“通信原理”课程和信息与通信技术密切相关,如何在有限的课程教学中既能传授基础核心知识,又能紧跟新技术发展;如何通过学习与实践的结合激发学生的热情和创造力,是这门课在教学中始终需要思考和探索的问题。
每一门课程都是人才培养体系中的一块重要拼图,需要准确把握课程定位,通过教研组(教学团队)研讨,明确课程内容、深度及其与上下游课程之间的关联。我在通信科学与工程系分管教学,过去几年围绕复旦大学“2+X”的培养要求,在学院组织下和系里老师认真地梳理了本科生培养方案的整个课程体系。从通识教育、大类基础、专业核心再到专业进阶,在这样递进式的课程衔接关系中,“通信原理”这门专业核心课程发挥的是承前启后的作用。承接本科一年级、二年级的重要基础课程,引导同学进入到通信工程专业的基础培养中,并在之后进入进阶课程的学习。因此,“通信原理”课程的难度也比较大,它需要对基础理论进行针对性的整理,再面向未来更专业化的课程作好铺垫。
通信技术宽广的应用始终离不开理论基础,夯实基础理论知识非常重要。课程中纳入了对大一、大二基础课程温故而知新的过程,回顾重要数理基础知识点,并引导启发学生理解其工程含义,能够举一反三,强化基础理论与实际工程应用的联系。
我在课堂上也注重培养学生们在工程应用方面的综合思考能力。比如对于一个具体的通信技术,我会给出A、B两个方案,让学生讨论哪个方案更好。其实没有最完美的方法,因为工程上如果性能加强了,计算复杂度或者其它方面可能就会相应提高,但是同学们刚开始一般无法考虑得这么周全。我会请支持A方案或B方案的同学们各抒己见,或者做一个问卷星二维码,请学生现场扫码投票。同学们在讨论中会逐渐发现A、B其实都各有道理,最终达成共识——从工程的角度而言,需要平衡这两者,基于现有的预算做出一个最优选择,达成目的。
在理论学习的基础上,课程中也要灵活运用多种方式,全方位地展开实验实践教学,把握不同方式的特点,相互配合,进行有针对性的课程设计。
集中式的课堂实践可以促进师生互动以及学生之间的讨论与思考。我将课堂实践细分成一个个步骤,难度从简单逐步过渡到复杂。在课堂实践教学中,我也会密切关注学生的进度和碰到的问题,参与他们之间的讨论,最后向全班进行统一的讲解,以达到良好的教学效果。
课程中安排了很多有针对性的课程设计项目,比如商用FM广播电台与收音机,数字基带眼图、星座图验证,数字传输综合课程实践,无线通信信道特性测量等等。我也采用一些新型手段,让学生在体验中学习、在学习中思考、在思考中实践,形成循环。
过去几年的线上教学让我体会到丰富多样的线上工具正逐渐成为重要的、甚至不可或缺的教学手段。比如录屏、录像功能可以录制重要的知识点讲解或习题课,方便学生反复观看、反复强化;MOOC、B站上的国内外高校名师可以为学生理解知识点提供更多角度;腾讯会议有助于随时随地开展线上答疑;雨课堂、问卷星等可以帮助教师及时把握学生学习效果反馈,这些都是非常好的手段。
展望未来,根据新时代对交叉复合型人才培养和课程教学的需求,通信将与其他学科、专业交叉融合,从人与人之间的通信拓展到物理世界、生物世界和数字世界之间的通信。新的数字化和人工智能技术也为教育带来诸多影响与挑战。对此,教师要积极增强对新技术的运用能力,保持与学生的互动和人文关怀,着力增强学生独立思考的能力。