在通信原理教學(xué)中融入科研的方式探討

陳宏濱 趙 峰 林基明

（桂林電子科技大學(xué)信息與通信學(xué)院，廣西 桂林 541004）

在通信原理教學(xué)中融入科研的方式探討

陳宏濱 趙 峰 林基明

（桂林電子科技大學(xué)信息與通信學(xué)院，廣西 桂林 541004）

無(wú)線通信技術(shù)的研究近年來(lái)取得顯著進(jìn)步，方便和改善了人類的生產(chǎn)生活。在《通信原理》課程教學(xué)中融入最新的科研知識(shí)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力和開發(fā)創(chuàng)新能力具有重要的意義。文章介紹了在《通信原理》教學(xué)中融入科研的可行性分析、必要性分析和實(shí)例。

通信原理課程；科研；教學(xué)相長(zhǎng)

《通信原理》課程是通信工程專業(yè)學(xué)生必修的核心基礎(chǔ)課，不但要求學(xué)生掌握通信系統(tǒng)的基本原理和分析方法，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)通信系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)和創(chuàng)新的能力。但是，《通信原理》這門課理論性強(qiáng)，數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)過(guò)程繁瑣，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中普遍感到吃力和乏味。近年來(lái)，無(wú)線通信技術(shù)的研究發(fā)展迅猛，各種新的概念、技術(shù)和系統(tǒng)相繼被提出。在《通信原理》教學(xué)中合理融入無(wú)線通信科研知識(shí)，就可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)《通信原理》課本知識(shí)的積極性，同時(shí)讓他們了解最新的科技動(dòng)態(tài)，增強(qiáng)對(duì)未來(lái)工作環(huán)境的適應(yīng)性。

（一）在《通信原理》教學(xué)中融入科研的可行性

《通信原理》課程包含的知識(shí)點(diǎn)非常多，但是學(xué)時(shí)數(shù)有限。光講授課本知識(shí)教師都感到難以把握進(jìn)度，還要補(bǔ)充科研知識(shí)顯得很有挑戰(zhàn)性。要想在教學(xué)過(guò)程中穿插科研知識(shí)，增加授課內(nèi)容的趣味性和新穎性，就有必要在原有基礎(chǔ)上進(jìn)一步提煉知識(shí)要點(diǎn)。《通信原理》的知識(shí)點(diǎn)很散，但大體是圍繞通信系統(tǒng)的有效性和可靠性展開的。有效性通常用帶寬衡量，而可靠性則從抗噪聲性能的角度進(jìn)行分析。抓住這兩點(diǎn)，將分散的知識(shí)點(diǎn)聚集起來(lái)，并融入最新的科研知識(shí)，是完全可以做到的。在融入科研知識(shí)的過(guò)程中，要注意把握新知識(shí)和舊知識(shí)之間的聯(lián)系和區(qū)別。新知識(shí)層出不窮，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)不見得都是有用的、必須接受的。因此要對(duì)新知識(shí)進(jìn)行精心的篩選，挑出那些和課本知識(shí)密切相關(guān)、學(xué)生又會(huì)感興趣的新知識(shí)。同時(shí)，新知識(shí)要對(duì)舊知識(shí)起到補(bǔ)充說(shuō)明作用，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)舊知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解，不能為了求新求異而夸夸其談。注意到上述事項(xiàng)，在《通信原理》教學(xué)中融入科研應(yīng)該就可以取得較為理想的效果。

（二）在《通信原理》教學(xué)中融入科研的必要性

《通信原理》教材介紹的很多知識(shí)其實(shí)就來(lái)自于長(zhǎng)期科研的實(shí)踐，而且經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，被公認(rèn)為普遍適用的真理?？茖W(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展進(jìn)步，近年來(lái)更是呈現(xiàn)突飛猛進(jìn)的態(tài)勢(shì)。第3代移動(dòng)通信系統(tǒng)剛投入商用不久，第4代移動(dòng)通信系統(tǒng)已進(jìn)入試驗(yàn)部署階段。誠(chéng)然，學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)《通信原理》這門課程，能夠大概了解與最新的通信系統(tǒng)有關(guān)的理論知識(shí)，然而，這離工作崗位對(duì)他們的要求還有很大的差距。另外，《通信原理》教材長(zhǎng)期未補(bǔ)充吸納最新的通信知識(shí)，顯得與時(shí)代

的發(fā)展不同步。在《通信原理》教學(xué)中融入最新的科研知識(shí)，

不僅可以增強(qiáng)教學(xué)過(guò)程的趣味性和觀賞性，而且能夠讓學(xué)生學(xué)以致用，加深對(duì)課本知識(shí)的理解，在走上工作崗位后能夠迅速掌握新知識(shí)，適應(yīng)新環(huán)境。在《通信原理》教學(xué)特別是抗噪聲性能分析的教學(xué)中，教師一般先描述系統(tǒng)模型，然后進(jìn)行性能分析，最后舉例計(jì)算，這樣講解過(guò)程清楚，但是知識(shí)抽象難懂，學(xué)生難以把握細(xì)節(jié)，適時(shí)融入科研背景知識(shí)，就可以解決這個(gè)問(wèn)題，比如帶通濾波器、低通濾波器、信噪比，教師可以根據(jù)自己在科研工作中的體會(huì)進(jìn)一步解釋它們，也可以現(xiàn)場(chǎng)演示一些生動(dòng)的實(shí)例。總而言之，科研對(duì)《通信原理》的教學(xué)具有重要的促進(jìn)作用，同時(shí)也讓大家反思科研工作中應(yīng)該重視哪些環(huán)節(jié)。

（三）在《通信原理》教學(xué)中融入科研的方式舉例

《通信原理》課程講授的通信基礎(chǔ)知識(shí)，是當(dāng)前國(guó)際上熱門的無(wú)線通信技術(shù)研究的理論基礎(chǔ)。第 1章“緒論”包括通信系統(tǒng)的組成、分類以及主要性能指標(biāo)。在介紹模擬通信系統(tǒng)和數(shù)字通信系統(tǒng)以后，教師可以引出近期研究人員重點(diǎn)關(guān)注的UWB通信系統(tǒng)、MIMO通信系統(tǒng)、OFDM通信系統(tǒng)、量子通信系統(tǒng)等，分析它們的系統(tǒng)組成。比如MIMO通信系統(tǒng)在發(fā)送端和接收端采用多根天線，能夠有效抑制信道衰落的負(fù)面影響，提高信息傳輸速率。通過(guò)這種方式豐富課本知識(shí)的內(nèi)涵，使得學(xué)生對(duì)所學(xué)的課本知識(shí)理解更加深刻，同時(shí)了解一些最新的前沿研究現(xiàn)狀，激發(fā)他們學(xué)習(xí)課本知識(shí)的熱情和興趣。同樣，在介紹通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)后，可以順帶提及研究人員是如何采用各種技術(shù)手段盡力提高通信系統(tǒng)的有效性和可靠性的、通信系統(tǒng)有效性和可靠性的上限在哪里。學(xué)生很快就能明白有效性和可靠性這兩個(gè)主要性能指標(biāo)的意義和價(jià)值，在后續(xù)的課程學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作甚至工作實(shí)踐中會(huì)更加重視。第 5章“模擬調(diào)制系統(tǒng)”包含幅度調(diào)制和角度調(diào)制兩種調(diào)制方式。在介紹了幅度調(diào)制和頻率調(diào)制系統(tǒng)占用的帶寬和抗噪聲性能后，教師可以進(jìn)一步介紹當(dāng)前還在使用的模擬調(diào)制系統(tǒng)以及這兩種調(diào)制方式的實(shí)現(xiàn)方法。當(dāng)然，《通信原理》實(shí)驗(yàn)課中會(huì)講到模擬調(diào)制方式的實(shí)現(xiàn)方法，但是理論課也可以從理論的角度先進(jìn)行講解。第 7章“數(shù)字帶通傳輸系統(tǒng)”包括二進(jìn)制和多進(jìn)制的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)。

[1] 樊昌信,曹麗娜.通信原理(第 6版)[M].國(guó)防工業(yè)出版社,2009.2.

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[4] 陳文鑫,陳偉東.“通信原理”課程多方位教學(xué)改革與實(shí)踐[J].寧波工程學(xué)院學(xué)報(bào),2007,19(4).

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2011-04-27

桂林電子科技大學(xué)通信工程國(guó)家特色專業(yè)建設(shè)點(diǎn)（TS10468）

陳宏濱（1981-），男，湖南邵陽(yáng)人，桂林電子科技大學(xué)信息與通信學(xué)院副教授，博士，研究方向?yàn)閭鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)、認(rèn)知無(wú)線電。