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摘 要：“通信原理”是电信类专业的核心课程，在学生毕业之后从事电信行业工作中具有极其重要的作用。然而，不同类型的工作岗位对通信原理知识的要求不同。本课题组教学联系实际，从不同工作岗位对通信原理基础知识的不同要求出发，深入思考通信原理教学过程中存在的问题，提出教学过程中的关键点，并在课堂上有效运用，取得理想的教学效果。
关键词：通信原理；教学与实践结合；教学研究
“通信原理”是电信专业的核心课程之一，其内容是整个通信系统的基本框架，对学生以后成为电信工程师进行算法研究和技术开发实践具有极其重要的作用。但是其体系结构复杂，概念抽象，数学推导复杂，学生难以在短时间内消化课程知识，很多教师在教授该课程的时候存在“不知深浅”的问题，即不知道各个部分应该讲授到什么程度，对单个知识点都同样程度地进行讲授，并且在课堂上推导数学公式，但是没有讲清楚通信过程到底是什么；学生在学习过程中存在“不明所以”的问题，即对各种知识点似懂非懂，对各个知识点的数学推导可能明白，但是宏观上不能清晰准确地描述通信过程和所用到的技术。笔者结合博士阶段的理论研究和在公司中的应用实践，对“通信原理”课程的教学进行深入思考，总结出一套卓有成效的教学手段和方法，并且在课堂中有针对性地调整教学方式，取得很好的教学效果。
一、通信原理课程特点分析
在这一部分中，笔者首先分析“通信原理”课程的特点，思考讲授“通信原理”课程过程中出现问题的根源。
1.通信的本质。通信的本质是人们对于电磁波传播的有效利用，电磁波的传播因为看不见摸不着，所以对学生来说是抽象的概念。如果不能将抽象的概念具体化，就无法使学生理解通信系统的基础框架，导致学生学完整个课程之后，虽然可能理解单个知识点，但是无法说清楚通信过程到底是怎么实现的。
2.数学推导繁多。创建通信理论的科学家通过完整的数学推导，为通信系统的算法设计和实际应用提供理论指导，但是初期学习通信原理的学生往往被各种数学推导吓到，前期“概率论与数理统计”和“线性代数”课程基础较差的学生甚至会产生通信原理根本不可能学好的想法。
3.知识点众多，且体系结构复杂。在课程讲授过程中，如果学生没有建立对系统框架的理解，而教师单纯按照教材照本宣科，学生很可能根本抓不住重点，即使前期课程基础好的学生也可能产生这样的疑问：通信基础就是推导数学公式吗？
4.通信原理对电信行业从业者的基础性价值。笔者在公司工作期间，主要从事算法设计，算法开发工作大多由通信、计算机、自控等专业的研究生完成。笔者发现一个现象：学过通信原理的通信专业学生，很容易理解笔者的算法设计思路，而没有学习过该课程的计算机专业学生则较难理解算法思路，影响算法在产品中的软件实现。
二、不同岗位的电信工程师对通信原理的能力要求
根据教育部对高校教育工作的要求，笔者所在的安阳师范学院可以转型探索，把过去培养研究型学生的目标转变为培养实践型学生。基于这一目标，我们结合通信设备公司的实际情况，分析学生作为电信行业的算法设计工程师和开发工程师对通信原理的不同需要。
大型的通信设备公司，如华为、爱立信、中兴等，其研发投入巨大，有清晰的产品研发流程。在产品研发的最前端是面向未来3到5年之内可能实现技术的预研，预研的成果经业内多家公司激烈讨论，达成一致之后在国际标准化组织，如3GPP，形成通信行业统一的标准。参与前沿理论和技术标准研究的工程师，对通信原理知识要求极高，不仅对通信系统有清晰完整的框架基础，还应该清楚信道、信源编码、信道编码中的数学推导，对各种性能指标印象深刻。
在中小型的通信设备或者技术开发公司，对中长期的技术积累投入较少，或者在大型通信设备公司的产品开发部门中，基本上都着眼于当前市场上认可产品的开发和维护，而且大多数开发由于大公司开发的核心芯片，因此这些岗位上的工作者对通信原理的要求并不高，只要大致清楚通信的基本过程，了解通信系统的框架结构，了解各代通信系统的核心技术原理，能够在工作中了解算法原理，并相应地进行软件或者硬件开发工作即可。
不论是在大型还是在中小型通信设备或技术公司，有相当一部分员工从事售前技术交流或者售后维护工作，例如：华为公司近一半的员工从事产品研发（包括中长期技术积累），近一半的员工从事售前与售后工作。所以，对于电信专业毕业之后从事销售工作的学生，对通信原理的要求相对于产品研发者有所降低。从事售前技术交流的人员要求能够对产品性能非常了解，能够解决客户的具体实际问题，售后维护人员要求能够解决产品使用过程中出现的问题。所以从事这两部分工作的人员对通信原理的要求是有通信系统的背景知识，了解通信系统框架，更重要的是参加工作之后学习与实际产品有关的知识。
三、通信原理课程教学思考
针对第二部分分析的不同岗位对电信工程师要求的不同，课题组积极思考，从课程内容教学、课外实践应用等环节分析总结出了以下教学要点。因为不同工作岗位对通信原理知识能力有不同的要求，所以课堂内容教学的宗旨是分层次传授知识。不同学习程度、面向不同岗位的学生按照自己的需求掌握对应的内容。课外实践的宗旨是加深对基础知识理解的同时，尽可能编写相关代码，或者实现某个小的通信系统，这部分内容依据不同学生的不同基础，有选择性地进行引导。
在教材选择上，以国家统一规定的通信原理教材为主，同时推荐学生阅读更加偏重应用实践的《LTE/LTE-Advanced关键技术与系统性能》和偏重于概念讲解的《大话无线通信》等书籍。
在教学过程中，在课程开始的时候，教师首先讲解通信系统的框架结构，让学生知道通信系统与生活息息相关，不是抽象的概念，然后再按教材上的顺序，分步骤讲解信道、编码、调制、2/3/4G关键技术等知识点，这样避免了学生在学习过程中摸不着头脑，产生“通信就是数学推导”的错误观念；对于信道、编码等基础知识，首先讲解概念，让所有学生都有清楚的认识；在概念清晰的基础上，讲解数学公式表达的各种结论和性能指标，以及简单的数学推导，让大部分学生了解通信系统的基本结论，如信道容量表达式等；在课后作业中，布置较为复杂的数学推导过程，让前期“概率论”和“线性代数”等基础较好的学生试着推导，教师在学生推导过程中遇到困难的时候，指导学生解决问题。通过这样的方式，不同基础的学生在对通信框架和基础原理有清晰了解的基础上对这门课有不同程度的收获。教师在教学过程中应注意结合实际场景。在当今社会手机非常普及的情况下，讲授通信原理课程不应该只重理论，在讲授过程中，应适时结合学生对手机和其他无线通信实现过程的好奇心，加以适当引导。
在课外实践方面，对于编程基础较好的学生，引导其通过Matlab等仿真工具编写代码，加深对通信知识的了解；对于硬件基础较好的学生，引导其积极参与“挑战杯”等竞赛，在核心新盘的基础上，设计外围电路，实现某个通信系统，这样可以在巩固知识积累的同时，为未来工作打下良好的基础。
四、结语
本课题组针对不同的电信从业者对通信原理知识掌握能力的不同要求，从课程内容教学和实践应用两个角度对“通信原理”课程的教学方法进行了研究，以达到最好的教学效果，培养适应不同岗位的电信工程师。
参考文献：
[1]许晓丽，赵明涛.无线通信原理[M].北京：北京大学出版社，2014.
[2]樊昌信，曹丽娜.通信原理（第6版）[M].北京：国防工业出版社，2006.
关键词：通信原理；教学与实践结合；教学研究
“通信原理”是电信专业的核心课程之一，其内容是整个通信系统的基本框架，对学生以后成为电信工程师进行算法研究和技术开发实践具有极其重要的作用。但是其体系结构复杂，概念抽象，数学推导复杂，学生难以在短时间内消化课程知识，很多教师在教授该课程的时候存在“不知深浅”的问题，即不知道各个部分应该讲授到什么程度，对单个知识点都同样程度地进行讲授，并且在课堂上推导数学公式，但是没有讲清楚通信过程到底是什么；学生在学习过程中存在“不明所以”的问题，即对各种知识点似懂非懂，对各个知识点的数学推导可能明白，但是宏观上不能清晰准确地描述通信过程和所用到的技术。笔者结合博士阶段的理论研究和在公司中的应用实践，对“通信原理”课程的教学进行深入思考，总结出一套卓有成效的教学手段和方法，并且在课堂中有针对性地调整教学方式，取得很好的教学效果。
一、通信原理课程特点分析
在这一部分中，笔者首先分析“通信原理”课程的特点，思考讲授“通信原理”课程过程中出现问题的根源。
1.通信的本质。通信的本质是人们对于电磁波传播的有效利用，电磁波的传播因为看不见摸不着，所以对学生来说是抽象的概念。如果不能将抽象的概念具体化，就无法使学生理解通信系统的基础框架，导致学生学完整个课程之后，虽然可能理解单个知识点，但是无法说清楚通信过程到底是怎么实现的。
2.数学推导繁多。创建通信理论的科学家通过完整的数学推导，为通信系统的算法设计和实际应用提供理论指导，但是初期学习通信原理的学生往往被各种数学推导吓到，前期“概率论与数理统计”和“线性代数”课程基础较差的学生甚至会产生通信原理根本不可能学好的想法。
3.知识点众多，且体系结构复杂。在课程讲授过程中，如果学生没有建立对系统框架的理解，而教师单纯按照教材照本宣科，学生很可能根本抓不住重点，即使前期课程基础好的学生也可能产生这样的疑问：通信基础就是推导数学公式吗？
4.通信原理对电信行业从业者的基础性价值。笔者在公司工作期间，主要从事算法设计，算法开发工作大多由通信、计算机、自控等专业的研究生完成。笔者发现一个现象：学过通信原理的通信专业学生，很容易理解笔者的算法设计思路，而没有学习过该课程的计算机专业学生则较难理解算法思路，影响算法在产品中的软件实现。
二、不同岗位的电信工程师对通信原理的能力要求
根据教育部对高校教育工作的要求，笔者所在的安阳师范学院可以转型探索，把过去培养研究型学生的目标转变为培养实践型学生。基于这一目标，我们结合通信设备公司的实际情况，分析学生作为电信行业的算法设计工程师和开发工程师对通信原理的不同需要。
大型的通信设备公司，如华为、爱立信、中兴等，其研发投入巨大，有清晰的产品研发流程。在产品研发的最前端是面向未来3到5年之内可能实现技术的预研，预研的成果经业内多家公司激烈讨论，达成一致之后在国际标准化组织，如3GPP，形成通信行业统一的标准。参与前沿理论和技术标准研究的工程师，对通信原理知识要求极高，不仅对通信系统有清晰完整的框架基础，还应该清楚信道、信源编码、信道编码中的数学推导，对各种性能指标印象深刻。
在中小型的通信设备或者技术开发公司，对中长期的技术积累投入较少，或者在大型通信设备公司的产品开发部门中，基本上都着眼于当前市场上认可产品的开发和维护，而且大多数开发由于大公司开发的核心芯片，因此这些岗位上的工作者对通信原理的要求并不高，只要大致清楚通信的基本过程，了解通信系统的框架结构，了解各代通信系统的核心技术原理，能够在工作中了解算法原理，并相应地进行软件或者硬件开发工作即可。
不论是在大型还是在中小型通信设备或技术公司，有相当一部分员工从事售前技术交流或者售后维护工作，例如：华为公司近一半的员工从事产品研发（包括中长期技术积累），近一半的员工从事售前与售后工作。所以，对于电信专业毕业之后从事销售工作的学生，对通信原理的要求相对于产品研发者有所降低。从事售前技术交流的人员要求能够对产品性能非常了解，能够解决客户的具体实际问题，售后维护人员要求能够解决产品使用过程中出现的问题。所以从事这两部分工作的人员对通信原理的要求是有通信系统的背景知识，了解通信系统框架，更重要的是参加工作之后学习与实际产品有关的知识。
三、通信原理课程教学思考
针对第二部分分析的不同岗位对电信工程师要求的不同，课题组积极思考，从课程内容教学、课外实践应用等环节分析总结出了以下教学要点。因为不同工作岗位对通信原理知识能力有不同的要求，所以课堂内容教学的宗旨是分层次传授知识。不同学习程度、面向不同岗位的学生按照自己的需求掌握对应的内容。课外实践的宗旨是加深对基础知识理解的同时，尽可能编写相关代码，或者实现某个小的通信系统，这部分内容依据不同学生的不同基础，有选择性地进行引导。
在教材选择上，以国家统一规定的通信原理教材为主，同时推荐学生阅读更加偏重应用实践的《LTE/LTE-Advanced关键技术与系统性能》和偏重于概念讲解的《大话无线通信》等书籍。
在教学过程中，在课程开始的时候，教师首先讲解通信系统的框架结构，让学生知道通信系统与生活息息相关，不是抽象的概念，然后再按教材上的顺序，分步骤讲解信道、编码、调制、2/3/4G关键技术等知识点，这样避免了学生在学习过程中摸不着头脑，产生“通信就是数学推导”的错误观念；对于信道、编码等基础知识，首先讲解概念，让所有学生都有清楚的认识；在概念清晰的基础上，讲解数学公式表达的各种结论和性能指标，以及简单的数学推导，让大部分学生了解通信系统的基本结论，如信道容量表达式等；在课后作业中，布置较为复杂的数学推导过程，让前期“概率论”和“线性代数”等基础较好的学生试着推导，教师在学生推导过程中遇到困难的时候，指导学生解决问题。通过这样的方式，不同基础的学生在对通信框架和基础原理有清晰了解的基础上对这门课有不同程度的收获。教师在教学过程中应注意结合实际场景。在当今社会手机非常普及的情况下，讲授通信原理课程不应该只重理论，在讲授过程中，应适时结合学生对手机和其他无线通信实现过程的好奇心，加以适当引导。
在课外实践方面，对于编程基础较好的学生，引导其通过Matlab等仿真工具编写代码，加深对通信知识的了解；对于硬件基础较好的学生，引导其积极参与“挑战杯”等竞赛，在核心新盘的基础上，设计外围电路，实现某个通信系统，这样可以在巩固知识积累的同时，为未来工作打下良好的基础。
四、结语
本课题组针对不同的电信从业者对通信原理知识掌握能力的不同要求，从课程内容教学和实践应用两个角度对“通信原理”课程的教学方法进行了研究，以达到最好的教学效果，培养适应不同岗位的电信工程师。
参考文献：
[1]许晓丽，赵明涛.无线通信原理[M].北京：北京大学出版社，2014.
[2]樊昌信，曹丽娜.通信原理（第6版）[M].北京：国防工业出版社，2006.