通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索*

袁愛霞　趙昕　里紅杰　蘭振平（大連工業(yè)大學(xué) 集成測控技術(shù)研究所，遼寧 大連 116034）

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通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索*

袁愛霞趙昕里紅杰蘭振平
（大連工業(yè)大學(xué) 集成測控技術(shù)研究所，遼寧 大連 116034）

摘要：通信原理課程理論性強(qiáng)，公式繁多，難于理解。為了有效提高通信原理的教學(xué)質(zhì)量，對通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了改革。通過硬件實(shí)驗(yàn)與仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)合等教學(xué)改革措施，提高了學(xué)生的實(shí)踐能力，同時(shí)也提高了通信原理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：通信原理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革；實(shí)踐；教學(xué)質(zhì)量

一、概述

通信原理是通信工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，涉及的專業(yè)知識廣泛、理論性強(qiáng)，同工程實(shí)踐結(jié)合密切，因此通信原理課程都設(shè)有實(shí)驗(yàn)課。通過實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生理解理論知識，提高實(shí)踐能力和分析問題、解決問題的能力。目前的通信原理實(shí)驗(yàn)存在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容固定，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過多等問題，為了提高通信原理實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量，切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)踐能力以及創(chuàng)新應(yīng)用能力，需要改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，對通信原理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

1.目前的實(shí)驗(yàn)多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容固定，學(xué)生僅在固定端口測試波形即可，甚至不需要理解通信的原理，學(xué)生們少了思考的機(jī)會，實(shí)驗(yàn)僅僅流于形式，而不能真正有效的完成實(shí)驗(yàn)，達(dá)到提高實(shí)踐能力，促進(jìn)知識理解的效果。

2.實(shí)驗(yàn)時(shí)間固定，學(xué)生只能在上課時(shí)間做實(shí)驗(yàn)，沒有額外做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會和時(shí)間。現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)，學(xué)生們在課余時(shí)間多用于上網(wǎng)，荒廢了很多課余時(shí)間，無法提高自身的實(shí)踐能力。

3.實(shí)驗(yàn)多采用實(shí)驗(yàn)箱的形式，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不能隨時(shí)更新，不能及時(shí)反映現(xiàn)代新型通信技術(shù)的發(fā)展。由于經(jīng)費(fèi)的有限，這些實(shí)驗(yàn)設(shè)備往往多年都不能及時(shí)更換，所以相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不能及時(shí)更新。

4.實(shí)驗(yàn)資源閑置和浪費(fèi)，無法物盡其用。部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備僅在上實(shí)驗(yàn)課時(shí)使用，大部分處于閑置狀態(tài)，無形中形成了固定資產(chǎn)的浪費(fèi)。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的方法

（一）構(gòu)建全方位實(shí)驗(yàn)體系，硬件實(shí)驗(yàn)與仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

通過實(shí)驗(yàn)改革，改變了實(shí)驗(yàn)的設(shè)置方式，豐富了實(shí)驗(yàn)類型和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)按照驗(yàn)證型、綜合型、研究開放型三個層次來設(shè)置，分別有硬件試驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證層實(shí)驗(yàn)主要培養(yǎng)學(xué)生的基本技能，以硬件實(shí)驗(yàn)為主，在固定的實(shí)驗(yàn)箱上實(shí)現(xiàn)固定的功能，通過此種方式鍛煉學(xué)生的基本操作能力。綜合層實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，在研究室的學(xué)生學(xué)習(xí)小組，以小組為單位，根據(jù)興趣選定課題或者老師指定課題，進(jìn)行綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)，此時(shí)學(xué)生購買一些開發(fā)板開發(fā)，或者自己開發(fā)，全面鍛煉學(xué)生的動手能力。研究開放性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力，根據(jù)學(xué)生感興趣的內(nèi)容設(shè)計(jì)試驗(yàn)，老師指導(dǎo)，此時(shí)以仿真實(shí)驗(yàn)為主，比如通過Matlab仿真無線信道或者通過Systemview設(shè)計(jì)一個通信系統(tǒng)等內(nèi)容。通過三層實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降呐囵B(yǎng)，軟硬件結(jié)合的實(shí)驗(yàn)方法很好的提高了學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和動手能力，理解和掌握了通信原理的知識，避免了為考試而學(xué)習(xí)，學(xué)完就忘的問題。

（二）基于現(xiàn)代教育技術(shù)的實(shí)驗(yàn)方式

為方便學(xué)生隨時(shí)隨地都能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分利用課余時(shí)間，通過NI系統(tǒng)來構(gòu)建一個適合通信工程專業(yè)學(xué)生進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)的集成化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，使學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)可以隨時(shí)隨地進(jìn)行通信原理實(shí)驗(yàn)。

基于現(xiàn)代教育技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的使用方法如下，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)后，進(jìn)入登錄界面，注冊后可登錄系統(tǒng)（如圖1所示），并可以自主選擇通信原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

集成實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以根據(jù)信息技術(shù)的發(fā)展隨時(shí)更新，避免了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容固定無法更改的問題，并且學(xué)生可以靈活選擇做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，不必局限于時(shí)間地點(diǎn)的限制。

（三）開放通信原理實(shí)驗(yàn)室

實(shí)驗(yàn)室開放是指各類實(shí)驗(yàn)室在完成計(jì)劃內(nèi)教學(xué)任務(wù)的前提下，利用現(xiàn)有的師資、設(shè)備等資源，面向?qū)W生開放，為學(xué)生提供更多的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的方式。傳統(tǒng)的通信原理實(shí)驗(yàn)室只在上課時(shí)間開放，浪費(fèi)了實(shí)驗(yàn)資源，無法為想學(xué)習(xí)的學(xué)生提供場所。實(shí)驗(yàn)室開放后，通信原理實(shí)驗(yàn)室留有專門的教師值班，方便解答實(shí)驗(yàn)中遇到問題的學(xué)生。這樣既充分利用了實(shí)驗(yàn)室資源，也為學(xué)生們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)提供了方便，學(xué)生可以根據(jù)興趣開發(fā)、設(shè)計(jì)一個通信系統(tǒng)，進(jìn)行理論驗(yàn)證，切實(shí)提高實(shí)踐能力，分析問題、解決問題的能力。

（四）改革實(shí)驗(yàn)室配置，更換新的實(shí)驗(yàn)設(shè)備

原來的通信原理實(shí)驗(yàn)單獨(dú)在一個實(shí)驗(yàn)室，無法和其他實(shí)驗(yàn)聯(lián)動，并且實(shí)驗(yàn)設(shè)備老化，很多實(shí)驗(yàn)調(diào)試?yán)щy，浪費(fèi)了大量的時(shí)間。經(jīng)過一系列改革，把通信原理實(shí)驗(yàn)和移動通信、光纖通信等課程的實(shí)驗(yàn)放在一個實(shí)驗(yàn)室，更換了新的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，這樣很多實(shí)驗(yàn)可以聯(lián)動，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)了專業(yè)知識的融合，提高了學(xué)習(xí)的興趣。

（五）改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

將通信原理實(shí)驗(yàn)引進(jìn)課堂，部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容利用仿真軟件在課堂中演示，及時(shí)把理論和實(shí)踐相結(jié)合，使學(xué)生們更容易理解通信的理論知識；理論教學(xué)引進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，一些能用硬件完成的實(shí)驗(yàn)，把相應(yīng)理論知識的講解放在實(shí)驗(yàn)室，講完理論后即刻用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，融理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)為一體，使通信原理中的理論知識在實(shí)際中得到應(yīng)用和體現(xiàn)，解決由于通信原理的知識抽象而造成的難理解、難接受的問題，加深學(xué)生對知識的深刻理解，并能創(chuàng)新、靈活應(yīng)用，同時(shí)誘發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的動手和實(shí)踐能力。

（六）成立通信原理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣小組

在通信原理實(shí)驗(yàn)課程的改革建設(shè)過程中，發(fā)現(xiàn)學(xué)生們的實(shí)踐能力僅僅在課堂上鍛煉顯然是不行，因此如何高效利用學(xué)生們的業(yè)余時(shí)間，提高其實(shí)踐能力，成為在課程建設(shè)中考慮的問題。學(xué)生除了傳統(tǒng)的課堂學(xué)習(xí)之外，根據(jù)通信原理課程的內(nèi)容和特點(diǎn)，依據(jù)學(xué)生興趣、特長等多個方面，組建學(xué)習(xí)小組，參與項(xiàng)目實(shí)踐、學(xué)術(shù)討論等活動。研究小組采取教師協(xié)助為輔、學(xué)生自治為主的管理制度。每個小組都推選一名學(xué)生作為組長，負(fù)責(zé)吸納選擇小組成員、組織本組的科技創(chuàng)新活動、召集小組成員討論和向指導(dǎo)教師匯報(bào)等工作，這樣同學(xué)們可以根據(jù)興趣確定學(xué)習(xí)方向，有針對性的進(jìn)行學(xué)習(xí)。

四、結(jié)束語

通信原理這門課程理論性強(qiáng)，很多理論知識和技能必須在實(shí)踐中理解和掌握，達(dá)到學(xué)以致用的目的，因此構(gòu)建合理的實(shí)驗(yàn)體系，改革目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才的途徑之一。通信原理課題組的老師依托集成測控技術(shù)研究所進(jìn)行的通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革與探索，必將全面提高學(xué)生的實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能力，提高通信原理的教學(xué)質(zhì)量，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)提供保證。

參考文獻(xiàn)

［1］王智森.信息社會與廣義信息［C］.第四屆國家信息化發(fā)展論壇論文集，2007（9）：88-93.

［2］謝慧，張志剛，聶峰.基于System view的通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012，29（2）：134-137.

［3］關(guān)雪梅，陳純鍇.基于Mallab的通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2008，25（5）：99-101.

［4］劉志軍.實(shí)驗(yàn)改革和實(shí)施開放實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降膭?chuàng)新實(shí)踐［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2006，23（1）：17-19.

［5］王蘊(yùn)華，晏祥慧，王志新，等.以培養(yǎng)學(xué)社創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2008，25（3）：21-24.

［6］周乃新，姚郁，楊桅.深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，創(chuàng)建特色實(shí)驗(yàn)體系［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2009，26（4）：138-140.

［7］蔡建秋，金清理，李士本.構(gòu)建實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目評價(jià)機(jī)制，推動實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2013，30（7）：138-140.

［8］董欣.創(chuàng)新型人才培養(yǎng)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28（9）：142-144.

［9］楊達(dá)亮，盧子廣，杭乃善.電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)改革與實(shí)踐創(chuàng)新平臺建設(shè)［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2013，30（8）：171-174.

［10］王香婷，李明，石超.深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011，30（9）：124-126

［11］沈雄威，仇潤鶴，孫培德，等.電氣信息專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究與實(shí)踐［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013，32（6）：145-147.

［12］許曉榮，李光球，章堅(jiān)武.無線信道仿真在通信原理實(shí)驗(yàn)中的研究［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，31（4）：250-254.

［13］孫愛晶，劉毓，等.基于軟件仿真的通信原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010，29（1）：135-137.

趙昕（1968-），男，漢族，遼寧北鎮(zhèn)，碩士，大連工業(yè)大學(xué)教授，研究方向?yàn)閿?shù)字信號處理、教學(xué)管理。

里紅杰（1979-），女，漢族，遼寧營口，碩士，大連工業(yè)大學(xué)講師，研究方向?yàn)閿?shù)字圖像處理、現(xiàn)代教育技術(shù)。

蘭振平（1978-），女，漢族，遼寧丹東，碩士，大連工業(yè)大學(xué)副教授，研究方向?yàn)闊o線通信、現(xiàn)代教育技術(shù)。

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）13-0112-02

*基金項(xiàng)目：2014年遼寧省普通高等學(xué)校本科教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（編號：UPRP20140207）；2014大連工業(yè)大學(xué)校級教學(xué)改革項(xiàng)目（編號：JGLX14090）

作者簡介：袁愛霞（1980-），女，漢族，山東德州，碩士，大連工業(yè)大學(xué)講師，研究方向?yàn)闊o線通信、現(xiàn)代教育技術(shù)。

Abstract：Communication Principles is high-theoretical course.Formula is various and difficult to understand. In order to effectively improve the teaching quality of the communication principles，we reform the experiment teaching of communication principle.Through the teaching reform measures such as hardware experiment and simulation experiment，the students'practical ability is improved，and the teaching quality of communication principle experiment is also improved.

Keywords：communication principles；experimental teaching reform；practice；teaching quality