通信原理教學(xué)改革的研究論文
通信原理是通信、電子信息與光信息等專業(yè)學(xué)生的必修專業(yè)基礎(chǔ)課，主要講授現(xiàn)代通信系統(tǒng)的基本原理、基本性能與基本分析方法[1]。該課程在教學(xué)環(huán)節(jié)中起著承上啟下舉足輕重的作用。國內(nèi)許多高校都將它作為通信電子類專業(yè)碩士研究生入學(xué)考試課程2，其基本分析方法和理論大量應(yīng)用于光電子、光通信等領(lǐng)域。通信原理課程的主要特點(diǎn)是內(nèi)容豐富、原理眾多、概念抽象，對教與學(xué)都會造成_定的障礙。在教學(xué)內(nèi)容繁多而教學(xué)學(xué)時不斷減少的情況下，教師如何教好這門課和學(xué)生如何學(xué)好這門課都是教師應(yīng)該認(rèn)真思考和對待的問題。于是，迫切要求教師轉(zhuǎn)變教育思想觀念，對其教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段等進(jìn)行改革。
1課程現(xiàn)狀及存在的問題
1.1教學(xué)內(nèi)容更新相對遲緩
通信領(lǐng)域的飛速發(fā)展可謂日新月異，但是“通信原理”教學(xué)內(nèi)容的更新卻相對緩慢，學(xué)生學(xué)到的知識和目前通信系統(tǒng)領(lǐng)域中使用的技術(shù)及通信新技術(shù)相差甚遠(yuǎn)，教學(xué)內(nèi)容缺乏實(shí)用性和先進(jìn)性。
1.2教學(xué)學(xué)時在不斷減少
通信原理課程內(nèi)容豐富，基本概念、原理抽象，理論性很強(qiáng)，要求學(xué)生具有比較扎實(shí)深厚的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，課程中的理論結(jié)果幾乎都來自于復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo);教師難教，學(xué)生難學(xué);這些與目前新的教學(xué)大綱中教學(xué)學(xué)時的不斷減少形成矛盾。
1.3教學(xué)方式不能適應(yīng)培養(yǎng)創(chuàng)新人才的要求
通信原理課程是一門公式和推導(dǎo)相對較多的學(xué)科。傳統(tǒng)教學(xué)方式中，學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)及課后完成作業(yè)時容易陷入復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)中，于是會導(dǎo)致如下不足：①教師板書占用時間多，課堂有效時間較少，信息量較低;②學(xué)生感到非常乏味和枯燥，也很難理解這些理論知識在通信系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用。
在實(shí)驗教學(xué)環(huán)節(jié)中，現(xiàn)有的實(shí)驗箱實(shí)驗?zāi)K較少，而且只能對有些知識點(diǎn)進(jìn)行驗證性實(shí)驗，無法做到使學(xué)生真正理解與掌握全部知識點(diǎn)。這些都直接影響到學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生畢業(yè)后實(shí)際工作的需要。
2理論教學(xué)改革的具體措施
2.1優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容
雖然模擬調(diào)制在通信電子線路課程中也有所涉及，但光信息類專業(yè)沒有開設(shè)通信電子線路課程，因此還是需要較多篇幅去講解這_部分。在通信原理教學(xué)過程中要經(jīng)常用到信息論的基本知識，比如香農(nóng)公式等，處理方法是淡化其來源而強(qiáng)調(diào)能直接運(yùn)用該理論解決實(shí)際問題。光信息類專業(yè)沒有隨機(jī)信號分析課程，因此在通信系統(tǒng)中普遍存在的隨機(jī)噪聲和干擾也要講解清楚。
在教學(xué)過程中，適當(dāng)引入Matlab計算機(jī)仿真實(shí)驗內(nèi)容，如數(shù)字頻帶傳輸、模擬信號的數(shù)字化及編碼等，通過具體實(shí)例、Matlab腳本文件來演繹和深化概念，聯(lián)系實(shí)際，并在重要概念上做適當(dāng)延伸。使學(xué)生深入理解通信系統(tǒng)的原理和實(shí)現(xiàn)的方法，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性學(xué)習(xí)。通信新技術(shù)曰新月異，在通信原理教學(xué)過程中，有意識地適當(dāng)增加—些新技術(shù)的專題講座，如向?qū)W生介紹4G技術(shù)基本知識、4G技術(shù)的應(yīng)用前景、4G技術(shù)對人們生活帶來哪些影響等，還可以向?qū)W生介紹其他一些新通信技術(shù)如超寬帶無線技術(shù)、下一代網(wǎng)絡(luò)等。表面上好象占用了有限的教學(xué)學(xué)時，但是拓展學(xué)生的學(xué)術(shù)視野，還使得學(xué)生懂得基本概念和原理不是孤立的，它們在現(xiàn)實(shí)生活中起到了實(shí)實(shí)在在的作用，從而可以進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的興趣。
2.2慎重選擇教材和教學(xué)參考書
在綜合比較了國內(nèi)外比較流行的《通信原理》教材后，結(jié)合本校學(xué)生的具體情況選用樊昌信老師編寫的《通信原理(第六版)》這本教材。該教材加強(qiáng)基本概念、基本原理的講解，在增強(qiáng)數(shù)學(xué)分析嚴(yán)謹(jǐn)性的同時適量簡化數(shù)學(xué)推導(dǎo)，減少過時的通信技術(shù)，增加新型通信技術(shù)原理的介紹。采用該書進(jìn)行教學(xué)，使人感覺概念清晰、組織得當(dāng)，能夠激發(fā)學(xué)生綜合運(yùn)用這些知識進(jìn)行科學(xué)觀察、進(jìn)行新知識探求的思維能力。另外，為了開闊學(xué)生視野，推薦學(xué)生使用由曹志剛老師編寫的《現(xiàn)代通信原理》作為教學(xué)參考書，這也是一本值得仔細(xì)研讀的好書。
為了在教學(xué)內(nèi)容上與國外高等教育接軌，參考了一些國外經(jīng)典教材如:《DigitalCommunication》(作者:JohnG.Proakis)、《CommunicationSystem》(作者:SimonHaykin)等，并作為教師參考書，同時鼓勵學(xué)生參閱這些英文原版教材。
2.3改進(jìn)教學(xué)手段和教學(xué)方法
精心制作通信原理課程的教學(xué)課件、電子教案等，通過多媒體動畫形象地展示某些知識點(diǎn)的原理圖、波形圖或頻譜圖。對于學(xué)生普遍感到比較困難的公式或結(jié)論，合理采用板書進(jìn)行詳細(xì)推導(dǎo)。這樣既可以節(jié)省寶貴的教學(xué)時間，又能夠提高教學(xué)效率，達(dá)到滿意的結(jié)果。
通信原理課程中存在眾多繁雜的公式、晦澀難解的概念，如果只是照本宣科，勢必會造成學(xué)生在上課時好象聽天書，不知所云，但如果結(jié)合其物理背景以通俗易懂的形式進(jìn)行講解，就可以起到事半功倍的效果。如在講述信息量這個概念時，“信息量與事件發(fā)生的概率有關(guān)，事件發(fā)生的概率52越小，信息量越大�！睂W(xué)生對此不是很好理解，為此，舉了一個生活中司空見慣的例子，“太陽從東方升起”所傳達(dá)出來的信息量幾乎為零，但“太陽從西方升起(當(dāng)然這不符合自然規(guī)律)”所傳達(dá)出來的信息量就非常大。講述調(diào)制解調(diào)概念時，就用火箭運(yùn)載宇宙飛船升向太空并在太空中及時分離這一現(xiàn)象做比喻。在講解信道的幅度頻率特性和相位頻率特性時，就以教室里正在聽課學(xué)生站成方正的隊列為例進(jìn)行講述。
在教學(xué)過程中經(jīng)常采用設(shè)問式、啟發(fā)式、討論式等教學(xué)方法，精心準(zhǔn)備每節(jié)課的設(shè)問問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性思維，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，變被動學(xué)習(xí)為自主學(xué)習(xí)。為學(xué)生有的放矢地選擇一些新通信技術(shù)專題，要求學(xué)生課后主動查閱資料，展開小組討論，并以試論情感語言節(jié)目主持人萬峰、鐘曉的語言特點(diǎn)基于園本課程開發(fā)背景下研究教師教育理念的形新生兒高膽紅素血癥護(hù)理相關(guān)因素分析及對策試析價值多元化背景下學(xué)生價值觀的引導(dǎo)試論高等職業(yè)院校高等數(shù)學(xué)課程改革爭議試論中職《外科護(hù)理學(xué)》的情境式教學(xué)試析高校教師職業(yè)道德建設(shè)問題研究經(jīng)濟(jì)學(xué)和經(jīng)濟(jì)法基礎(chǔ)課程融通教學(xué)小針刀治療頸椎病療效觀察手術(shù)側(cè)臥位適宜度的研究的形式匯報自己的閱讀心得和感受，以便開闊學(xué)生視野，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。采用多樣化作業(yè)方式，包括課后思考題、習(xí)題、Matlab仿真實(shí)驗題等。
3實(shí)踐教學(xué)改革
3.1注重改革實(shí)驗環(huán)節(jié)
實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)對鞏固理論知識、培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力以及創(chuàng)造力的開發(fā)都有重要的作用。為了提高實(shí)驗課的教學(xué)效果，我們對通信原理的實(shí)驗內(nèi)容和實(shí)驗時間進(jìn)行了改革，將實(shí)驗內(nèi)容調(diào)整為驗證性、設(shè)計性和綜合性實(shí)驗三部分。相應(yīng)實(shí)驗時間的安排可以靈活多樣，其中驗證性實(shí)驗一般安排在相應(yīng)的理論課講解之后進(jìn)行，讓學(xué)生及時加深對理論知識的理解。
設(shè)計性實(shí)驗和綜合性實(shí)驗也應(yīng)盡早布置，以便學(xué)生有足夠的時間進(jìn)行準(zhǔn)備，盡量讓學(xué)生在規(guī)定的時間段內(nèi)完成。除了采用通信原理實(shí)驗箱做實(shí)驗之外，還可以利用Matlab和SystemView等軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗，既可達(dá)到熟練掌握這些軟件的靈活運(yùn)用，又可在經(jīng)費(fèi)緊張情況下節(jié)省硬件投入。對于部分有潛力的學(xué)生，可以鼓勵他們申請校長創(chuàng)新基金項目或參加教師的科研項目，以進(jìn)行創(chuàng)新性研究和實(shí)踐。
3.2注重改革課程設(shè)計實(shí)踐環(huán)節(jié)
為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維、創(chuàng)新性實(shí)踐能力及團(tuán)隊協(xié)作精神，采用項目管理的形式，每三人組成一個科研小組，包括組長、副組長、成員，共同完成一個課程設(shè)計題目。課程設(shè)計既可以是硬件制作，還可以是軟件仿真實(shí)現(xiàn)。硬件制作類的題目有PCM編碼器、DSB/AM信號調(diào)制器、平方環(huán)法提取載波同步信號等，軟件仿真類的題目有變參信道的計算機(jī)仿真、4PSK/4DPSK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)仿真等[3]。
3.3考核環(huán)節(jié)改革
考核環(huán)節(jié)改革：①期末考試側(cè)重知識點(diǎn)的考核，以填空題、選擇題、簡答題、計算題等題型來考查學(xué)生對基本原理、基本概念的掌握和對知識的綜合應(yīng)用能力。這部分的分值約占60%。②在課內(nèi)實(shí)驗教學(xué)環(huán)節(jié)中，要求學(xué)生事先認(rèn)真閱讀實(shí)驗內(nèi)容，實(shí)驗過程中須獨(dú)立完成實(shí)驗，不許抄襲別54人的實(shí)驗數(shù)據(jù)。這部分的分值約占20%。③嚴(yán)格要求學(xué)生獨(dú)立按時完成課后作業(yè)，以端正學(xué)生的學(xué)風(fēng)。鼓勵學(xué)生自己獨(dú)立完成作業(yè)，杜絕抄襲現(xiàn)象，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)自覺性，樹立良好學(xué)風(fēng)。這部分的分值約占20%。④根據(jù)學(xué)生綜合實(shí)驗、課程設(shè)計等創(chuàng)新性環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)，給予其5分至10分不等的獎勵分。
參考文獻(xiàn)
[1]劉凱，徐楨，張軍.《通信原理》中的教學(xué)方法研究[J].高教論壇，2009(3).
[2]趙發(fā)勇.《通信原理》課程的教學(xué)研究[].中國電力教育，2008(1).
[3]達(dá)新宇，孟繁茂，邱偉.通信原理實(shí)驗與課程設(shè)計[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2005:171-184.
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