《數(shù)字通信原理》教學(xué)方法改革與實(shí)踐

蕫奇才

摘 要：基于《數(shù)字通信原理》課程的教學(xué)現(xiàn)狀和課程地位，為了學(xué)生更好的學(xué)習(xí)，為了提高《數(shù)字通信原理》課程的教學(xué)質(zhì)量，兼顧通信技術(shù)和通信設(shè)備的發(fā)展，提出從課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和實(shí)踐教學(xué)等方面對《數(shù)字通信原理》課程的教學(xué)方法改革進(jìn)行探索與實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：數(shù)字通信原理；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)模式；實(shí)踐教學(xué)

《數(shù)字通信原理》是我校通信專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，既是基礎(chǔ)課向?qū)I(yè)課的過渡，也是通信學(xué)科的入門課，在通信專業(yè)中占有非常重要的地位，是一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。學(xué)生對該門課程理解和掌握的程度將影響后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。在《數(shù)字通信原理》的傳統(tǒng)教學(xué)模式中，介紹通信的數(shù)學(xué)模型和原理較多，由于理論抽象、概念繁多，知識(shí)點(diǎn)零散，對于那些數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、自學(xué)能力和自制能力較差的學(xué)生來說很難接受，從而導(dǎo)致他們的畏難情緒和厭學(xué)心理。為了學(xué)校提升教學(xué)質(zhì)量工程需要，也為提高《數(shù)字通信原理》課程的教學(xué)質(zhì)量，需要不斷轉(zhuǎn)變教學(xué)理念、改革教學(xué)模式，改革實(shí)驗(yàn)形式，完善教學(xué)方法，改進(jìn)教學(xué)手段。根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐，對《數(shù)字通信原理》課程的教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)模式和實(shí)踐教學(xué)方法進(jìn)行了不斷的探索和實(shí)踐，初步形成了具有特色的教學(xué)體系，達(dá)到了比較好的教學(xué)效果。

1 改革教學(xué)模式，突破重難點(diǎn)

經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐，我認(rèn)為在復(fù)雜抽象的教學(xué)內(nèi)容中，按照提出問題、分析問題和解決問題的思路，構(gòu)建課堂授課的基本模式，并綜合運(yùn)用多種教學(xué)方法手段，使學(xué)生記住知識(shí)的結(jié)構(gòu)和提綱，準(zhǔn)確把握知識(shí)點(diǎn)、線、面，只有從認(rèn)知的點(diǎn)、線、面入手，融教材于一體，才能收到較好的教學(xué)效果。例如，“增量調(diào)制”，教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)如下：

1.1 教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

課題引入環(huán)節(jié)，首先回顧上節(jié)課的內(nèi)容，帶領(lǐng)學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)。并拋出如下問題：PCM適合于有線通信，在無線通信中為什么采用增量調(diào)制而不是脈沖編碼調(diào)制呢？以及什么是增量調(diào)制，如何實(shí)現(xiàn)有何特點(diǎn)，并以此為牽引，引入正課講授。

通過分析抽樣信號特點(diǎn)提出抽樣值差值的極性也能反映信號變化趨勢，從而給出增量調(diào)制基本概念。并拋出第二個(gè)問題，增量調(diào)制是如何實(shí)現(xiàn)編譯碼的？從而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入本課重點(diǎn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

在強(qiáng)化本節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容上，充分利用動(dòng)畫演示的方法，采用波形對比和實(shí)例分析的方法，帶領(lǐng)學(xué)生在學(xué)中做，做中思，并拋出第三個(gè)問題：與PCM編碼相比，有什么性能特點(diǎn)？從而進(jìn)入本節(jié)課難點(diǎn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

1.2 重難點(diǎn)問題的突破

如果直接進(jìn)行性能分析，比較抽象，內(nèi)容較為枯燥。為了突破重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容，在教學(xué)過程中采用了以下方法手段。

在第一個(gè)難點(diǎn)問題的突破上，主要采用了實(shí)驗(yàn)對比的方法，將同一信號分別進(jìn)行PCM編碼和增量調(diào)制編碼，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，得出增量調(diào)制的第一個(gè)特點(diǎn)：編碼簡單，所對應(yīng)碼型結(jié)構(gòu)和設(shè)備相對簡單。并結(jié)合無線通信特點(diǎn)，說明增量調(diào)制是符合無線通信要求的。

在第二個(gè)難點(diǎn)問題的突破上，采用了聽覺對比的方式實(shí)現(xiàn)。首先，對一段實(shí)際音樂片段進(jìn)行增量調(diào)制編譯碼，通過調(diào)整量化階的大小，讓學(xué)生親身感受一下，恢復(fù)信號質(zhì)量變化情況，從而得出增量調(diào)制的第二個(gè)特點(diǎn)：可以恢復(fù)出原信號，接收信號的質(zhì)量與量化階相關(guān)。并結(jié)合學(xué)校的實(shí)際通信設(shè)備，說明在無線信道質(zhì)量較差時(shí)可以通過快速調(diào)整量化階，以實(shí)現(xiàn)信號的正常接收。

在第三個(gè)難點(diǎn)內(nèi)容的突破上，對照示意圖，通過舉例，得出增量調(diào)制的第三個(gè)性能特點(diǎn)：增量調(diào)制的抗誤碼性能比脈沖編碼調(diào)制好。并說明相對于有線信道，信道質(zhì)量較差的無線信道采用增量調(diào)制是合適的。

1.3 歸納總結(jié)

綜合前面的三個(gè)特點(diǎn)，得出增量調(diào)制適合于無線信道傳輸?shù)慕Y(jié)論，并結(jié)合今后所學(xué)通信設(shè)備說明本課內(nèi)容的實(shí)用性。從而拓展了學(xué)生思維，深化了學(xué)生的認(rèn)知。

最后對本次課內(nèi)容進(jìn)行梳理總結(jié)，加深學(xué)生對知識(shí)體系的掌握。

2 改革實(shí)驗(yàn)形式，提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)組織形式是安排學(xué)生分組，往往組員依賴組長或某個(gè)能力強(qiáng)的學(xué)生，有蒙混過關(guān)的情況。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要選取一些驗(yàn)證理論的，學(xué)生處于被動(dòng)地位，積極性不高，實(shí)驗(yàn)效果也不好。針對以上兩種情況，在形式上我們提出以項(xiàng)目組織實(shí)驗(yàn)，每個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)一個(gè)或兩個(gè)具體的項(xiàng)目，做到人人有項(xiàng)目，組內(nèi)其他學(xué)生進(jìn)行輔助工作。在內(nèi)容上我們改用驗(yàn)證性的基礎(chǔ)硬件和軟件仿真實(shí)驗(yàn)加課程綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，逐步培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。對于驗(yàn)證性的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)我們要求實(shí)驗(yàn)課和理論課程教學(xué)同步，例如驗(yàn)證PAM、PCM、二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制和解調(diào)，脈沖編碼調(diào)制等實(shí)驗(yàn)，安排在理論課一上完就進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，這樣與課堂理論知識(shí)同步，理論指導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)踐驗(yàn)證理論。對于綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，通常教師先給出設(shè)計(jì)要求，學(xué)生通過查閱資料獨(dú)自設(shè)計(jì)初步方案，設(shè)計(jì)所需參數(shù)，在這個(gè)過程中，要求學(xué)生充分利用通信系統(tǒng)仿真軟件Matlab，仿真通過后，用Protel畫出原理圖、設(shè)計(jì)圖，經(jīng)教師輔導(dǎo)修改后，學(xué)生獨(dú)自調(diào)試反復(fù)實(shí)驗(yàn)，修改方案，測定參數(shù)，直至滿足設(shè)計(jì)要求，再撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，最后由教師驗(yàn)收、評定成績。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程自始至終由學(xué)生獨(dú)立思考，獨(dú)立設(shè)計(jì)，自己動(dòng)手，加強(qiáng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，同時(shí)又能讓學(xué)生充分發(fā)揮他們的聰明才智，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，使他們進(jìn)一步提高自身的綜合素質(zhì)。

3 結(jié)語

《數(shù)字通信原理》是一門理論性與實(shí)踐性都很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，本文從理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的角度給出了一些改革的措施。通過對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面的研究改進(jìn)，調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，提高了教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，培養(yǎng)了學(xué)生的“自主學(xué)習(xí)”能力，加強(qiáng)了師生的交流，形成師生關(guān)系融洽，課堂氣氛活躍，教與學(xué)情緒高漲的良好氛圍。

盡管如此，我們也清醒的認(rèn)識(shí)到，隨著通信技術(shù)的不斷更新和應(yīng)用領(lǐng)域的日益擴(kuò)大，如何更好的因材施教，進(jìn)一步提高教學(xué)效果和教學(xué)水平是我校教學(xué)工作者應(yīng)該探索和思考的問題。