信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)通信原理教學(xué)的探索與實(shí)踐

陳彬

【摘要】“通信原理”是介紹、研究通信系統(tǒng)的基本原理、理論及基本分析方法的課程，是本科信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的主干課程之一，在高校相關(guān)專(zhuān)業(yè)，如：通信工程，電子信息工程等專(zhuān)業(yè)的教育中發(fā)揮著重要的作用。本文以電子信息工程專(zhuān)業(yè)“通信原理”課程的教學(xué)實(shí)踐為基礎(chǔ)，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)其分析問(wèn)題的能力，有效提高該課程教學(xué)質(zhì)量為目的，結(jié)合作者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)“通信原理”課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及課程安排等方面進(jìn)行探索，并總結(jié)教學(xué)實(shí)踐成果。

【關(guān)鍵詞】通信原理;電子信息工程;教學(xué)改革

0引言

“通信原理”是一門(mén)抽象、復(fù)雜且綜合性強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)理論課程，其先修課程包括高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論、復(fù)變函數(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)、模擬電子線路、數(shù)字電子電路及高頻電子線路等[1]。“通信原理”課程的起點(diǎn)高，對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)要求較高，這就為本課程的教學(xué)和學(xué)習(xí)造成了一定的障礙。

“通信原理”課程是我校 “戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)計(jì)劃”及省級(jí)品牌專(zhuān)業(yè)——電子信息工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)必修課。為了提高本課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及其分析問(wèn)題的能力，本文對(duì)我校電子信息工程專(zhuān)業(yè)的“通信原理”課程的教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)方法進(jìn)行了探索和總結(jié)。

1教學(xué)內(nèi)容探索與實(shí)踐

1.1教學(xué)過(guò)程安排

結(jié)合我校電子信息工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其就業(yè)方向的特點(diǎn)，“通信原理”課程選用了樊昌信教授編著的《通信原理教程》作為本課程的教材，并指定了樊昌信教授編著的《通信原理》等作為主要參考書(shū)目，以便學(xué)有余力的學(xué)生進(jìn)一步提高、加深理解該課程的知識(shí)點(diǎn)。

在課程安排上，“通信原理”課程總共包括62個(gè)學(xué)時(shí)，其中課堂講授的理論學(xué)時(shí)為54個(gè)學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)為8個(gè)學(xué)時(shí)。除此之外，還單獨(dú)安排了為期一周的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)以鞏固學(xué)生的理論知識(shí)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基本理論、原理的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。最后，通過(guò)考試、實(shí)驗(yàn)考核及平時(shí)考核相結(jié)合的方式綜合考察學(xué)生對(duì)該課程的知識(shí)點(diǎn)的掌握、理解及運(yùn)用能力。

1.2教學(xué)內(nèi)容選取

《通信原理教程》將通信原理的內(nèi)容劃分為兩大部分，即基本內(nèi)容和選讀內(nèi)容。針對(duì)本科階段的教學(xué)任務(wù)和特點(diǎn)，本課程授課重點(diǎn)集中在第一部分，同時(shí)在教學(xué)過(guò)程中選擇性地穿插介紹選讀部分的相關(guān)知識(shí)，如：多路復(fù)用與多址技術(shù)、信道編碼與差錯(cuò)控制、信息理論等。

“通信原理”課程的基本內(nèi)容包括通信原理概述、信號(hào)、模擬調(diào)制系統(tǒng)、模擬信號(hào)的數(shù)字化、基帶數(shù)字信號(hào)的表示和傳輸、基本的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)和同步等七個(gè)主要內(nèi)容。我校電子信息工程專(zhuān)業(yè)的“通信原理”課程理論教學(xué)課時(shí)為54學(xué)時(shí)，如果面面俱到、無(wú)所側(cè)重則課時(shí)較為緊張，各個(gè)知識(shí)點(diǎn)也只能是淺嘗輒止。考慮到模擬通信部分，在“通信原理”的先行課程 “高頻電子線路”中已做了較為詳細(xì)的介紹和討論，因此該部分內(nèi)容在講授過(guò)程中側(cè)重于復(fù)習(xí)、總結(jié)，原理及細(xì)節(jié)部分略微帶過(guò)即可。同時(shí)考慮到目前的主要通信系統(tǒng)基本以數(shù)字通信為主，因此整個(gè)課程的講授基本圍繞數(shù)字信號(hào)及其調(diào)制技術(shù)展開(kāi)。此外，雖然教材中信號(hào)部分講述的信號(hào)特征及其信道對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懙葍?nèi)容在“信號(hào)與系統(tǒng)”課程中有較為詳細(xì)的討論，但仍需劃出一定的課時(shí)加以講授，幫助學(xué)生回顧復(fù)習(xí)，如此則后續(xù)章節(jié)的理論講解，公式推導(dǎo)即可水到渠成。

2課堂教學(xué)探索與實(shí)踐

2.1靈活運(yùn)用多種教學(xué)方式

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)多為“填鴨式”講授方法，即按知識(shí)點(diǎn)順序，平鋪直述式灌輸知識(shí)，課堂的主體圍繞教師展開(kāi)，學(xué)生多為被動(dòng)式接受。這種灌輸式教學(xué)方式難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不利于引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的意愿，往往教學(xué)效果不佳。本文認(rèn)為應(yīng)從以下三個(gè)方面對(duì)本課程的課堂教學(xué)進(jìn)行改革：

首先，貫徹追根溯源的教學(xué)理念。對(duì)于工科領(lǐng)域而言，一個(gè)理論或方法的提出必然有其應(yīng)用背景，因此在講授“通信原理”課程中的理論和方法時(shí)，應(yīng)避免直截了當(dāng)。相反，首先簡(jiǎn)要介紹其提出的背景或需要解決的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考解決的方法，而后引出需要講授的理論或方法，往往能較好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，抓住本次授課的主旨，同時(shí)也符合工科學(xué)生思考問(wèn)題的方式，教學(xué)效果也更為明顯。

其次，循序漸進(jìn)地誘導(dǎo)、啟發(fā)、鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)問(wèn)題和現(xiàn)象進(jìn)行思考和討論[2]。枯燥的理論推導(dǎo)、公式演算以及照本宣科往往會(huì)打擊學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使其喪失主動(dòng)思考、分析問(wèn)題的能力。在課堂教學(xué)過(guò)程中，多問(wèn)幾個(gè)“為什么”，“怎么辦”，“還有沒(méi)有別的方法”等問(wèn)題，引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生自己去探索正確的方法，學(xué)會(huì)分析問(wèn)題的能力[3]。

最后，鼓勵(lì)學(xué)生查閱資料或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)收集、學(xué)習(xí)知識(shí)。畢竟“紙上得來(lái)終覺(jué)淺”，教學(xué)過(guò)程中可選擇一些難易適中的知識(shí)點(diǎn)由學(xué)生通過(guò)自行查閱資料或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)，并在課堂上與同學(xué)們進(jìn)行討論，如此即可加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，亦可培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力，提高其綜合素質(zhì)。

2.2豐富多種教學(xué)手段

多媒體教學(xué)已被廣泛應(yīng)用于教學(xué)中，其簡(jiǎn)便、直觀的優(yōu)點(diǎn)得到了廣大師生的認(rèn)同，而傳統(tǒng)的板書(shū)方式往往被忽略?！巴ㄐ旁怼闭n程中包含了大量的理論推導(dǎo)和公式演算，而傳統(tǒng)的板書(shū)方式條理性更強(qiáng)，也更為靈活，有利于學(xué)生加深對(duì)基本理論的理解，因此，板書(shū)在理論推導(dǎo)和公式演算講授時(shí)依舊是主要的教學(xué)手段。

此外，為了更為直觀展示課程內(nèi)容，增加課程信息量，在課件中應(yīng)少用文字性描述的內(nèi)容，可采用多媒體，動(dòng)畫(huà)以及計(jì)算機(jī)仿真等可視化教學(xué)方式相結(jié)合，并靈活加以應(yīng)用。實(shí)踐表明，多種可視化教學(xué)方式相結(jié)合的課堂講授方法，不僅提高了教學(xué)效率，又得到廣大學(xué)生的喜愛(ài)和認(rèn)同，教學(xué)效果有較為明顯的提高。

值得一提的是，在實(shí)際教學(xué)中，我們廣泛使用Simulink仿真軟件對(duì)教材中的原理、方法進(jìn)行仿真，一方面，在課堂上通過(guò)多媒體展示Simulink仿真框圖和各個(gè)關(guān)鍵結(jié)點(diǎn)的波形輸出結(jié)果;另一方面，在課堂實(shí)際搭建Simulink仿真系統(tǒng)，逐步拆分、解析仿真過(guò)程及其原理，并結(jié)合教材的內(nèi)容，展示、對(duì)比仿真結(jié)果。將仿真實(shí)驗(yàn)移入課堂，既可加深學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解[4]，又可培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，為以后的課程設(shè)計(jì)任務(wù)打下良好的基礎(chǔ)。

3實(shí)踐教學(xué)探索與實(shí)踐

“通信原理”課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)可分為兩個(gè)部分，即驗(yàn)證性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和創(chuàng)新性的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。其中，實(shí)驗(yàn)部分共安排了4個(gè)實(shí)驗(yàn)，共8個(gè)學(xué)時(shí)，且實(shí)驗(yàn)部分單獨(dú)開(kāi)課，單獨(dú)考核。實(shí)驗(yàn)部分的主要內(nèi)容包括PCM編譯碼，數(shù)字基帶，數(shù)字調(diào)制與解調(diào)和載波同步等，涵蓋數(shù)字通信系統(tǒng)從信號(hào)產(chǎn)生、傳輸和接收的主要部分。

為進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)本課程重要知識(shí)點(diǎn)的系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)和理解，提高學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)際的能力，可單獨(dú)開(kāi)設(shè)不少于一周時(shí)間的課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。要求學(xué)生利用Simulink仿真工具，依據(jù)教材和教師講授的知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)一個(gè)基礎(chǔ)的數(shù)字通信系統(tǒng)，至少包括數(shù)字信號(hào)的產(chǎn)生（采樣、編碼）以及數(shù)字信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)，并鼓勵(lì)學(xué)生添加更為豐富的仿真模塊，如：頻譜分析、眼圖及同步等。

4結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)“通信原理”這門(mén)理論性較強(qiáng)，較為復(fù)雜的綜合性專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)方法、教學(xué)手段以及實(shí)踐教學(xué)展開(kāi)了針對(duì)性的探索，并在我校電子信息工程專(zhuān)業(yè)進(jìn)行了長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐，最終的教學(xué)效果較為明顯，教學(xué)質(zhì)量得到了提升。為進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量，我們將在實(shí)踐中繼續(xù)總結(jié)和革新，為培養(yǎng)高素質(zhì)人才繼續(xù)努力。

參考文獻(xiàn)：

[1]樊昌信.通信原理教程（第二版）[M].電子工業(yè)出版社.2008.6.

[2]袁慧梅，趙曉旭.“通信原理”課程教學(xué)改革探索[J].中國(guó)電力教育，2010（15）：51-52.

[3]李星蓉.“通信原理”課程教學(xué)方法研究[J].中國(guó)電力教育，2009（10）：63-64.

[4]侯艷麗，崔惠敏.“通信原理”課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2013，（25）：101-102.