种子班与通信原理教学改革

1. 种子班与通信原理教学改革 屈代明 华中科技大学 qudaiming@mail.hust.edu.cn

2. 目 录 1.华中科技大学启明学院 2.种子班起源和思路 3.种子班培养方案 4.种子班课程和项目实践 5.通信原理课程改革思路 6.通信原理课程改革具体措施 7.通信原理课程改革实践效果

3. 1. 华中科技大学启明学院 2008年9月6日，华中科技大学人才培养模式创新实验区——启明学院宣布成立。 学院由创新实验班和本科生创新团队构成。 除在新生中选拔学生外，在进入二年级和三年级时，经过选拔考试，又有一部分希望能培养创新能力的学生进入启明学院。 学院将从观念上、根本上改革大学教学，从“以教师为中心”向“以学生为中心”转变，从“训练”学生向“开发”学生潜能转变； 引导学生开展主动实践和研究型学习，注重学生的团队学习、团队研究、团队合作。

4. 2. 华中科技大学种子班起源和思路 点团队（Dian）全称：基于导师制的本科人才孵化站（2002年创立，国务委员刘延东同志高度关注） 种子班全称：基于项目信息类专业教育实验班 （2006年试办，已5届，获批07年度人才培养模式创新实验区） 起源：Dian团队在取得丰富成果的同时，如何解决学生真实项目研究纳入体制内的问题（如时间分配、评价体系等）？ 冯向东副校长建议：把Dian团队这种 “体制外”的真实项目研究纳入“体制内”，2006年秋季，《基于项目的信息大类专业教育试点班(种子班)本科培养计划》正式实施。

5. 2008年点团队与种子班进入了启明学院 点团队与种子班的区别： 点团队：学生课外科技活动社团，所有活动与课程学分无关; 种子班：体制内的创新实验班，创新实践进入课内学分。 点团队与种子班的联系： 种子班：是点团队的“黄埔军校” ； 点团队：是种子班特色教学的辅助平台和强大的后援保障系统， 构成了种子班“真实项目牵引”的平台。

6. 3. 种子班培养方案 思路：将本科后两年的教学计划单列，补充相当数量的真实项目研究实践并计算学分。将体制外的实学创新活动纳入体制内，寻求规律之后再加以推广。 改变传统的“师传生受”教学方法，探索一种新型的研究性教学体制。 通过“干中学” 方式，将专业理论的学习与科研实践紧密结合，在真实项目实践中增强学生自主学习能力、创新思维能力和实践动手能力，促进学生的综合素质发展；培养一批兼具创新能力和领导力的精英之才。 三元建构：人格、能力、知识

7. 运行机制： 大二结束后在信息类院系招生，单独编班（20人左右）、将本科后两年教学计划单列，将绝大部分专业课程与科研实践紧密结合，并单独开设《工程训练》和《项目实践》学分课程。后两年理论和实践学分比例约为4:6。 在校内完成项目实践（不是在企业）。 核心特色： （1）设置特色课程、双师教学、国际课程等，推进以提高大学生的创新思维能力为目标的通识课程建设； （2）以真实科研项目为牵引，重新设计教学过程。

8. 4. 种子班课程和项目实践 对大部分专业课重新设计，明显增强实践比例。 例1：《微机原理与系统设计》 理论介绍不超过30%，要求学生10～15天内熟悉51单片机开发板的使用，并重现所有验证性实验； 再用4周时间自制单片机开发系统，从原理图到PCB图、投板、采购元器件、焊接、调试、设计测试用例、直至调试成功，还要提交设计报告、调试报告和用户手册等文档。 例2：《软件工程与项目管理》 采用双师教学方式，聘请知名企业富有项目管理经验的工程师授课，已连续5年聘请华三通信公司北京研究所的金牌讲师来校 。

9. 例3：国际课程 《信号完整性与电磁兼容》聘请美国教授全英文授课。课程持续三周。在教学方法上，完全引用西方的教育理念：在授课过程中，每节课都会使用实物进行演示，向学生展现真实的实验，而不仅仅是书本上的图片；课后，教授为学生布置习题配以仿真实验，让学生在理论和实际动手能力上都有很大的提高。 例4：通识课程 《批判性思维》特聘加拿大分析哲学董毓博士前来授课，极大冲击了学生们的惯性思维，一致反映收获巨大。 正在举办“批判性思维”课程建设研讨及教学观摩会。特聘国际权威David Hitchcock教授全英语讲授32学时大班公开示范课，特聘校友董毓教授中文讲授32学时小班公开示范课。

10. 项目实践： 典型项目组和项目来源： CAPWAP组 华三通信技术有限公司 DHCP组 华三通信技术有限公司 海外组 美国Sencom公司 海外组 挪威Integrasco公司 EoC网管系统组 北京汤姆逊中信数字技术有限公司 无线视频传输组 学生在项目中扮演的角色 项目经费

11. 2007级种子班学生项目实践经历（示例）

12. 5. 通信原理课程改革思路 课程的重要性：通信原理是通信和电子信息类专业的核心专业基础课，是通信工程等专业的标志性课程。 课程现状： 按传统教学方式组织的，即以知识传授为主，以学科体系为中心，以教师为主体。 在教学实践中以课堂讲授理论知识为主，辅助以验证性实验。 存在的问题：网络信息时代，学习通信原理的学生已处于大学三年级，已熟练掌握在网络上搜索相关学习资源的能力，这些学生往往不满足于既定的教材和教学内容，很难在课堂教学中集中注意力，跟随授课教师的思路进行学习。

13. 思路： 工程教育和科学教育是两种不同的教育 ，而当前的通信原理教学主要是参考科学教育体系进行的。 通信原理教学需要体现出工程实践的创造性、设计性、综合性。 遵从工程教育的特点，改革课堂教学和实验教学，使学生能在这一门本专业的关键性课程中体会到工程的创造性、设计性、综合性，获得良好的学习体验，提高学习兴趣。

14. 6. 通信原理课程改革具体措施 具体措施一：重新设计课堂教学和实验教学（包括课程设计）的课时比例。 合理减少课堂教学课时数， 增加实验教学和课程设计课时数， 合理减少理论考试在学生成绩评定中的成绩比例， 提高课程设计成绩在成绩评定中的比例。

15. 具体措施二：有效利用有限的课堂教学时间，突出课程中的关键理论。 在有限的课堂教学时间里，突出课程中的关键理论，重视讲授数学和信号处理方法在通信系统中的运用，我们在课堂教学中将重点放在： （1）信号、信道、噪声模型， （2）带通信号的复包络表示， （3）奈奎斯特无码间串扰准则与均衡方法， （4）加性高斯白噪声信道中的最佳接收机， 等四个关键性环节。

16. 具体措施三：强调实验的创造性、设计性和综合性。 验证性实验有但不是重点。 学生必须完成一个完整通信系统的设计和实现，并测试其性能指标。在设计过程中，教师只给出一些少量的约束条件，而学生可以自拟功能和性能目标，并自主完成通信系统设计和实现。 强调完整通信系统设计的原因： 机会唯一，因为通信系统的复杂性和系统性，学生在未来的学习、实践（如毕业设计）等环节中再难有机会体验完整的通信系统设计、实现和测试。

17. 具体措施四：突出课程设计的趣味性。 统一进行性能测试和功能演示， 并按照性能指标的高低评定成绩。 类似竞赛的实验安排： 为了取得更好成绩，学生会努力思考如何采用更有效的通信技术，提高通信系统的性能指标，同时在各种指标以及实现复杂度中做出合适的折中选择。 这正好是一种工程思维的锻炼和实践。

18. 7. 通信原理课程改革实践效果 成果一：实践证明，学生小组有能力利用通信原理课程的知识，完成完整通信系统的设计、实现和测试。三名学生一个小组，授课+实验+课程设计共80课时。 学生完成的实例一： 基于DPSK的通信系统，通信速率1kbps 用到的课程知识：DPSK调制，升余弦滚降滤波，带通滤波器，最佳接收，比特同步，帧同步 学生完成的实例二： 基于BPSK的通信系统，通信速率400bps 用到的课程知识：BPSK调制，带通滤波器，载波同步（costas锁相环），最佳接收，帧同步，比特同步，解决相位模糊问题

19. 学生完成的实例三： 基于FSK的通信系统，通信速率1kbps 用到的课程知识：FSK调制，带通滤波器，平方律检测，比特同步，帧同步

20. 成果二：系统地完成了通信原理课程中很多关键技术的仿真，并在《通信原理学习辅导》一书中发表了相关的仿真模型。成果二：系统地完成了通信原理课程中很多关键技术的仿真，并在《通信原理学习辅导》一书中发表了相关的仿真模型。 这些模型可以从下述网址下载： http://ei.hust.edu.cn/teacher /qudaiming/poc.rar

21. 其它效果： 1、极大地活跃了课堂气氛； 2、对通信系统基本概念和系统构成的掌握更加牢固； 3、学生获得了一次完整的工程设计锻炼； 4、学生深刻体会到数学和信号处理工具在通信系统原理和设计中发挥的重要作用。 良好反映： 大多数参与该课程的种子班学生认为，新教学方法能有效提升学习兴趣和对课程知识的掌握程度。 一些在招收种子班学生作研究生和面试过种子班学生的教师也反映，相比于面上班级和其它实验班的学生，种子班学生对通信原理基本概念和系统构成的理解更加深入。

22. 谢谢！ 敬请提问！