饶有兴趣地学习相对乏味的基础理论成为教学成败的关键。

因此他在整个课程的教学过程中，总是不断地将教科书上的基本知识与平时收集的最新发展动态和成果联系起来，使学生清楚地认识到要研究最新发展的技术必须首先掌握好课程的基础知识。

清华大学曹志刚教授认为要想提高《通信原理》课程教学效果，必须加强实践教学环节建设，必须完善通信技术相关实验平台的建设，围绕新的人才培养目标和培养模式深入开展课程改革和全面建设，逐步构建了立体化的教材平台、内容体系以及三位一体的实践教学体系。

美国NortheasternUniversity的JohnGProakis教授指出要及时更新《通信原理》系列课程教学的内容，及时把世界上最先进的技术和知识补充到课堂教学中。

　　选题意义与研究价值：

通信原理系列课程是电子信息类、自动控制类、测控类专业的一系列重要专业基础课程，也是大部分工科专业的主要专业选修课，在各有关专业的课程体系中居于重要的地位。

随着高校教育教学改革的大力推行，通信原理系列课程的学时也不断被压缩。

但由于新技术、新材料的不断涌现，使得教材内容应不断更新、丰富。

同时还需要尽量增加实践教学环节，压缩理论教学部分所占学时，这对老师的理论教学又提出了更高的要求。

目前，不少高校对通信原理系列课程进行了一系列理论与实验教学改革，在教学方法上进行了大量的探索与实践。

然而，随着通信新技术、新材料的飞速发展，以及新工科教育的提出，使得其教学内容需要不断更新，教学重点也需要不断变化。

因此，通信原理系列课程的理论教学和实践教学也应该作相应调整，以适应新时代发展的要求。

由此可见，通信原理系列课程是实践性很强，应用非常广泛的课程，它在电子信息、自动控制类、测控类专业课程中占有不可替代的地位。

针对通信原理系列课程的特点，结合我校教学实际，在新工科发展的背景下，进一步加大该系列课程教学内容和教学方法改革的研究，对提高本科生培养质量有着极其重要的意义。

本项目的研究与实施有助于改善和提升国内高校通信原理系列课程的教学水平，提升学生的实践能力和综合竞争力，具有十分重要的应用价值。

研究成果将在我校内选取部分相关专业进行试点，试点实施取得明显效果后，在总结成功经验的基础上将在全校范围内推广实施。

研究成果可通过学术会议、学术交流、参观学习、论文文献等方式和途径向省内外兄弟院校推广。

2、课题研究目标、研究内容、研究重点和创新之处。

研究目标：

通过分析通信原理系列课程目前理论教学和实践教学的现状，并结合我校的实际情况，对通信原理系列课程的教学内容、教学方法和课程实验教学等方面进行全面而深入的研究和改革，使之成为一套多元化、立体化的教学体系。

通过该研究的实施，使得其成果可以应用到我校电子信息类、自动控制类、测控类等专业的理论教学和实践教学中，还可以为该课程的教学计划、教学大纲、考试大纲的制定提供参考。

　　研究内容：

（1）分析目前通信原理系列课程理论教学和实践教学中存在的问题，并探索和提出解决问题的办法与手段。

（2）改革教学方法。

在教学中提倡教学方式的多样化，开展多种形式课程教学，比如互动式教学、启发式教学、研究式教学以及实践性教学等，通过多种教学方法的合理选择和综合运用，使抽象的概念形象化、枯燥的内容实践化，调动学生学习的主动性和积极性。

（3）优化教学内容。

不断更新和丰富教材内容，同时在原有的课程体系上，尽量增加实践教学环节，压缩理论教学部分所占学时。

通过将教学内容与当前最新的通信技术结合起来，实现教学内容的传统性和时效性的多元化融合。

（4）丰富教学手段。

将传统的黑板板书与现代多媒体技术结合，图、文、声、像融为一体制作内容丰富的电子课件，例如可以利用Flash动画对相关原理进行动态仿真。

同时结合慕课、网上教学资源、翻转课堂、微助手等新手段丰富教学过程。

（5）构建科学的实践教学体系。

实践教学中，在原有验证性实验的基础上增加仿真设计实验和创新性实验，建立层层递进的以Matlab、SystemView仿真实验、Labview虚拟实验、硬件实验为媒体的多层次、立体化实践教学体系。

　　研究重点：

（1）解决通信原理系列课程总学时不断被压缩，以及尽量增加实践教学环节，压缩理论教学部分所占学时的现状，与通信新技术、新器件的不断涌现，教学内容应不断更新、丰富之间的矛盾，合理删减旧的教学内容，适当更新和增添新的教学内容。

（2）构建科学合理的实践教学体系，提高仿真设计性实验和创新性实验在整个通信原理系列课程实验的比重，实施分层次组织实践教学，从而满足不同学生的实际需求，培养和提高学生的基本实践能力、综合实践能力和创新实践能力。

（3）通过深入研究分析，找出通信原理系列课程各个章节之间的内在关联，优化各个章节的内容，及时补充新内容，统一制定课程的教学大纲、教学内容、教学时间、考试大纲，尽量避免教学内容的重复，合理衔接相关教学内容，提高通信原理系列课程的教学效率。

　　创新之处：

（1）以市场需求为导向，提高教学质量。

在教学的过程中，教师要结合市场对工作岗位的需求进行通信原理系列课程教学目标的设置，加强学生与社会接轨的步伐。

（2）重视实践教学，增设课程设计环节。

“通信原理课程设计”是在进行完常规理论学习之后，集中时间安排学生进行较综合的实践训练环节。

通过增设“通信原理课程设计”内容，可以把通信原理的知识和电路、模电、数电、单片机、计算机等课程联系起来综合应用，提高学生的工程实践能力。

　　3、研究思路、研究方法、实施步骤。

研究思路：

以新工科建设为指导思想，为了更全面地建设和改革当前的通信原理系列课程教学，本课题研究首先将以实地调研和考察为基础，了解当前国内各个高校在通信原理系列课程建设中的现状；其次，从实地调研中得出客观结论，分析在以新工科建设为大背景下，国内各个高校在通信原理系列课程建设中出现的现象和问题，以及不符合新工科建设要求的地方，探究其深层次原因；第三，通过广泛的学术交流、研讨活动、学习考察等，在比较借鉴全国各个高校经验的基础上，结合经典成功案例，将大量存在的客观实际升华为精炼的理论，提出可行的对策和方案；第四，将这些对策与策略应用于通信原理系列课程建设和改革中，并不断完善和总结经验教训；最后，通过将通信原理系列课程建设和改革的成果应用于实际的教学中，进一步了解该课题研究的成效。

　　研究方法：

（1）通过查阅国内外参考文献、参加学术会议、学术交流和实地考察等，学习和分析国内外高校通信原理系列课程在教学内容和教学方法上的经验教训。

（2）通过问卷调查，分析目前通信原理系列课程在理论教学和实践教学中存在的问题，并探索和提出解决问题的办法。

（3）通过与企业合作，以市场需求为导向，修订和完善通信原理系列课程的教学大纲和实验大纲。

　　实施步骤：

（1）2020年1月－2020年8月，收集材料，召开课题组研讨会；外出学习和开展调研活动；确定理论教学和实践教学的总体方案；

（2）2020年9月－2021年8月，完成多媒体课件制作和相关理论的软件仿真；完成课堂教学和实践教学的建设与改革工作；

（3）2021年9月－2021年12月，整理教学反馈材料，完成研究报告以及撰写研究论文。

　　预期成果形式：

撰写研究报告1篇；在国内期刊上发表相关研究论文2篇。

　　4、主要参加者的学术背景、前期相关研究成果、核心观点等。

负责人先后担任过《通信原理》、《信号与系统》、《电路分析》、《电磁场与电磁波》、《传感器原理》等课程的理论教学和实验教学，工作量饱满，教学评价优良。

2009年，参加了《信号与系统》校级精品课程的建设；2010年，参加了《电路分析》省级精品课程的建设；2012年，参与了《通信原理多元化教学改革研究与实践》校级教学研究项目；2014年，参加了《光源与照明专业高技能人才培养方案的研究与实践》省级教学改革研究项目；2015年，主持校级教学研究项目《传感器原理课程的教学内容与教学方法改革研究》；2016年，主持校级教学研究项目《地方高校电子信息科学与技术专业人才培养模式的转型与改革”》；2014年，作为负责人申报并获批湖北省高等学校战略性（新兴）支柱产业人才培养计划本科项目（电子信息科学与技术专业）；2009年至2011年，共指导3名学生论文被评为湖北省优秀学士学位论文；2011年和2017年，分别获XXXXXX教学优秀奖；2012年，指导学生获湖北省第二届物理实验创新设计竞赛二等奖；2017年，指导学生获得全国大学生电子设计大赛湖北赛区二等奖；2018年，指导学生获得湖北省大学生电子设计大赛一等奖；2012年至2018年，共指导学生获得地方高校国家级大学生创新创业训练计划项目3项、省级大学生创新创业训练计划项目1项。

负责人具有一定的教学研究水平、具有良好的组织协调能力、工作时间充裕，能够保证该项目的顺利实施。

课程组的参与教师都曾经主持或参加过相关的教学研究项目，都具有一定的教学研究经验，具有扎实的专业基础、宽广的知识面，科研创新能力强，具有团结合作的精神，能够保证投入较多的时间到该项目的研究中。

另外，本课题组人员组成合理，由资深教授指导，以中青年一线教师为骨干，经验丰富、业务精通、素质优良、富有创新精神，为本课题的完成奠定坚实的基础。

XXX全面负责课题研究和组织工作，保障各部分的研究顺利进行；XXX负责理论教学的分析与研究；XXX负责教学内容改革和教学方法的研究；XXX负责实践教学的分析与研究；XXX负责整理资料，以及设计实验内容。

XXXXXX的电工电子实验教学中心已于2006年建成湖北高校实验教学示范中心，2013年建设的湖北省光电信息技术虚拟仿真实验教学中心获批。

这两个实验中心的建立，为该项目的建设提供了相关实验设备，以及开展虚拟仿真实验的软件和硬件准备，实验中心还具有制作多媒体课件及多媒体动画所需的设备和资料。

另外学校图书馆具有丰富的馆藏和电子资源，对与课题研究相关的数据进行搜集、整理，利用网络检索、电子资源、期刊会议论文等搜集相关文献，对资料进行归纳与总结有很大的帮助。

　　5、开展本课题研究的主要参考文献。

1、辛以利，李云，谭智诚等。

5G通信发展背景下《通信原理》课程教学的改革与探索[J]，教育教学论坛，2019,6:

129-130

2、曾丽丽，赵忖，刘素娟等。

“APP移动学习+翻转课堂”教学模式在高等教育中的研究与应用——以“数字通信原理”课程为例[J]，教育现代化，2019,6（19）:

141-142

3、梅中辉。

《通信原理》课程的教学实践及探索[J]，教育教学论坛，2019,19:

139-140

4、郭常盈，徐春雨，徐国清。

《通信原理》课程辅助教学系统的设计及在教学中的应用[J]，教育现代化，2019,6（24）:

146-150

5、王兰。

通信技术类课程教学的实践思考[J]，科教文汇，2019,450

（2）:

95-96

6、李旭杰。

《通信原理》课程教学的几点思考[J]，教育现代化，2019，6（20）:

80-81

7、万莉莉，周妮。

“三位一体”人才培养模式下《通信原理》教学内容改革探索[J]，教育教学论坛，2018,38:

154-155

8、李星，沛张雪莲，刘金亭。

基于德国工程教育专业认证理念的通信原理课程改革初探[J]，教育教学论坛，2018,34:

134-135

9、刘奇，夏婷婷，蒋艺。

应用型高校“现代移动通信原理”模块化教学改革——以武夷学院为例[J]，武夷学院学报，2018，37（12）:

99-103

10、刘琨，马文科。

新建本科高校“通信原理”课程教学改革初探——以萍乡学院为例[J]，萍乡学院学报，2018，35（6）:

97-99

11、曹娟，章国安，张晓格。

信息技术推动下“通信原理”课程教学改革探讨[J]，科教导刊，2018,36（12）:

121-123

12、张福鼎，郭云均，艾小倩等。

小班型“通信原理”双语课程创新人才培养改革探究——以新工科建设为背景[J]，无线互联科技，2018,17（9）:

5-6

13、刘瑶，吴涛，孟祥丽等。

“新工科”背景下基于创新创业能力培养的教学改革探索——以《通信原理》课程为例[J]。

教育现代化。

2018。

5（30）:

67-69

14、崔翠梅，朱锡芳。

面向新工科建设的研究型双语教学模式探索与研究——以“通信原理”课程为例[J]，信息化教学，2017,8:

89-90

15、王丽丽，谢艳辉，刘姝延等。

“通信原理”精品课程建设的探索与思考[J]，电气电子教学学报，2017,39

（1）:

39-41

课题编号：

7024