徐曉菊 卑璐璐
摘要:由于《通信原理》課程具有概念抽象、理論性強(qiáng)、涉及面廣的特點(diǎn),在教學(xué)過程中普遍存在著“教師難教,學(xué)生難學(xué)”的現(xiàn)象,由此本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了通信原理在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)及LabVIEW仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),經(jīng)實(shí)踐證明利用現(xiàn)代信息技術(shù),采取網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式,對(duì)本課程的教與學(xué)都有促進(jìn)和突破,也為之后的教學(xué)改革帶來新思路。
關(guān)鍵詞:通信原理 在線學(xué)習(xí) 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
分類號(hào):TN911-4,G434
1 引言
隨著科學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展,通信的發(fā)展和更新速度越來越快,通信理論及通信技術(shù)在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用越來越廣泛,尤其在軍事、航空等尖端領(lǐng)域里更是成為不可或缺的重要技術(shù)。在促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步和改善人類生活質(zhì)量方面,通信技術(shù)都起著舉足輕重的作用。
《通信原理》是在信號(hào)處理、電氣工程、信息工程以及計(jì)算機(jī)技術(shù)學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)上建立起來的一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程,在工科信息工程、通信工程類專業(yè)中起重要作用,占據(jù)核心地位?!锻ㄐ旁怼凡粌H具有概念抽象、理論性強(qiáng)、公式繁多等特點(diǎn),同時(shí)涉及面較廣,內(nèi)容具有很強(qiáng)的綜合性。
2 研究現(xiàn)狀
由于《通信原理》具有概念抽象、理論性強(qiáng)、涉及面廣的特點(diǎn),《通信原理》在教學(xué)過程中普遍存在著“教師難教、學(xué)生難學(xué)”現(xiàn)象。傳統(tǒng)《通信原理》課堂教學(xué)通常采用“口授+板書+PPT”的教學(xué)手段,但《通信原理》包含大量信號(hào)波形圖,頻譜圖,曲線圖,系統(tǒng)框圖等。如果授課教師在黑板上畫出整個(gè)曲線勢必占用大量寶貴的課堂時(shí)間,特別是系統(tǒng)各信號(hào)參數(shù)改變需要繪制多條曲線時(shí)。另一方面,在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,因?qū)嶒?yàn)教學(xué)資源難以做到完全開放,學(xué)生無法在課外進(jìn)行充分的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí),在有限的實(shí)驗(yàn)課時(shí)內(nèi),既要熟悉儀器設(shè)備的操作,又要學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的原理及步驟并完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,實(shí)驗(yàn)效果并不十分理想。而為了提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的占比越來越高,此類實(shí)驗(yàn)則需要學(xué)生有更高的實(shí)踐能力。
當(dāng)前教育信息化受到國家的高度重視,教育部曾就關(guān)于如何全面提高高等教育質(zhì)量的問題上指出:“要利用先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù),整合資源,構(gòu)建先進(jìn)、高效、實(shí)用的高等教育信息基礎(chǔ)設(shè)施,開發(fā)整合各類優(yōu)質(zhì)教育教學(xué)資源”。
3 在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)建設(shè)
本文在分析《通信原理》理論教學(xué)特點(diǎn)及借鑒線上教學(xué)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)開發(fā)了《通信原理》在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)。系統(tǒng)選擇B/S架構(gòu)和MySQL數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具,結(jié)合JSP技術(shù)和MATLAB Web App技術(shù),系統(tǒng)功能通過各模塊實(shí)現(xiàn),主要的功能模塊包括:用戶模塊、教師模塊、管理員模塊,這三大模塊下面設(shè)計(jì)了相應(yīng)的子模塊,其中用戶模塊主要針對(duì)學(xué)生群體,能實(shí)現(xiàn)獲取資料、查看章節(jié)、查看通知、查看實(shí)驗(yàn)、參加自測、發(fā)布討論和完善個(gè)人信息等功能;教師模塊包含以下子模塊:章節(jié)管理、資料管理、作業(yè)管理、討論管理、試題管理、試卷管理、組卷管理、成績管理和個(gè)人信息;而管理員模塊包含了教師模塊中的所有功能,并且在這些功能的基礎(chǔ)上,還包含了學(xué)生管理、教師管理、管理員管理和個(gè)人信息模塊。系統(tǒng)功能較全面,能夠作為《通信原理》課堂教學(xué)的延續(xù),不僅能夠幫助學(xué)生做好預(yù)復(fù)習(xí)工作,同時(shí)方便師生互動(dòng)和學(xué)生自測。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了豐富友好的互動(dòng)界面,用戶可通過注冊(cè)成為系統(tǒng)相應(yīng)身份的成員,之后就可通過登錄進(jìn)行瀏覽和各項(xiàng)活動(dòng)的展開。
4 仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)建設(shè)
在《通信原理》實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面,目前國內(nèi)高等院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍以實(shí)驗(yàn)箱為主,仿真軟件為輔,采用的仿真軟件多數(shù)為SystemView、Matlab/Simulink、SciLab等。學(xué)生一旦掌握這些軟件,對(duì)后續(xù)的深入學(xué)習(xí)或從事創(chuàng)新活動(dòng)都會(huì)有很大的幫助,比較適合于創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)的教學(xué)。本校為應(yīng)對(duì)疫情等不可抗力因素及推進(jìn)線上教學(xué)建設(shè),采用了LabVIEW軟件設(shè)計(jì)開發(fā)了《通信原理》仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)仿真實(shí)驗(yàn)如AM、FM、PM模擬通信系統(tǒng)和2ASK、2FSK、2PSK數(shù)字通信系統(tǒng),以及FDM、4ASK、PCM等較為復(fù)雜的通信系統(tǒng),這些仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成果可以基本滿足日?;A(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué),同時(shí)它也可用于課堂理論教學(xué),使得教學(xué)過程變得直觀、系統(tǒng)演示方便,還能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,促進(jìn)學(xué)生積極思考,讓學(xué)習(xí)通信原理變得不再枯燥。于是仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)就可以取代實(shí)驗(yàn)箱,同時(shí)開展基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)。
5 結(jié)論
由于近兩年疫情的反復(fù),學(xué)校不得不采取網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式,各大高?;疽劳行?nèi)網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)或者大學(xué)慕課網(wǎng)展開理論和實(shí)踐教學(xué)。本文所述的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)和仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的過程中正好發(fā)揮了不可取代的作用,從實(shí)施效果看,在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)方便學(xué)生自學(xué)和鞏固,仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)則完全滿足課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介:
徐曉菊(1979-),女,碩士,副教授,研究領(lǐng)域:無線通信技術(shù)。
卑璐璐(1981-),女,博士,講師,研究領(lǐng)域:無線通信和微波技術(shù)。
基金:徐州工程學(xué)院高等教育教學(xué)研究課題(No.YGJ2021基于現(xiàn)代信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式的《通信原理》課程教學(xué)改革、No.YGJ2113人工智能時(shí)代大學(xué)生自主學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)遷移研究)、徐州工程學(xué)院教育科學(xué)研究課程思政專項(xiàng)課題暨校黨建與思想政治教育研究會(huì)立項(xiàng)課題(No.YGJ-KC-2023“課程思政”融入《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)路徑研究)。