引入MATLAB及Simulink仿真來(lái)提升《通信原理》教學(xué)效果

摘 要 為進(jìn)一步加強(qiáng)《通信原理》實(shí)踐教學(xué)，在理論教學(xué)的同時(shí)，引入MATLAB及Simulink仿真作為《通信原理》課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，使學(xué)生加深對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解，同時(shí)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，也有著非常重要的意義。

關(guān)鍵詞 MATLAB Simulink 通信原理 實(shí)踐教學(xué)

一、引言

根據(jù)“以實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神為“兩翼”，培養(yǎng)適應(yīng)國(guó)家和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高層次應(yīng)用型人才”的人才培養(yǎng)目標(biāo)定位，進(jìn)一步加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，注重學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，構(gòu)建科學(xué)合理的實(shí)踐教學(xué)體系，有著非常重要的意義。

《通信原理》是通信工程、電子信息工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，它內(nèi)容豐富，原理性、邏輯性、綜合性強(qiáng)，概念抽象、覆蓋內(nèi)容多，數(shù)學(xué)公式多，是一門(mén)較難的課程。學(xué)生在學(xué)習(xí)這門(mén)課的時(shí)候，如果課前沒(méi)有做充分的預(yù)習(xí)，課后沒(méi)有做必要的復(fù)習(xí)，學(xué)起來(lái)會(huì)相當(dāng)吃力。

《通信原理》實(shí)驗(yàn)課，使學(xué)生通過(guò)做實(shí)驗(yàn)來(lái)加深對(duì)理論知識(shí)的掌握，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，提高了學(xué)生對(duì)枯燥的理論課學(xué)習(xí)的興趣，使《通信原理》的教學(xué)起到事半功倍的效果。然而，目前我院開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)還是傳統(tǒng)單一的硬件驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，這對(duì)于《通信原理》這門(mén)理論較深、實(shí)踐性較強(qiáng)、發(fā)展較快的專(zhuān)業(yè)課來(lái)說(shuō)，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上現(xiàn)代通信系統(tǒng)發(fā)展的步伐了。

本文嘗試將MATLAB及Simulink仿真應(yīng)用于《通信原理》教學(xué)中，為學(xué)生提供較好的通信系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、模擬、調(diào)試和分析的平臺(tái)。同時(shí)把硬件驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)和軟件仿真型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，幫助學(xué)生更好的理解和掌握通信系統(tǒng)知識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。

二、擬采取的具體實(shí)施辦法

（一）掌握扎實(shí)的學(xué)科基礎(chǔ)

從教以來(lái)，對(duì)于《通信原理》這門(mén)課，學(xué)生們普遍反映“難，聽(tīng)不懂”。那么這門(mén)課是不是真的那么難，又到底有多難呢？其實(shí)這個(gè)“難”主要來(lái)自?xún)煞矫妗５谝?，?duì)老師的要求高?！锻ㄐ旁怼愤@門(mén)課知識(shí)面廣，數(shù)學(xué)推導(dǎo)多，理論深?yuàn)W，要求老師在教學(xué)中要從宏觀上去加強(qiáng)基本理論、核心內(nèi)容的闡述；建立通信系統(tǒng)整體概念；加強(qiáng)各章節(jié)之間的融合與貫通；同時(shí)還要加強(qiáng)理論與實(shí)際的聯(lián)系。其次，對(duì)學(xué)生的要求高。學(xué)習(xí)《通信原理》之前，學(xué)生要對(duì)《高等數(shù)學(xué)》、《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》、《高頻電子線路》、《信號(hào)與系統(tǒng)》等課程具備扎實(shí)的基礎(chǔ)。如果這些前修課程沒(méi)有學(xué)好，《通信原理》也就學(xué)不好，因?yàn)檫@門(mén)課是承前啟后的。同時(shí)，學(xué)生還要做好預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)，否則，很難在短短的課堂時(shí)間上掌握諸多知識(shí)點(diǎn)。

在《通信原理》教學(xué)中，引入MATLAB及Simulink仿真輔助教學(xué)，意味著學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)，還要抽出另外的時(shí)間來(lái)學(xué)習(xí)MATLAB及Simulink仿真。兩者相輔相成，只有都掌握了，才能達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)效果。

因此，在《通信原理》教學(xué)之初，應(yīng)要求學(xué)生同步學(xué)習(xí)MATLAB仿真，掌握扎實(shí)的學(xué)科基礎(chǔ)，才能更好的做后續(xù)的仿真設(shè)計(jì)。

（二）理論與實(shí)踐穿叉教學(xué)

在課堂理論教學(xué)中，僅僅利用相關(guān)公式和圖形來(lái)理解深?yuàn)W的原理性知識(shí)是不容易的，即使老師循循善誘，不厭其煩的講解，很多學(xué)生還是似懂非懂，一知半解。雖然可以用硬件實(shí)驗(yàn)箱來(lái)幫助理解，但是效果不太明顯。大部分的硬件實(shí)驗(yàn)箱只提供一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，具體的通信過(guò)程往往是看不見(jiàn)，摸不著的。采用MATLAB仿真軟件，這些問(wèn)題便可迎刃而解。課堂上，在講原理的同時(shí)，用MATLAB軟件仿真一遍，將抽象的原理形象生動(dòng)的展現(xiàn)給學(xué)生，學(xué)生的理解和記憶將變得更深刻。同時(shí)，通過(guò)改變一些參數(shù)設(shè)置，來(lái)發(fā)散學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造熱情。

在實(shí)驗(yàn)課和課程設(shè)計(jì)中，穿插理論知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)理論，在思考和消化理論的同時(shí)，動(dòng)手實(shí)踐。水乳交融，交互學(xué)習(xí)，大大的提高了學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)效果。在硬件實(shí)驗(yàn)課的基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)和操作MATLAB及Simulink仿真，使參與者的創(chuàng)造性、想象力能夠在仿真平臺(tái)上盡情的發(fā)揮與展現(xiàn)。每個(gè)仿真模型建立的過(guò)程，從構(gòu)思、建設(shè)到調(diào)試通過(guò)，直至最后得出結(jié)果，都是一次對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)、數(shù)理基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)知識(shí)的復(fù)習(xí)、鞏固、完善與提高的過(guò)程。同時(shí)，仿真能力的培養(yǎng)也為學(xué)生在未來(lái)就業(yè)中順利上崗提供了一個(gè)良好的鋪墊。

三、結(jié)語(yǔ)

一直以來(lái)，“讓學(xué)生在做以硬件驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主的基礎(chǔ)之上，輔以軟件仿真來(lái)加強(qiáng)和鞏固所學(xué)知識(shí)，提高動(dòng)手能力和創(chuàng)造熱情”都只停留在我的理想狀態(tài)，課程設(shè)計(jì)的開(kāi)設(shè)，讓這種理想變成現(xiàn)實(shí)。我相信，引入MATLAB及Simulink仿真于現(xiàn)有的《通信原理》教學(xué)中，一定會(huì)取得良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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[2]程鈴，徐冬冬.“MATLAB仿真在通信原理教學(xué)中的應(yīng)用”[M].南京：實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010，2（29）：117-119.

（作者單位：武漢東湖學(xué)院電子信息工程學(xué)院）