三江學院微課教學比賽教學設計表

三江學院微課教學比賽教學設計表1、課程基本描述微課程名稱碼分復用原理課程內容所屬學科工學、電子信息類課程所屬專業(yè)通信工程、電子信息工程適用專業(yè)通信工程、電子信息工程教材選用序號作者名、教材名稱、出版社與出版時間1樊昌信.通信原理教程（第三版）.北京：電子工業(yè)出版社，20082張輝，曹麗娜.現(xiàn)代通信原理與技術（第三版）.西安：西安電子科學技術出版社，20133JohnG.Proakis,MasoudSalehi.通信系統(tǒng)原理.李鏘，等，譯.北京：電子工業(yè)出版社，20064SimonHaykin.通信系統(tǒng)（第四版）.宋鐵成，等，譯.北京：電子工業(yè)出版社，2003課程時長7：16主講教師梁軍職稱副教授教齡35年所在院校三江學院所在院系電子信息工程學院2、教學背景（課程背景及特點、本微課特點）“通信原理”是通信工程和電子信息工程的主干課?！巴ㄐ旁怼闭n程的概念多，理論性強，學生學習起來非常吃力，很多教學內容，很難理解。如何才能取得比較好的學習效果？上世紀九十年代起，主講教師開始對此進行了深入的教學研究與實踐。并依據“建構主義”學習觀，創(chuàng)造了一整套的“交互式課堂教學”方法（論文詳見“交互式課堂教學的探索與實踐”），并且取得了非常好的教學效果，獲得了海軍電子信息工程學院教學成果獎。2007年，主講教師通過三江學院重點課程立項，對“通信原理”課程進行了重點建設。主要包括：理論知識內容的融會貫通和創(chuàng)新研究、應用型人才工程教育及能力培養(yǎng)、軟硬件結合的實驗教學和旨在培養(yǎng)學生自主學習和終生學習能力和習慣等幾個方面。并于2013年獲得三江學院教學成果獎。多路復用和多址技術是樊昌信教授《通信原理教程》第9章的教學內容。與頻分復用和時分復用技術相比，學生普遍感到碼分復用原理非常難于理解?！按a分復用原理”在主干課程“通信原理”中是學習的重點和難點，與之相關的“碼分多址（CDMA）”在專業(yè)課程“移動通信”中也是學習的重點和難點。之所以是重點，是因為在當前的第三代移動通信中，碼分復用已經一統(tǒng)天下，CDMA技術已經成為當今移動通信系統(tǒng)的核心技術之一。之所以是難點，是因為這部分內容非常難學，有的學生即使是學了兩遍，仍然不能真正地理解其中的原理和關鍵所在。為此，我們對這一重點和難點教學內容進行了深入研究，探索深入淺出的教學方法。從而使得本作品應運而生。微課具有教學時間短、教學內容較少、資源容量較少、教學方式深入淺出、教學手段豐富多彩、集學習趣味性、理解簡單性、使用方便性于一體等特點。因此，對于“碼分復用原理”這樣的及教學重點和難點內容，非常迫切需要設計和建設一個“微課”學習資源，以供學生課前預習、課后復習和做實驗的時候進行參考。本微課“碼分復用原理”的特點，在設計和建設上緊緊抓住微課上述特點，運用合理的結構和相互間的邏輯關系展開，使之為“碼分復用原理”相關的教學內容服務。并兼顧了學生的人文教育和能力的培養(yǎng)。3、本次教學設計（教學內容、教學目的、教學重點、教學難點、教學方法、教學過程）（1）教學內容抓住樊昌信《通信原理教程》第九章多路復用與多址技術中的“碼分復用原理”這一個知識點進行教學，但不涉及擴頻調制原理及其抗噪聲性能和碼分多址（CDMA）及其應用。（2）教學目的通過“碼分復用原理”微課教學，使得學生在課前可以對相關的教學內容進行課前預習和課后復習，幫助學生更好地理解“碼分復用原理”知識點的概念、原理和分析方法，并且培養(yǎng)學生利用數(shù)學工具和MATLAB/SIMULINK計算機仿真軟件分析問題和解決問題的能力。（3）教學重點正交碼及其在碼分復用技術中的應用。（4）教學難點如何通過正交的擴頻碼（或地址碼）分離各分路的信號，從而使得碼分復用技術成為可能。（5）教學方法①采用以問題為引導（PBL）的教學方法首先通過一個簡單的“男女生辨別”問題，引導出“多路復用不能將各路信號簡單疊加”的問題，“為什么？”“怎么辦？”由此來引導學生進行“碼分復用原理”的學習。②采用案例教學方法碼分復用原理的講解與分析是通過“三路碼分復用系統(tǒng)”這個具體的案例進行的。以三路信源分別為m1=+1、m2=-1、m3=+1信號進行原理與波形分析的。計算機仿真則是對一個“兩路碼分復用系統(tǒng)”的實例模型進行的。③采用數(shù)學分析方法在這個知識點的教學過程中，通過非常簡明的數(shù)學推導、證明的方法，推導了任意第j路接收端收到碼分復用合路信號后提取本路信號的結果。不僅可以取得事半功倍的教學效果，而且也有助于提高學生的認識和理解深度，提高理論水平。④采用計算機輔助教學方法通過碼分復用系統(tǒng)的MATLAB/SIMULINKE計算機軟件仿真，給出了兩路連續(xù)多個信號碼分復用傳輸過程中，各種需要觀察的波形仿真結果及其對比結果。（6）教學過程①首先通過一個具體的“男女生辨別”這樣一個簡單的問題，引導出“多路復用不能將各路信號簡單疊加”，“為什么？”和“怎么辦？”的問題，并由此來引導學生進行“碼分復用原理”的學習。②在引導學生進行“碼分復用原理”學習的時候，順便介紹了碼分復用技術的奠基人女科學家、好萊塢影星海蒂﹒拉瑪。③通過“三路碼分復用系統(tǒng)”這個具體的案例進行“碼分復用原理”的學習。④在以上學習的基礎上，提出碼分復用技術的核心在于兩兩正交的擴頻碼。它們因為頻譜相互重疊，不能“頻分”，因為波形相互重疊，不能“時分”，因為碼組之間“兩兩正交”，所以只能“碼分”。⑤在以上分析的基礎上，通過非常簡明的數(shù)學推導，推導了任意第j路接收端收到碼分復用合路信號后提取本路信號的結果。從而證明了“碼分復用原理”的正確性。⑥最后借助于MATLAB/SIMULINKE計算機軟件仿真，進一步驗證了“碼分復用原理”的正確性。4、教學總結（1）教學思想隨著現(xiàn)代信息技術的飛速發(fā)展，信息處理技術和通信技術取得了巨大的成就，而且各種各樣的信息處理和通信技術成果目前正在改變著世界，也正在改變著我們的教育和教學。我國的高等教育由于受到了“應試教育”和“大眾化教育”的雙重壓力，教學質量的下降已經成為不爭的事實。如何借助于信息處理和通信新技術的進步，通過改變現(xiàn)有教學的理念、教學方式和教學方法，提高教學效果和教學質量，是一件非常有意義的令人興奮的事情。例如，現(xiàn)在上課的時候，一般都要求學生把手機“收起來”。試想?；蛟S會將來有一天，教學的時候，都會要求學生把手機“拿出來”。本人長期堅持以人為本的教學理念和建構主義學習觀，認為學生作為學習的主體，培養(yǎng)他們的求知欲，增加他們的學習興趣，使他們養(yǎng)成良好的自主學習習慣是最為重要的。就微課而言，我們需要概念準確、內容經典、課程設計匠心獨運，內容講解深入淺出，并且還要體現(xiàn)理論與實踐并重，傳統(tǒng)的板書與現(xiàn)代的計算機輔助教學相互配合。并且，最好還應該能夠獨樹一幟，形成特色，反映出教學研究和科學研究的最新成果，實現(xiàn)科研對教學的反哺作用。（2）教學特色①準確性。就是講述內容一定要準確規(guī)范。一些概念的定義均根據全國科學技術名詞審定委員會公布的《通信科學技術名詞》給出。②經典性。采用的教學內容一定要經典，為國內外教材所接受。③創(chuàng)新性。通過各路信號簡單相加出現(xiàn)的問題，引導碼分復用信道信號疊加；將各種調制融會貫通（已在最新版作品中略去）；第一次提出碼分復用的信道是按照沃爾什函數(shù)/碼組標號劃分的表述方法（已在最新版作品中略去）；給出了正交碼的頻譜及其疊加的結果（這在國內教材中尚未見到）。④數(shù)理性。簡單明了的數(shù)學證明不僅便于學生理解問題，還展現(xiàn)了數(shù)學之美。⑤實踐性。利用軟件實驗室MATLAB/SIMULINKE仿真軟件進行了系統(tǒng)仿真，達到了較好的實驗驗證效果。⑥科研性。各種多路復用統(tǒng)一的數(shù)學公式及其證明，是主講教師最近的科研成果。其中深入地研究了各種復用方式的基礎及其相互關系。如，語音的窄帶特性、奈奎斯特抽樣定理、正交理論和矢量（碼組）點積。并將其反哺教學。（3）教學總結本微課作品制作完成后，