通信原理實驗教學(xué)改革的研究

黃熙岱

廣東海洋大學(xué) 廣東湛江 524009

通信原理實驗教學(xué)改革的研究

黃熙岱

廣東海洋大學(xué) 廣東湛江 524009

針對通信原理實驗教學(xué)中存在的較多薄弱環(huán)節(jié)，改革實驗教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新實驗教學(xué)方法和方式，增設(shè)設(shè)計性和綜合性實驗，通過對通信原理實驗教學(xué)的改革研究，培養(yǎng)學(xué)生的實驗動手能力和創(chuàng)新能力。

通信原理；實驗教學(xué)；改革

10.3969/j.issn.1671-489X.2010.24.136

作者：黃熙岱，本科，實驗師，研究方向為高校實驗教學(xué)與管理。

Author’s addressGuangdong Ocean University, Zhanjiang, Guangdong, China 524009

通信原理課程是普通高校通信類專業(yè)必學(xué)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，它是引導(dǎo)學(xué)生闖入信息時代高科技領(lǐng)域的關(guān)鍵入門課程。通信原理實驗是通信原理課程的重要實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，是提高通信原理課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的基本技能和綜合運用所學(xué)知識分析、解決問題的能力的一種教學(xué)手段和途徑，對提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展要求的高質(zhì)量專業(yè)人才起著不可替代的作用。因此，必須加強通信原理實驗教學(xué)，通過改革，改善教學(xué)效果。

1 通信原理實驗教學(xué)的薄弱環(huán)節(jié)

1.1 實驗教學(xué)觀念落后

目前，在通信原理實驗教學(xué)中，普遍存在重理論、輕實踐，重知識、輕能力的觀念。認(rèn)為實驗課是理論課的附屬，只是理論教學(xué)的一個輔助環(huán)節(jié)，對實驗教學(xué)重視不夠，習(xí)慣于以灌輸書本知識為主，缺乏為職業(yè)崗位要求服務(wù)的意識，激發(fā)不了學(xué)生操作和獨立思考的能力，不利于技能的培養(yǎng)。

1.2 實驗教學(xué)內(nèi)容單調(diào)過時

當(dāng)前，通信原理實驗教學(xué)內(nèi)容單調(diào)陳舊，還處在拿著實驗講義、抱著實驗箱、用示波器測量波形和數(shù)據(jù)的驗證理論教學(xué)內(nèi)容的實驗環(huán)節(jié)，很多實驗采用通信原理綜合實驗箱完成，實驗項目由生產(chǎn)廠家預(yù)先設(shè)定。實驗箱的最大缺點是線的連接正確，示波器一測，波形和數(shù)據(jù)馬上顯示出來，缺乏綜合性和創(chuàng)新性實驗。如果只做這類實驗，其內(nèi)容大多是理論教學(xué)中的理論或定律的驗證，學(xué)生的思維也被局限于相應(yīng)的理論課程，不利于培養(yǎng)創(chuàng)新能力和動手能力。

1.3 實驗教學(xué)方法單一

在通信原理實驗教學(xué)中，一直采用傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法——教師示教、學(xué)生練習(xí)，即在上實驗課前，由實驗教師為學(xué)生準(zhǔn)備好實驗器材；上課時，教師按操作程序進行示范，然后學(xué)生進行練習(xí)。按照此方法，教師當(dāng)然非常注意操作程序的準(zhǔn)確性及規(guī)范性，卻忽視對學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，而學(xué)生完成的任務(wù)也是機械地操作，容易感到枯燥無味，調(diào)動不了對實驗的興趣，也不利于培養(yǎng)應(yīng)變能力和創(chuàng)新能力，削弱實驗教學(xué)效果。

2 通信原理實驗教學(xué)改革與創(chuàng)新

2.1 更新實驗教學(xué)觀念

教學(xué)觀念是指導(dǎo)教學(xué)的關(guān)鍵，教學(xué)觀念的改變是提高教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。為了培養(yǎng)適應(yīng)社會發(fā)展需要的人才，教師必須更新教學(xué)觀念，由以教師為中心向以學(xué)生為中心轉(zhuǎn)變，由重理論向重實踐轉(zhuǎn)變，以能力培養(yǎng)為主線，形成教師與學(xué)生的信息互動，啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維，樹立一種新型開放綜合的人才培養(yǎng)觀念。例如，在組織通信原理“PAM調(diào)制與解調(diào)”實驗時，教師清楚講明實驗的目的和要求，然后要求學(xué)生在實驗過程中主動去分析解決出現(xiàn)的問題，不斷創(chuàng)新教學(xué)方法和手段，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力，提高學(xué)生實際動手能力，使實驗教學(xué)不僅成為理論聯(lián)系實際的重要環(huán)節(jié)，而且成為直接培養(yǎng)動手解決實際問題能力和自我開拓、創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力的重要手段。

2.2 創(chuàng)新實驗內(nèi)容

通信技術(shù)日新月異，通信系統(tǒng)不斷趨向于數(shù)字化、智能化、大規(guī)模集成化，通信原理實驗的教學(xué)應(yīng)盡可能跟上通信技術(shù)的發(fā)展。通信原理課理論性強，數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)多，抽象概念多，要求學(xué)生掌握通信系統(tǒng)的基本原理，掌握通信系統(tǒng)的原理圖及各系統(tǒng)輸入、輸出信號間的關(guān)系。因此，理論課方面要提高講課質(zhì)量，同時需要相應(yīng)的實驗配合，并不斷加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，改革實驗教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生加深對理論課程內(nèi)容的理解和掌握。于是，挑選具有代表性的實驗去做，在原有的實驗題目和內(nèi)容的基礎(chǔ)上，全面整合實驗教學(xué)內(nèi)容，保留部分經(jīng)典的實驗項目，刪除一些內(nèi)容陳舊和技術(shù)落后的實驗，引入新的知識點。

例如，采用新型“現(xiàn)代通信原理綜合實驗系統(tǒng)”，不僅涵蓋通信原理的主要知識點，而且引入新的通信技術(shù)（數(shù)字信號處理DSP技術(shù)、FPGA技術(shù)等），引入新內(nèi)容，使實踐教學(xué)與理論教學(xué)內(nèi)容更好地結(jié)合起來，有助于培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新思想，培養(yǎng)學(xué)生在通信技術(shù)及相關(guān)領(lǐng)域中的創(chuàng)新精神。

2.3 運用多樣化教學(xué)方法

在實驗教學(xué)中，運用多樣的教學(xué)方法和手段，不僅可以激發(fā)學(xué)生對實驗教學(xué)的興趣，還可以培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，改進教學(xué)效果。

1）運用自主探索實驗教學(xué)法。在實驗教學(xué)中，不但要求學(xué)生掌握實驗原理，同時教師設(shè)計性提出思考問題，引導(dǎo)學(xué)生積極討論、分析和提出解決問題的方案，并最終解決問題。例如，在組織通信原理“PCM調(diào)制與解調(diào)”實驗時，正常情況下，發(fā)送基帶數(shù)字信號的速率為500 bps，傳號載波頻率為22 kHz，空號載波頻率為9 kHz，這時可解調(diào)還原發(fā)送的基帶數(shù)字信號。但傳號和空號載波頻率不變時，發(fā)送基帶數(shù)字信號的速率改為32 kbps后，會出現(xiàn)什么情況？讓學(xué)生討論、分析，并經(jīng)過實驗去證明，得出結(jié)論：發(fā)送基帶數(shù)字信號的速率大于載波頻率時，不能正確解調(diào)基帶數(shù)字信號，解調(diào)端出現(xiàn)亂碼。

2）運用分層實驗教學(xué)法。為達(dá)到“授人以漁”之目的，在實驗教學(xué)時實施“分層教學(xué)法”培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。即將整個實驗教學(xué)活動分為4個層面進行：①“教師主導(dǎo)”層面重點放在引導(dǎo)的方法上；②“啟發(fā)學(xué)生”層面重點理清思路；③“學(xué)生參與”層面是在教師指導(dǎo)下進行實驗；④“獨立操作”層面是由學(xué)生獨立完成規(guī)定實驗。例如，在指導(dǎo)通信原理“碼型變換”實驗時，教師必須先清楚講明實驗的目的和要求，學(xué)生為了達(dá)到實驗?zāi)康暮鸵?，必須圍繞教師提出的問題積極思考，認(rèn)真分析，并能根據(jù)實驗的步驟自己完成實驗，整個實驗教學(xué)過程有目的、有步驟地由教師引導(dǎo)向?qū)W生獨立過渡，由教師“唱主角”逐漸向?qū)W生“唱主角”轉(zhuǎn)移。在實驗教學(xué)中運用四步漸進分層教學(xué)法，對于培養(yǎng)學(xué)生動手能力起到積極有效的作用。

3）運用仿真實驗教學(xué)法。在通信原理的實驗基礎(chǔ)上，利用仿真軟件對通信原理課程所設(shè)計實驗內(nèi)容進行仿真實驗，因為仿真軟件可以方便、直觀、形象地構(gòu)建通信系統(tǒng)，提供豐富的部件資源、強大的分析功能，可對硬件開發(fā)提供方案論證和實踐指導(dǎo)。例如，在組織通信原理“2ASK、2FSK、2DPSK調(diào)制與解調(diào)”的仿真實驗時，以學(xué)生自行設(shè)計為主，學(xué)生可以任意改變實驗參數(shù)，甚至可以根據(jù)需求改變功能模塊及其連接，進行各種環(huán)境下的仿真實驗，可以作為考查學(xué)生動手能力、設(shè)計能力的重要手段，教學(xué)效果較佳。

2.4 開設(shè)設(shè)計性與綜合性實驗

在以往的通信原理實驗項目中多以驗證性實驗為主，項目過細(xì)、過簡單，學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)，積極性不高，造成學(xué)生對驗證性實驗沒有興趣，學(xué)生的操作能力不能得到提高。為了培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型和工程型人才，必須增加設(shè)計性、綜合性實驗項目。例如，在原有的實驗題目和內(nèi)容的基礎(chǔ)上，開設(shè)直接擴頻及CDMA實驗、通信系統(tǒng)實驗、調(diào)頻立體聲廣播發(fā)射與接收實驗等。在設(shè)計性與綜合性實驗的實施中，指導(dǎo)教師要把自己在平時為企業(yè)進行研發(fā)所積累的知識傳授給學(xué)生，使他們少走彎路，高質(zhì)量地完成實驗。做好這類與科研工程實際及社會應(yīng)用緊密結(jié)合的實驗，對大學(xué)生參加科技創(chuàng)新實驗大有益處，使每個學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能都得到最大的發(fā)揮。

3 結(jié)束語

重視實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，發(fā)揮實驗教學(xué)作用，是學(xué)習(xí)好通信原理課程不可缺少的重要部分。探討通信原理實驗教學(xué)的改革途徑，對如何提高學(xué)生的動手能力，如何培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展需要的具有較強的動手能力、創(chuàng)新能力的全面發(fā)展的高素質(zhì)人才提出自己的觀點和看法，并在實驗教學(xué)中采取一些措施。實踐證明，這些改革措施取得較好的教學(xué)效果。

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Study on Reform of Experiment Teaching in Communication Theory

Huang Xidai

There is some weakness in the teaching of communication theory experiment. This article describes the reform of communication theory experiment from the experimental content, teaching method and the way, and designed and comprehensive experiment. This paper elaborates the research of teaching reform on communication theory experiment to raise the manipulative ability and innovation of the students.

communication theory; experiment teaching; reform

G642.0

B

1671-489X(2010)24-0136-02