通信原理課程教學改革論文

通信原理課程教學改革論文

　　[摘要]通信原理是通信、電子信息工程專業(yè)的主干基礎課。對通信原理課程體系特點的研究，以及課程的教學內容、教學方法和教學手段的改革是非常重要的一項工作。一些創(chuàng)新性的、有效提高教學質量的教學途徑將會給通信原理課程帶來新的啟示。

　　[關鍵詞]通信原理;課程;教學

　　21世紀是名副其實的信息時代，通信技術的發(fā)展給人們的生活帶來了巨大的改變。隨著通信的效率、內容與方式都發(fā)生了翻天覆地的變化，人們的遠距離通信方式從上世紀末的以書信，固定電話為主的方式轉變?yōu)榻裉斓囊砸苿与娫挕⒕W絡視頻等為主的方式。人與人之間的溝通變得更加的暢通無阻，信息的交流更加的方便。通信行業(yè)也成為了信息時代的一個關鍵行業(yè)，作為現(xiàn)代通信系統(tǒng)的理論基礎———通信原理的教學質量，直接影響到我國通信人才的理論基礎，影響到我國通信產業(yè)的競爭力。因此通信原理課程的教學改革[1]-[7]意義重大。本文從多方面對通信原理課程進行改革，特別是在教學方法、教學手段和教學內容上做出創(chuàng)新與改革。

　　1教材的選取

　　教材要對課程內容全面的涵蓋，同時還需要表述清晰條理，結構完善，因此是課程的根本。經過對眾多國內優(yōu)秀教材的比較和分析，筆者最終選用了張輝主編的優(yōu)秀經典教材《現(xiàn)代通信技術與原理》(第二版)[8]，該教材為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，內容全面，難易適中，習題豐富，例題詳細，是本課程教材的首選。

　　2教學內容改革

　　課程的課時是非常有限的，而通信原理課程所涉及的內容相當廣，在有限的課時內把所有的內容都講透徹明白是不可能實現(xiàn)的，因此可以通過設立重點內容，對不同的內容合理分配課時來解決此問題。筆者在保證內容的系統(tǒng)性的同時，結合本專業(yè)教學的具體特點與要求，緊跟新理論、新技術的發(fā)展方向，調整教學內容的重點。例如，隨著近年來數(shù)字通信的蓬勃發(fā)展，可以考慮重點內容設定在數(shù)字通信上面，重點講述數(shù)字基帶、頻帶傳輸系統(tǒng);模擬信號的數(shù)字傳輸;現(xiàn)代數(shù)字調制解調技術，特別是QAM正交振幅調制，OFDM調制等目前較為流行的調制解調技術;以及數(shù)字通信當中特有的同步技術和差錯控制編碼技術。在介紹系統(tǒng)基本理論基礎同時，增加一些目前最前沿的應用技術的介紹，讓學生能對目前實用的技術有所了解。比如現(xiàn)在非常熱門的WCDMA、CD-MA2000和TS-SCDMA等3G技術，以及蓄勢待發(fā)的LTE 4G技術。將這些內容帶入課程當中，可以讓學生感受到他們所學的知識與現(xiàn)實應用技術同步，讓學習變得更加有意義。

　　3教學手段的改革

　　豐富的教學手段是實現(xiàn)教學目的、提高教學質量的一個重要方法。對于教學手段的改革，其主導思想是從更加豐富的形式來展現(xiàn)教學內容，要由單一的黑板講授轉變成為以學生為主的靈活多樣的教學方式。使得課程中出現(xiàn)的概念、原理、實現(xiàn)過程等內容可以很直觀很形象的呈現(xiàn)給學生，學生就可以很容易的掌握原本對他們來說很抽象很陌生的知識。

　　本文對教學手段提出以下幾點改革方案:第一，使用多媒體教學，多媒體課件的多樣化展示方式可以幫助學生更好地理解教學內容，大大增加了傳授信息量，節(jié)約了傳統(tǒng)板書方式中所耗費的時間。多媒體課件種類繁多，比如最常見的PPT課件，制作優(yōu)秀的PPT課件可以加入許多動畫，圖片等內容，可以形象的演示信號的處理過程;合理利用MATLAB，System view等仿真工具，對一些經典的通信理論，比如傅里葉變換、抽樣定理等內容進行仿真，讓學生對內容有直觀和具體的認識和感受，并借此提倡和鼓勵學生掌握自主的仿真能力;第二，通過小游戲的方式來傳授內容，此方法可以最大限度地提高學生的參與性。經過精心設計的游戲環(huán)節(jié)和某些通信模式相似。從而達到從游戲中學習的目的。筆者曾設計一個這樣的游戲，把一條信息寫在紙條上，讓一位同學讀取紙條上的內容后，口頭告訴第二個同學，然后再由第二個同學口頭轉述給第三個同學，經過若干次傳遞之后，再把信息在黑板上寫出，再與原信息對比。

　　游戲之后進行點評，指出通信的最終目的其實都是信息傳遞，而本游戲就是一個信息傳遞的通常模型，信息從第一個人傳遞到最后一個人;再提問同學們?yōu)楹巫詈笠晃煌瑢W接收到的信息與原信息有著許多的錯誤之處，產生這些錯誤的最主要原因是什么，讓同學們主動積極的思考這些問題之后，再進行點評:第一位同學與最后一位同學的信息可以理解為信息傳遞過程中的失真現(xiàn)象，而產生失真的最主要原因是信道帶寬不足，傳遞信息靠的是同學們記憶再經過口頭傳遞，而人的記憶力是有限的，紙條上的信息長度超過人腦短時間能記憶的信息上限(也就是需要傳送的信息量超過了信道容量)，所以產生了大量的失真，改善的方法可以有縮短信息長度(使通信數(shù)據(jù)帶寬小于信道帶寬)或者改用筆錄的方式記錄信息，再進行傳遞(改善信道環(huán)境，增加信道容量)。讓同學們既能在快樂的氛圍當中學習，課堂氣氛非常活躍，教學效果良好。通過游戲能讓學生深刻理解通信模型的關鍵知識點，每當想起游戲過程，便可以幫助回憶相關知識點的特性。第三，采用多樣化教學方式的同時不能忽視和丟棄傳統(tǒng)的板書教學方法。寫傳統(tǒng)板書的優(yōu)勢首先在于便于教師整理思路，使得講解更加有條理，同時學生在老師推演過程中能讓學生有時間思考，跟著老師的節(jié)奏去解題;其次教師講解的內容和速度可以靈活控制。因此傳統(tǒng)板書的教學手段仍然是十分必要的。

　　4教學方法的改革

　　通信原理是一門理論性較強，數(shù)學公式較多的學科，對學生的數(shù)學基礎也有較高的要求，如果是按部就班的講解會比較枯燥，因此在教學方法上面注重與現(xiàn)實結合，引發(fā)學生的學習興趣。以學生為主，讓學生自主思考問題、討論問題、體驗問題，而不再是傳統(tǒng)的老師講授方式。在課堂當中構思一些開放性問題，引發(fā)學生展開討論，活躍學生的思路，促進學生的思考。具體有以下兩點改革辦法:第一，在講授過程中，結合現(xiàn)代通信發(fā)展的現(xiàn)狀，穿插講授各種基礎技術理論的發(fā)展，演變，和現(xiàn)實當中的應用，做到讓學生學得有目的、有感受，而不是孤立的學習理論知識。比如說早幾年移動通信從模擬網絡到數(shù)字網絡的變化，資費的下降和服務類型的增加，每個人都能的感受得到，而這些變化的背后其實是移動通信技術和手段發(fā)展的結果。結合這些變化來談移動通信技術的變遷，則可以達到增加學生學習興趣，易于接受的效果;第二，對公式的講解做到深入淺出，注重框架和原理的，結合模型特征來理解公式。對公式的理解，主要是從公式計算的目的，公式的框架結構，使用的計算技巧等方面著手，采用先全局后細節(jié)的講解方法，避免為了推導公式而推導公式的做法，讓學生始終帶著目的去學習，帶著問題去思考。

　　5加強實驗環(huán)節(jié)

　　雖然仿真軟件可以對某些通信模型進行仿真，但是仿真的體驗效果仍然是沒有實驗的體驗效果更加直接和具有現(xiàn)實意義。在仿真當中，許多條件都是用理想化的假設，而在實驗中，可以真切體會到噪聲的干擾，電路的損耗，以及各種各樣外界干擾對信號的影響。比如說同樣是相干解調系統(tǒng)，仿真系統(tǒng)中不會出現(xiàn)同步丟失現(xiàn)象，而實驗當中，由于兩個不同機器，即使是設定的頻率一致，但是兩者的頻率之間總是存在一定的誤差，因此系統(tǒng)同步之后，長時間沒進行同步糾正的話，容易產生同步丟失現(xiàn)象。通過實驗，還可以增強學生的動手能力，可以掌握示波器和信號發(fā)生器的使用;可以了解到如何利用鎖相環(huán)進行相位鎖定;

　　可以體驗模擬基站與移動站的通信;可以直觀感受調制與解調的過程與結果等。實驗當中讓同學們親自動手去實踐，去感受，能對知識內容留下深刻的記憶，加深學生對本課程重點知識的印象。

　　由于做實驗所需的時間彈性是非常大的，僅僅利用課堂時間有時候難以順利完成，因此可以考慮安排專職的實驗室管理員負責管理實驗室儀器與實驗指導工作，除了課堂的實驗時間之外，在日常工作時間允許學生自由進入實驗室進行試驗操作與學習，這樣的學習效果會大大提高。

　　6結束語

　　隨著通信領域的迅猛發(fā)展，通信技術的日新月異，通信原理課程改革的路還很長，需要做的事還很多。盡管筆者已經做了許多嘗試:教學內容更加的與時俱進，跟上時代步伐;教學手段和形式更多樣化、現(xiàn)代化，更加自由，融入更多的元素;教學方法更加的有針對性;更加的注重學生的動手實踐能力的培養(yǎng)。但是筆者深知改革創(chuàng)新的路還很長，將力求把“以教為主”的教學模式轉變?yōu)椤耙詫W為主”的教學模式，遵循教學規(guī)律，不斷改革創(chuàng)新，進一步提高教學質量，為培養(yǎng)高素質通信人才做出努力。

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