通信原理課程教學(xué)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(chǔ)課。對通信原理課程體系特點的研究，以及課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)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(xué)質(zhì)量的教學(xué)途徑將會給通信原理課程帶來新的啟示。

　　[關(guān)鍵詞]通信原理;課程;教學(xué)

　　21世紀是名副其實的信息時代，通信技術(shù)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(nèi)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(zhuǎn)變?yōu)榻裉斓囊砸苿与娫�、網(wǎng)絡(luò)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(guān)鍵行業(yè)，作為現(xiàn)代通信系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)———通信原理的教學(xué)質(zhì)量，直接影響到我國通信人才的理論基礎(chǔ)，影響到我國通信產(chǎn)業(yè)的競爭力。因此通信原理課程的教學(xué)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(xué)方法、教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容上做出創(chuàng)新與改革。

　　1教材的選取

　　教材要對課程內(nèi)容全面的涵蓋，同時還需要表述清晰條理，結(jié)構(gòu)完善，因此是課程的根本。經(jīng)過對眾多國內(nèi)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(jīng)典教材《現(xiàn)代通信技術(shù)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(nèi)容全面，難易適中，習(xí)題豐富，例題詳細，是本課程教材的首選。

　　2教學(xué)內(nèi)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(nèi)容相當(dāng)廣，在有限的課時內(nèi)把所有的內(nèi)容都講透徹明白是不可能實現(xiàn)的，因此可以通過設(shè)立重點內(nèi)容，對不同的內(nèi)容合理分配課時來解決此問題。筆者在保證內(nèi)容的系統(tǒng)性的同時，結(jié)合本專業(yè)教學(xué)的具體特點與要求，緊跟新理論、新技術(shù)的發(fā)展方向，調(diào)整教學(xué)內(nèi)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(nèi)容設(shè)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(diào)制解調(diào)技術(shù)，特別是QAM正交振幅調(diào)制，OFDM調(diào)制等目前較為流行的調(diào)制解調(diào)技術(shù);以及數(shù)字通信當(dāng)中特有的同步技術(shù)和差錯控制編碼技術(shù)。在介紹系統(tǒng)基本理論基礎(chǔ)同時，增加一些目前最前沿的應(yīng)用技術(shù)的介紹，讓學(xué)生能對目前實用的技術(shù)有所了解。比如現(xiàn)在非常熱門的WCDMA、CD-MA2000和TS-SCDMA等3G技術(shù)，以及蓄勢待發(fā)的LTE 4G技術(shù)。將這些內(nèi)容帶入課程當(dāng)中，可以讓學(xué)生感受到他們所學(xué)的知識與現(xiàn)實應(yīng)用技術(shù)同步，讓學(xué)習(xí)變得更加有意義。

　　3教學(xué)手段的改革

　　豐富的教學(xué)手段是實現(xiàn)教學(xué)目的、提高教學(xué)質(zhì)量的一個重要方法。對于教學(xué)手段的改革，其主導(dǎo)思想是從更加豐富的形式來展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，要由單一的黑板講授轉(zhuǎn)變成為以學(xué)生為主的靈活多樣的教學(xué)方式。使得課程中出現(xiàn)的概念、原理、實現(xiàn)過程等內(nèi)容可以很直觀很形象的呈現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)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(xué)手段提出以下幾點改革方案:第一，使用多媒體教學(xué)，多媒體課件的多樣化展示方式可以幫助學(xué)生更好地理解教學(xué)內(nèi)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(nèi)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(jīng)典的通信理論，比如傅里葉變換、抽樣定理等內(nèi)容進行仿真，讓學(xué)生對內(nèi)容有直觀和具體的認識和感受，并借此提倡和鼓勵學(xué)生掌握自主的仿真能力;第二，通過小游戲的方式來傳授內(nèi)容，此方法可以最大限度地提高學(xué)生的參與性。經(jīng)過精心設(shè)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(xué)習(xí)的目的。筆者曾設(shè)計一個這樣的游戲，把一條信息寫在紙條上，讓一位同學(xué)讀取紙條上的內(nèi)容后，口頭告訴第二個同學(xué)，然后再由第二個同學(xué)口頭轉(zhuǎn)述給第三個同學(xué)，經(jīng)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(xué)們?yōu)楹巫詈笠晃煌瑢W(xué)接收到的信息與原信息有著許多的錯誤之處，產(chǎn)生這些錯誤的最主要原因是什么，讓同學(xué)們主動積極的思考這些問題之后，再進行點評:第一位同學(xué)與最后一位同學(xué)的信息可以理解為信息傳遞過程中的失真現(xiàn)象，而產(chǎn)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(xué)們記憶再經(jīng)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(chǎn)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(xué)們既能在快樂的氛圍當(dāng)中學(xué)習(xí)，課堂氣氛非常活躍，教學(xué)效果良好。通過游戲能讓學(xué)生深刻理解通信模型的關(guān)鍵知識點，每當(dāng)想起游戲過程，便可以幫助回憶相關(guān)知識點的特性。第三，采用多樣化教學(xué)方式的同時不能忽視和丟棄傳統(tǒng)的板書教學(xué)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(xué)生在老師推演過程中能讓學(xué)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(nèi)容和速度可以靈活控制。因此傳統(tǒng)板書的教學(xué)手段仍然是十分必要的。

　　4教學(xué)方法的改革

　　通信原理是一門理論性較強，數(shù)學(xué)公式較多的學(xué)科，對學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)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(xué)方法上面注重與現(xiàn)實結(jié)合，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。以學(xué)生為主，讓學(xué)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(dāng)中構(gòu)思一些開放性問題，引發(fā)學(xué)生展開討論，活躍學(xué)生的思路，促進學(xué)生的思考。具體有以下兩點改革辦法:第一，在講授過程中，結(jié)合現(xiàn)代通信發(fā)展的現(xiàn)狀，穿插講授各種基礎(chǔ)技術(shù)理論的發(fā)展，演變，和現(xiàn)實當(dāng)中的應(yīng)用，做到讓學(xué)生學(xué)得有目的、有感受，而不是孤立的學(xué)習(xí)理論知識。比如說早幾年移動通信從模擬網(wǎng)絡(luò)到數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的變化，資費的下降和服務(wù)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(shù)和手段發(fā)展的結(jié)果。結(jié)合這些變化來談移動通信技術(shù)的變遷，則可以達到增加學(xué)生學(xué)習(xí)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(jié)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(jié)構(gòu)，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(dǎo)公式而推導(dǎo)公式的做法，讓學(xué)生始終帶著目的去學(xué)習(xí)，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(dāng)中，許多條件都是用理想化的假設(shè)，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(diào)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(dāng)中，由于兩個不同機器，即使是設(shè)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(chǎn)生同步丟失現(xiàn)象。通過實驗，還可以增強學(xué)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?zāi)�擬基站與移動站的通信;可以直觀感受調(diào)制與解調(diào)的過程與結(jié)果等。實驗當(dāng)中讓同學(xué)們親自動手去實踐，去感受，能對知識內(nèi)容留下深刻的記憶，加深學(xué)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(zé)管理實驗室儀器與實驗指導(dǎo)工作，除了課堂的實驗時間之外，在日常工作時間允許學(xué)生自由進入實驗室進行試驗操作與學(xué)習(xí)，這樣的學(xué)習(xí)效果會大大提高。

　　6結(jié)束語

　　隨著通信領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，通信技術(shù)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(jīng)做了許多嘗試:教學(xué)內(nèi)容更加的與時俱進，跟上時代步伐;教學(xué)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(xué)方法更加的有針對性;更加的注重學(xué)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(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)為主”的教學(xué)模式，遵循教學(xué)規(guī)律，不斷改革創(chuàng)新，進一步提高教學(xué)質(zhì)量，為培養(yǎng)高素質(zhì)通信人才做出努力。

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