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  “明”繁“化”简 深入浅出畅游“信息”课堂 ———访天佑主讲教师高明华  

枯燥的概念、繁杂的公式推导、难以理解的知识架构……谈起现代通信原理,学过这门课程的同学脑海里可能浮现出这样的印象。在交大,有这样的一位老师,启发式教学让学生参与其中,从此五十分钟的课堂时间不再漫长;别出心裁地运用生活实例让学生身临其境,从此晦涩难懂的通信理论不再抽象;设身处地站在学生的角度思考问题,从此概念性极强的学科基础课不再困难。他就是我校的“天佑主讲教师”--信息工程学院高明华。

化繁为简 探寻知识本质  

知识难度高、概念性极强,枯燥的专有名词概念,晦涩的数学分析计算,现代通信原理作为通信工程专业里一门核心的学科基础课,让许多初学者望而却步。如何有效地调动学生课堂上的积极性,如何帮助学生理解通信系统内部所隐含的内在联系,这是高明华一直以来都在思考的问题。  

“发问式”教学,是高明华另辟蹊径、大胆采用的教学方式。在上课过程中,他经常会出人意料地问一句“为什么?”引发同学们的思考。“好问、多问、巧问是学习的关键。”高明华是这样教育学生,也是这样要求自己的。越是简单、越是基础的问题越要多问,基础概念的学习与掌握,也恰恰是学生们学习中容易忽视的部分。  

如何去了解学生在学习过程可能出现的疑问?在被提问时又该如何去回答这些‘为什么’?在问题的提出和解答上,高明华也下了不少功夫。备课阶段,高明华就阅读过大量相关文献和书籍,将课本知识“啃”了个透,哪些知识点是易错的,哪些知识点是难以理解的,他都了然于胸。“解决这些‘为什么’的关键在于将事物最核心、最根本的内容弄清楚,从公式到其所对应的概念,从理论到其在工程中的应用,这些都是需要其花费大量的时间精力去弄通弄懂的。”高明华说道。  

在教授《现代通信原理》的第一堂课上,高明华便开门见山,向同学们问道“什么是通信?”,“通信简单来说就是传递信息”。“什么是通信系统?”,“传递信息设备的总和就叫做通信系统”。为了更形象地让同学们认识传递信息的重要性,他巧妙地引用唐朝诗人杜甫《春望》中诗句“烽火连三月,家书抵万金。”诗中“值万金”的家书就是家人平安的信息,由此说明传递信息的重要性,“如何快速准确可靠地传递信息?”,“经过人们长期的探索研究,现代一般采用电信号进行通信,本课程就主要研究用电信号来进行通信。”  

通过对问题的提出与解答,高明华将课堂的核心知识与内容娓娓道来,凝练的概念解释也在同学们的脑海里留下了很深的印象。熟悉高明华的课堂风格后,同学们也会自觉地在课前进行预习,提出不懂的问题,再尽可能地通过自己的努力去解决这些问题。同样,在课堂上同学们也会积极回答高明华的问题,跟着他的思维参与到知识的学习中。“为了激励学生多在创设的情景中弄清弄懂公式概念,我会给予积极回答问题的同学课堂表现分数的奖励。”高明华说道。  

融会贯通 学习亦是人生  

“学会、理解、运用”是学习知识的三个层次。仅仅学会知识是远不能满足课程的要求的,学习就好似“盲人摸象”,不同的角度看到的问题是不一样的。只有从多方面多门类讲解课程,学生才能更加容易接受。  

“建立系统的概念是最困难的,同时也是最重要的。”引导学生站在系统的角度看待问题,学生就能更好地去理解课程。“信号分为模拟信号和数字信号,模拟、数字信号分别通过模拟、数字通信系统传输。其中,数字通信系统传输的优点是抗干扰能力强,而生活中存在着大量的模拟信号,因此在现实中我们也经常采用数字通信系统来传递模拟信号。”寥寥几句,高明华就把通信原理这门课程的大致框架讲的一清二楚,有了框架,在理解各章节知识点关系时也就豁然开朗。  

理论与实践如同车之双轮,鸟之双翼,只有将二者有机地结合起来,才能更好地理解掌握学习的知识。以通信原理为代表的许多的工科类课程,除了大部分是以老师讲授为主的理论课之外,也会在教学过程中穿插安排学生亲自动手的实验环节。在高明华看来,实验既是对所学知识的再一次检验,也是对于实践动手能力的锻炼与体现。“作为一所以工科为主的学校,办学目标之一便是培养一批实践能力强、有创新意识的人才。”“实践能力的培养需要一个长期的过程,并不是一朝一夕就可以培养出来的。”除了向学生强调动手实践能力的重要性外,在实验过程中高明华还会引导学生将实验内容与平常教学知识点进行对比,用理论知识去分析实验结果。学生经过一番动手思考之后,实践能力得到提高的同时,分析问题、解决问题的能力也得以增强。  

运用生活中的实例来解释课本中的理论知识,这也是高明华课堂上的一大特点。在学习到相关函数之间的自相关和互相关概念时,为了帮助同学们更好地理解和区分两者之间的关系,加深同学们对该部分的理解,高明华形象地将函数的自相关程度比作是一个学生从小学、初中、高中以来成绩的趋势,自相关系数越大,表明该学生的成绩很稳定。而互相关程度则可以理解为班级里两个双胞胎之间成绩的相关程度。通过列举实例的方式,高明华巧妙地让同学们设身处地地理解了数学概念本身所表示的意思。在联系生活中实例的同时,高明华还不忘向同学们普及相关函数在工程实际中的运用,“自相关函数可以应用于发射机和接收机的同步,而互相关函数可以应用于接收机从多个信号中检测出某一所需信号,这就是3G的工作原理。”  

“生活是学习,学习亦是生活。”融会贯通,现实生活中的道理也可以用在《现代通信原理》这门课程的学习中。当我们在生活中面对比较复杂困难的问题时,我们通常会将其分成一个个小目标。现代通信原理中,也存在着许多的推导计算。在计算随机脉冲序列交变项u(t的功率谱密度Pu(f时,第一步将UT(f找出来,第二步取绝对值再平方,第三步对随机项求数学期望……而这些公式就是推导过程中的线索。“涉及这种复杂推导时,学生往往会在推导过程中会失去目标,而这时最重要地就是要告诉学生推导过程中的线索,根据线索一步步完成,难度自然就降低了。”“高老师讲课条理清晰,善于从学生的角度出发解决问题。同时高老师很注意系统图的讲解,通过一张张的系统图来帮助我们理解对应的公式。”16级通信工程2班郎鑫同学评价道。  

“教师是一个讲良心的职业,就是凭良心做事的,不糊弄,做到问心无愧,并且我自己也非常喜欢这个职业。同样,任何的成就都离不开辛勤的付出,无论是自己教书育人还是学生取得光辉的成绩。”高明华笑着说道。在指导学生方面,高明华也花费了大量时间,取得了十分光辉的成绩,近三年指导本科生发表论文十余篇,其中发表在核心期刊5篇,指导学生多次在国家级、省级大学生移动通信技术大赛、计算机设计大赛等竞赛中获奖。  

“随风潜入夜,润物细无声。”用心教书,潜心育人。二十年如一载,三尺讲台便是他的责任与使命,时光流逝,带走的是一个个栋梁之才,带不走的是他对教学的耐心与热情。(摄/高欣音)