三江學(xué)院微課教學(xué)比賽教學(xué)設(shè)計(jì)表

三江學(xué)院微課教學(xué)比賽教學(xué)設(shè)計(jì)表1、課程基本描述微課程名稱碼分復(fù)用原理課程內(nèi)容所屬學(xué)科工學(xué)、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(hào)作者名、教材名稱、出版社與出版時(shí)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(shù)（第三版）.西安：西安電子科學(xué)技術(shù)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(shí)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(xué)院所在院系電子信息工程學(xué)院2、教學(xué)背景（課程背景及特點(diǎn)、本微課特點(diǎn)）“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(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)起來非常吃力，很多教學(xué)內(nèi)容，很難理解。如何才能取得比較好的學(xué)習(xí)效果？上世紀(jì)九十年代起，主講教師開始對(duì)此進(jìn)行了深入的教學(xué)研究與實(shí)踐。并依據(jù)“建構(gòu)主義”學(xué)習(xí)觀，創(chuàng)造了一整套的“交互式課堂教學(xué)”方法（論文詳見“交互式課堂教學(xué)的探索與實(shí)踐”），并且取得了非常好的教學(xué)效果，獲得了海軍電子信息工程學(xué)院教學(xué)成果獎(jiǎng)。2007年，主講教師通過三江學(xué)院重點(diǎn)課程立項(xiàng)，對(duì)“通信原理”課程進(jìn)行了重點(diǎn)建設(shè)。主要包括：理論知識(shí)內(nèi)容的融會(huì)貫通和創(chuàng)新研究、應(yīng)用型人才工程教育及能力培養(yǎng)、軟硬件結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和旨在培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和終生學(xué)習(xí)能力和習(xí)慣等幾個(gè)方面。并于2013年獲得三江學(xué)院教學(xué)成果獎(jiǎng)。多路復(fù)用和多址技術(shù)是樊昌信教授《通信原理教程》第9章的教學(xué)內(nèi)容。與頻分復(fù)用和時(shí)分復(fù)用技術(shù)相比，學(xué)生普遍感到碼分復(fù)用原理非常難于理解。“碼分復(fù)用原理”在主干課程“通信原理”中是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，與之相關(guān)的“碼分多址（CDMA）”在專業(yè)課程“移動(dòng)通信”中也是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。之所以是重點(diǎn)，是因?yàn)樵诋?dāng)前的第三代移動(dòng)通信中，碼分復(fù)用已經(jīng)一統(tǒng)天下，CDMA技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。之所以是難點(diǎn)，是因?yàn)檫@部分內(nèi)容非常難學(xué)，有的學(xué)生即使是學(xué)了兩遍，仍然不能真正地理解其中的原理和關(guān)鍵所在。為此，我們對(duì)這一重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了深入研究，探索深入淺出的教學(xué)方法。從而使得本作品應(yīng)運(yùn)而生。微課具有教學(xué)時(shí)間短、教學(xué)內(nèi)容較少、資源容量較少、教學(xué)方式深入淺出、教學(xué)手段豐富多彩、集學(xué)習(xí)趣味性、理解簡單性、使用方便性于一體等特點(diǎn)。因此，對(duì)于“碼分復(fù)用原理”這樣的及教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，非常迫切需要設(shè)計(jì)和建設(shè)一個(gè)“微課”學(xué)習(xí)資源，以供學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)和做實(shí)驗(yàn)的時(shí)候進(jìn)行參考。本微課“碼分復(fù)用原理”的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)和建設(shè)上緊緊抓住微課上述特點(diǎn)，運(yùn)用合理的結(jié)構(gòu)和相互間的邏輯關(guān)系展開，使之為“碼分復(fù)用原理”相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容服務(wù)。并兼顧了學(xué)生的人文教育和能力的培養(yǎng)。3、本次教學(xué)設(shè)計(jì)（教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目的、教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)難點(diǎn)、教學(xué)方法、教學(xué)過程）（1）教學(xué)內(nèi)容抓住樊昌信《通信原理教程》第九章多路復(fù)用與多址技術(shù)中的“碼分復(fù)用原理”這一個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)，但不涉及擴(kuò)頻調(diào)制原理及其抗噪聲性能和碼分多址（CDMA）及其應(yīng)用。（2）教學(xué)目的通過“碼分復(fù)用原理”微課教學(xué)，使得學(xué)生在課前可以對(duì)相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，幫助學(xué)生更好地理解“碼分復(fù)用原理”知識(shí)點(diǎn)的概念、原理和分析方法，并且培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)工具和MATLAB/SIMULINK計(jì)算機(jī)仿真軟件分析問題和解決問題的能力。（3）教學(xué)重點(diǎn)正交碼及其在碼分復(fù)用技術(shù)中的應(yīng)用。（4）教學(xué)難點(diǎn)如何通過正交的擴(kuò)頻碼（或地址碼）分離各分路的信號(hào)，從而使得碼分復(fù)用技術(shù)成為可能。（5）教學(xué)方法①采用以問題為引導(dǎo)（PBL）的教學(xué)方法首先通過一個(gè)簡單的“男女生辨別”問題，引導(dǎo)出“多路復(fù)用不能將各路信號(hào)簡單疊加”的問題，“為什么？”“怎么辦？”由此來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“碼分復(fù)用原理”的學(xué)習(xí)。②采用案例教學(xué)方法碼分復(fù)用原理的講解與分析是通過“三路碼分復(fù)用系統(tǒng)”這個(gè)具體的案例進(jìn)行的。以三路信源分別為m1=+1、m2=-1、m3=+1信號(hào)進(jìn)行原理與波形分析的。計(jì)算機(jī)仿真則是對(duì)一個(gè)“兩路碼分復(fù)用系統(tǒng)”的實(shí)例模型進(jìn)行的。③采用數(shù)學(xué)分析方法在這個(gè)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)過程中，通過非常簡明的數(shù)學(xué)推導(dǎo)、證明的方法，推導(dǎo)了任意第j路接收端收到碼分復(fù)用合路信號(hào)后提取本路信號(hào)的結(jié)果。不僅可以取得事半功倍的教學(xué)效果，而且也有助于提高學(xué)生的認(rèn)識(shí)和理解深度，提高理論水平。④采用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)方法通過碼分復(fù)用系統(tǒng)的MATLAB/SIMULINKE計(jì)算機(jī)軟件仿真，給出了兩路連續(xù)多個(gè)信號(hào)碼分復(fù)用傳輸過程中，各種需要觀察的波形仿真結(jié)果及其對(duì)比結(jié)果。（6）教學(xué)過程①首先通過一個(gè)具體的“男女生辨別”這樣一個(gè)簡單的問題，引導(dǎo)出“多路復(fù)用不能將各路信號(hào)簡單疊加”，“為什么？”和“怎么辦？”的問題，并由此來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“碼分復(fù)用原理”的學(xué)習(xí)。②在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“碼分復(fù)用原理”學(xué)習(xí)的時(shí)候，順便介紹了碼分復(fù)用技術(shù)的奠基人女科學(xué)家、好萊塢影星海蒂﹒拉瑪。③通過“三路碼分復(fù)用系統(tǒng)”這個(gè)具體的案例進(jìn)行“碼分復(fù)用原理”的學(xué)習(xí)。④在以上學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，提出碼分復(fù)用技術(shù)的核心在于兩兩正交的擴(kuò)頻碼。它們因?yàn)轭l譜相互重疊，不能“頻分”，因?yàn)椴ㄐ蜗嗷ブ丿B，不能“時(shí)分”，因?yàn)榇a組之間“兩兩正交”，所以只能“碼分”。⑤在以上分析的基礎(chǔ)上，通過非常簡明的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，推導(dǎo)了任意第j路接收端收到碼分復(fù)用合路信號(hào)后提取本路信號(hào)的結(jié)果。從而證明了“碼分復(fù)用原理”的正確性。⑥最后借助于MATLAB/SIMULINKE計(jì)算機(jī)軟件仿真，進(jìn)一步驗(yàn)證了“碼分復(fù)用原理”的正確性。4、教學(xué)總結(jié)（1）教學(xué)思想隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，信息處理技術(shù)和通信技術(shù)取得了巨大的成就，而且各種各樣的信息處理和通信技術(shù)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(xué)。我國的高等教育由于受到了“應(yīng)試教育”和“大眾化教育”的雙重壓力，教學(xué)質(zhì)量的下降已經(jīng)成為不爭的事實(shí)。如何借助于信息處理和通信新技術(shù)的進(jìn)步，通過改變現(xiàn)有教學(xué)的理念、教學(xué)方式和教學(xué)方法，提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)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(shí)候，一般都要求學(xué)生把手機(jī)“收起來”。試想?；蛟S會(huì)將來有一天，教學(xué)的時(shí)候，都會(huì)要求學(xué)生把手機(jī)“拿出來”。本人長期堅(jiān)持以人為本的教學(xué)理念和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)觀，認(rèn)為學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，培養(yǎng)他們的求知欲，增加他們的學(xué)習(xí)興趣，使他們養(yǎng)成良好的自主學(xué)習(xí)習(xí)慣是最為重要的。就微課而言，我們需要概念準(zhǔn)確、內(nèi)容經(jīng)典、課程設(shè)計(jì)匠心獨(dú)運(yùn)，內(nèi)容講解深入淺出，并且還要體現(xiàn)理論與實(shí)踐并重，傳統(tǒng)的板書與現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)相互配合。并且，最好還應(yīng)該能夠獨(dú)樹一幟，形成特色，反映出教學(xué)研究和科學(xué)研究的最新成果，實(shí)現(xiàn)科研對(duì)教學(xué)的反哺作用。（2）教學(xué)特色①準(zhǔn)確性。就是講述內(nèi)容一定要準(zhǔn)確規(guī)范。一些概念的定義均根據(jù)全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)公布的《通信科學(xué)技術(shù)名詞》給出。②經(jīng)典性。采用的教學(xué)內(nèi)容一定要經(jīng)典，為國內(nèi)外教材所接受。③創(chuàng)新性。通過各路信號(hào)簡單相加出現(xiàn)的問題，引導(dǎo)碼分復(fù)用信道信號(hào)疊加；將各種調(diào)制融會(huì)貫通（已在最新版作品中略去）；第一次提出碼分復(fù)用的信道是按照沃爾什函數(shù)/碼組標(biāo)號(hào)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(jié)果（這在國內(nèi)教材中尚未見到）。④數(shù)理性。簡單明了的數(shù)學(xué)證明不僅便于學(xué)生理解問題，還展現(xiàn)了數(shù)學(xué)之美。⑤實(shí)踐性。利用軟件實(shí)驗(yàn)室MATLAB/SIMULINKE仿真軟件進(jìn)行了系統(tǒng)仿真，達(dá)到了較好的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證效果。⑥科研性。各種多路復(fù)用統(tǒng)一的數(shù)學(xué)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(fù)用方式的基礎(chǔ)及其相互關(guān)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(diǎn)積。并將其反哺教學(xué)。（3）教學(xué)總結(jié)本微課作品制作完成后，