通信原理教學(xué)改革的研究論文
通信原理是通信、電子信息與光信息等專(zhuān)業(yè)學(xué)生的必修專(zhuān)業(yè)基礎課，主要講授現代通信系統的基本原理、基本性能與基本分析方法[1]。該課程在教學(xué)環(huán)節中起著(zhù)承上啟下舉足輕重的作用。國內許多高校都將它作為通信電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)碩士研究生入學(xué)考試課程2，其基本分析方法和理論大量應用于光電子、光通信等領(lǐng)域。通信原理課程的主要特點(diǎn)是內容豐富、原理眾多、概念抽象，對教與學(xué)都會(huì )造成_定的障礙。在教學(xué)內容繁多而教學(xué)學(xué)時(shí)不斷減少的情況下，教師如何教好這門(mén)課和學(xué)生如何學(xué)好這門(mén)課都是教師應該認真思考和對待的問(wèn)題。于是，迫切要求教師轉變教育思想觀(guān)念，對其教學(xué)內容和教學(xué)手段等進(jìn)行改革。
1課程現狀及存在的問(wèn)題
1.1教學(xué)內容更新相對遲緩
通信領(lǐng)域的飛速發(fā)展可謂日新月異，但是“通信原理”教學(xué)內容的更新卻相對緩慢，學(xué)生學(xué)到的知識和目前通信系統領(lǐng)域中使用的技術(shù)及通信新技術(shù)相差甚遠，教學(xué)內容缺乏實(shí)用性和先進(jìn)性。
1.2教學(xué)學(xué)時(shí)在不斷減少
通信原理課程內容豐富，基本概念、原理抽象，理論性很強，要求學(xué)生具有比較扎實(shí)深厚的數學(xué)基礎，課程中的理論結果幾乎都來(lái)自于復雜的數學(xué)推導;教師難教，學(xué)生難學(xué);這些與目前新的教學(xué)大綱中教學(xué)學(xué)時(shí)的不斷減少形成矛盾。
1.3教學(xué)方式不能適應培養創(chuàng )新人才的要求
通信原理課程是一門(mén)公式和推導相對較多的學(xué)科。傳統教學(xué)方式中，學(xué)生在課堂學(xué)習及課后完成作業(yè)時(shí)容易陷入復雜的數學(xué)推導中，于是會(huì )導致如下不足：①教師板書(shū)占用時(shí)間多，課堂有效時(shí)間較少，信息量較低;②學(xué)生感到非常乏味和枯燥，也很難理解這些理論知識在通信系統中的實(shí)際應用。
在實(shí)驗教學(xué)環(huán)節中，現有的實(shí)驗箱實(shí)驗模塊較少，而且只能對有些知識點(diǎn)進(jìn)行驗證性實(shí)驗，無(wú)法做到使學(xué)生真正理解與掌握全部知識點(diǎn)。這些都直接影響到學(xué)生的綜合能力和創(chuàng )新能力的培養和提高，遠遠不能滿(mǎn)足學(xué)生畢業(yè)后實(shí)際工作的需要。
2理論教學(xué)改革的具體措施
2.1優(yōu)化理論教學(xué)內容
雖然模擬調制在通信電子線(xiàn)路課程中也有所涉及，但光信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)沒(méi)有開(kāi)設通信電子線(xiàn)路課程，因此還是需要較多篇幅去講解這_部分。在通信原理教學(xué)過(guò)程中要經(jīng)常用到信息論的基本知識，比如香農公式等，處理方法是淡化其來(lái)源而強調能直接運用該理論解決實(shí)際問(wèn)題。光信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)沒(méi)有隨機信號分析課程，因此在通信系統中普遍存在的隨機噪聲和干擾也要講解清楚。
在教學(xué)過(guò)程中，適當引入Matlab計算機仿真實(shí)驗內容，如數字頻帶傳輸、模擬信號的數字化及編碼等，通過(guò)具體實(shí)例、Matlab腳本文件來(lái)演繹和深化概念，聯(lián)系實(shí)際，并在重要概念上做適當延伸。使學(xué)生深入理解通信系統的原理和實(shí)現的方法，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng )造性學(xué)習。通信新技術(shù)曰新月異，在通信原理教學(xué)過(guò)程中，有意識地適當增加—些新技術(shù)的專(zhuān)題講座，如向學(xué)生介紹4G技術(shù)基本知識、4G技術(shù)的應用前景、4G技術(shù)對人們生活帶來(lái)哪些影響等，還可以向學(xué)生介紹其他一些新通信技術(shù)如超寬帶無(wú)線(xiàn)技術(shù)、下一代網(wǎng)絡(luò )等。表面上好象占用了有限的教學(xué)學(xué)時(shí)，但是拓展學(xué)生的學(xué)術(shù)視野，還使得學(xué)生懂得基本概念和原理不是孤立的，它們在現實(shí)生活中起到了實(shí)實(shí)在在的作用，從而可以進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習該門(mén)課程的興趣。
2.2慎重選擇教材和教學(xué)參考書(shū)
在綜合比較了國內外比較流行的《通信原理》教材后，結合本校學(xué)生的具體情況選用樊昌信老師編寫(xiě)的《通信原理(第六版)》這本教材。該教材加強基本概念、基本原理的講解，在增強數學(xué)分析嚴謹性的同時(shí)適量簡(jiǎn)化數學(xué)推導，減少過(guò)時(shí)的通信技術(shù)，增加新型通信技術(shù)原理的介紹。采用該書(shū)進(jìn)行教學(xué)，使人感覺(jué)概念清晰、組織得當，能夠激發(fā)學(xué)生綜合運用這些知識進(jìn)行科學(xué)觀(guān)察、進(jìn)行新知識探求的思維能力。另外，為了開(kāi)闊學(xué)生視野，推薦學(xué)生使用由曹志剛老師編寫(xiě)的《現代通信原理》作為教學(xué)參考書(shū)，這也是一本值得仔細研讀的好書(shū)。
為了在教學(xué)內容上與國外高等教育接軌，參考了一些國外經(jīng)典教材如:《DigitalCommunication》(作者:JohnG.Proakis)、《CommunicationSystem》(作者:SimonHaykin)等，并作為教師參考書(shū)，同時(shí)鼓勵學(xué)生參閱這些英文原版教材。
2.3改進(jìn)教學(xué)手段和教學(xué)方法
精心制作通信原理課程的教學(xué)課件、電子教案等，通過(guò)多媒體動(dòng)畫(huà)形象地展示某些知識點(diǎn)的原理圖、波形圖或頻譜圖。對于學(xué)生普遍感到比較困難的公式或結論，合理采用板書(shū)進(jìn)行詳細推導。這樣既可以節省寶貴的教學(xué)時(shí)間，又能夠提高教學(xué)效率，達到滿(mǎn)意的結果。
通信原理課程中存在眾多繁雜的公式、晦澀難解的概念，如果只是照本宣科，勢必會(huì )造成學(xué)生在上課時(shí)好象聽(tīng)天書(shū)，不知所云，但如果結合其物理背景以通俗易懂的形式進(jìn)行講解，就可以起到事半功倍的效果。如在講述信息量這個(gè)概念時(shí)，“信息量與事件發(fā)生的概率有關(guān)，事件發(fā)生的概率52越小，信息量越大�！睂W(xué)生對此不是很好理解，為此，舉了一個(gè)生活中司空見(jiàn)慣的例子，“太陽(yáng)從東方升起”所傳達出來(lái)的信息量幾乎為零，但“太陽(yáng)從西方升起(當然這不符合自然規律)”所傳達出來(lái)的信息量就非常大。講述調制解調概念時(shí)，就用火箭運載宇宙飛船升向太空并在太空中及時(shí)分離這一現象做比喻。在講解信道的幅度頻率特性和相位頻率特性時(shí)，就以教室里正在聽(tīng)課學(xué)生站成方正的隊列為例進(jìn)行講述。
在教學(xué)過(guò)程中經(jīng)常采用設問(wèn)式、啟發(fā)式、討論式等教學(xué)方法，精心準備每節課的設問(wèn)問(wèn)題，引導學(xué)生進(jìn)行創(chuàng )造性思維，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習熱情，變被動(dòng)學(xué)習為自主學(xué)習。為學(xué)生有的放矢地選擇一些新通信技術(shù)專(zhuān)題，要求學(xué)生課后主動(dòng)查閱資料，展開(kāi)小組討論，并以試論情感語(yǔ)言節目主持人萬(wàn)峰、鐘曉的語(yǔ)言特點(diǎn)基于園本課程開(kāi)發(fā)背景下研究教師教育理念的形新生兒高膽紅素血癥護理相關(guān)因素分析及對策試析價(jià)值多元化背景下學(xué)生價(jià)值觀(guān)的引導試論高等職業(yè)院校高等數學(xué)課程改革爭議試論中職《外科護理學(xué)》的情境式教學(xué)試析高校教師職業(yè)道德建設問(wèn)題研究經(jīng)濟學(xué)和經(jīng)濟法基礎課程融通教學(xué)小針刀治療頸椎病療效觀(guān)察手術(shù)側臥位適宜度的研究的形式匯報自己的閱讀心得和感受，以便開(kāi)闊學(xué)生視野，培養創(chuàng )新意識。采用多樣化作業(yè)方式，包括課后思考題、習題、Matlab仿真實(shí)驗題等。
3實(shí)踐教學(xué)改革
3.1注重改革實(shí)驗環(huán)節
實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節對鞏固理論知識、培養學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng )造力的開(kāi)發(fā)都有重要的作用。為了提高實(shí)驗課的教學(xué)效果，我們對通信原理的實(shí)驗內容和實(shí)驗時(shí)間進(jìn)行了改革，將實(shí)驗內容調整為驗證性、設計性和綜合性實(shí)驗三部分。相應實(shí)驗時(shí)間的安排可以靈活多樣，其中驗證性實(shí)驗一般安排在相應的理論課講解之后進(jìn)行，讓學(xué)生及時(shí)加深對理論知識的理解。
設計性實(shí)驗和綜合性實(shí)驗也應盡早布置，以便學(xué)生有足夠的時(shí)間進(jìn)行準備，盡量讓學(xué)生在規定的時(shí)間段內完成。除了采用通信原理實(shí)驗箱做實(shí)驗之外，還可以利用Matlab和SystemView等軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗，既可達到熟練掌握這些軟件的靈活運用，又可在經(jīng)費緊張情況下節省硬件投入。對于部分有潛力的學(xué)生，可以鼓勵他們申請校長(cháng)創(chuàng )新基金項目或參加教師的科研項目，以進(jìn)行創(chuàng )新性研究和實(shí)踐。
3.2注重改革課程設計實(shí)踐環(huán)節
為了培養學(xué)生的創(chuàng )新性思維、創(chuàng )新性實(shí)踐能力及團隊協(xié)作精神，采用項目管理的形式，每三人組成一個(gè)科研小組，包括組長(cháng)、副組長(cháng)、成員，共同完成一個(gè)課程設計題目。課程設計既可以是硬件制作，還可以是軟件仿真實(shí)現。硬件制作類(lèi)的題目有PCM編碼器、DSB/AM信號調制器、平方環(huán)法提取載波同步信號等，軟件仿真類(lèi)的題目有變參信道的計算機仿真、4PSK/4DPSK調制解調系統仿真等[3]。
3.3考核環(huán)節改革
考核環(huán)節改革：①期末考試側重知識點(diǎn)的考核，以填空題、選擇題、簡(jiǎn)答題、計算題等題型來(lái)考查學(xué)生對基本原理、基本概念的掌握和對知識的綜合應用能力。這部分的分值約占60%。②在課內實(shí)驗教學(xué)環(huán)節中，要求學(xué)生事先認真閱讀實(shí)驗內容，實(shí)驗過(guò)程中須獨立完成實(shí)驗，不許抄襲別54人的實(shí)驗數據。這部分的分值約占20%。③嚴格要求學(xué)生獨立按時(shí)完成課后作業(yè)，以端正學(xué)生的學(xué)風(fēng)。鼓勵學(xué)生自己獨立完成作業(yè)，杜絕抄襲現象，調動(dòng)學(xué)生學(xué)習自覺(jué)性，樹(shù)立良好學(xué)風(fēng)。這部分的分值約占20%。④根據學(xué)生綜合實(shí)驗、課程設計等創(chuàng )新性環(huán)節中的表現，給予其5分至10分不等的獎勵分。
參考文獻
[1]劉凱，徐楨，張軍.《通信原理》中的教學(xué)方法研究[J].高教論壇，2009(3).
[2]趙發(fā)勇.《通信原理》課程的教學(xué)研究[].中國電力教育，2008(1).
[3]達新宇，孟繁茂，邱偉.通信原理實(shí)驗與課程設計[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2005:171-184.
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