“通信原理”课程教学改革探讨

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摘要：“通信原理”是电子通信类专业一门重要的专业基础课程，但由于该课程用到的数学知识多、与模拟电子技术、高频电子线路等课程关系密切等原因，课堂教学效果往往不理想。从多方面阐明该课程的重要性入手，提高学生对本门课程重要性认识。通过加强波形、图形、曲线在课堂教学上应用以及以学生为主体的互动式教学方法，提高学生的学习兴趣和教学效果，通过开放式实验教学提高学生实践创新能力。

关键词：通信原理；教学方法；教学效果；实验教学

作者简介：周德全（1963-），男，江苏泰兴人，浙江农林大学信息工程学院，教授。（浙江?临安?311300）

基金项目：本文系浙江农林大学教改项目（项目编号：ZC2218）资助的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）22-0056-02

“通信原理”课程是通信工程、电子信息工程专业非常重要的专业基础课程，也是研究生入学考试的专业课程之一。其内容包括模拟通信和数字通信两部分。随着数字通信技术的广泛应用，其侧重点也放到了数字通信上。“通信原理”既在整个课程体系中起到承上启下的作用，也是学生“信息素养”的重要内涵，对学生毕业后的工作有很大的帮助。为了提高“通信原理”课程的教学质量，已有不少高校对该课程的师资队伍建设、教材建设、教学内容调整、实验教学等方面进行了有益的研究。[1-3]由于本门课程的重要性及其自身内容具有原理抽象、理论性强、数学基础要求高等特点，[4]再加上应用型地方本科院校生源质量相对较差等原因，研究如何提高教学效果、调动学生学习通信原理的积极性仍有重要的现实意义。根据多年的教学实践，笔者提出几点提高课堂教学及实验教学效果的措施。

一、阐明课程的重要性，提高学生认识

现在地方院校的大部分学生比较“急功近利”，他们认为“有用”的课程才会去化精力学习，其他课程只是应付考试而已。要让学生学好这门课，避免只是应付考试，首先要使学生从思想上重视这门课。因此，在教学过程中要从多方面强调学好“通信原理”课程的重要性。

第一，从后续课程学习的需要上强调其重要性。让学生明白“通信原理”是一门专业基础课程，掌握通信系统理论和基础知识，为以后学习“移动通信”、“计算机网络与通信”、“程控交换”等课程奠定理论基础。

第二，从日常生活强调其重要性。日常生活中用到的收音机、电视机、互联网，MP3、MP4等无不与通信相关，学好通信原理对于理解其工作原理、日常维修等大有裨益。

第三，从毕业后工作的角度强调其重要性。通信工程专业、电子信息工程专业的学生毕业后主要在通信、电子行业从事系统研发、测试、技术支持等工作。学好“通信原理”为其从事这些工作奠定必要的理论基础。

第四，结合实际通信芯片，介绍算法硬件化的发展趋势。认识通信原理中相关算法与实际通信系统的联系，进一步强化学生对“通信原理”课程重要性的认识。

二、精简数学推导，强化“形、像”教学

“通信原理”课程中，无论模拟信号数字化的信号量噪比分析，还是不同模拟通信、数字通信体制下的解调原理和性能分析，都需要通过烦琐严密的数学分析推导才能得出结论。学生没有学习过“随机信号分析”，概率论的基础知识也通常掌握得不好，因此绝大部分同学都听不懂，进而失去对“通信原理”的学习兴趣。思考如何精简数学分析的同时，更多地采用形象化的波形、图形等进行讲解，不失为好的选择。

例如，在分析2ASK系统相干解调的误码率时，主要考虑加性窄带高斯白噪声的影响。此时，要通过冗长的数学推导得到其误码率的表达式。可以在抽样判决前的基带数字信号上直接叠加窄带高斯白噪声，即在发送“1”时得到均值为基带信号幅度“A”的高斯白噪声，发送“0”时得到均值为“0”的高斯白噪声，再通过这两个高斯分布的图形说明误码的产生机理和误码率表达式信噪比r的意义及其与误码率的关系。通过曲线可以很方便地看到发送“1”和“0”时接收机中幅度的重迭区域，学生可以很快理解误码的产生机理及其求解方法。

再比如，讲解PSK体制的解调原理时，通常都采用图1方框图加以说明。接收信号与本地载波相乘后，经低通滤波及抽样判决后可获得原二进制调制信号。仅利用方框图讲解，还是比较抽象，很难让学生理解其解调原理。如果画出图中各点波形（如图2），并结合图1讲解，就能让学生很好地理解其工作原理。

在理论课教学中要充分利用系统仿真软件System View产生的工作波形来讲解抽象的算法，增加学生的感性认识。例如，在讲解A律压缩编码时，可以用System View建立以A律压缩编码系统，通过与均匀量化编码系统在数据速率上的比较，来理解采用A律压缩编码的优越性。

三、推动学生参于课程教学，做到以学生为主体

由于多种原因，地方院校的大部分学生已经做不到“课前预习，课后复习”了。如果仍然采用以教师为中心的被动接受式教学方法，很难有好的教学效果。在大班情况下（60人以上），如何转变成以学生为中心的主动参于式教学方法是非常值得研究的课题。笔者在教学过程中进行了大胆尝试：把下节要学习的知识点以问题的形式提出，并作为学生课后作业，上课时灵活采用分组讨论、学生解答、老师点评等交互式学习方法。实践表明，该方法由于“逼”学生预习、讨论等，有效提高了学生的学习热情和学习效果。

四、开放式实验教学，提高学生实践创新能力

麦肯锡公司的一个关于中国工科学生竞争力的报告指出了，在工程、生命等专业领域的跨国公司提供的岗位中，仅有10%的中国大学生具有竞争力。从本次调查来看具体表现在创新能力不足、综合素质不够、实践能力较弱、专业技术不强等方面。[5]实践能力、创新能力的培养直接关系到学生就业及发展潜力，实践能力、创新能力的培养应该贯穿整个培养过程。而实验、实习教学是培养学生实践创新能力的主要手段。学校在“通信原理”教学大纲的制定上，对于实验部分要求：除完成部分验证性实验外，大部分为综合性、设计性、研究性实验。综合性、设计性实验通过开放实验室、以学生自主实践活动的方式完成。这种开放式实验要求全面开放实验室，包括仪器设备、时间的开放以及实验课程实验项目、研究课题的开放，“放”不是放任自流、撒手不管，而是以新颖有趣、科技含量高的实验项目、富有挑战性又具有实际应用的课题、先进的仪器设备和现代化的管理手段激励和吸引学生积极参与。学生可根据自己情况到实验室预约时间进行实验。开放实验教学目的是给学生提供一个充分自由学习、实验的空间和轻松的环境，激励学生的创造性和创新思维，培养学生的独立工作和独立实验能力。

为提高实验教学质量，一方面加强对学生实验过程和结果的监控与检查；另一方面提高实验教学的考核在本门课程总成绩中的比重到30%，改变了单纯以考试分数为评价标准的状况。这样一方面提高了成绩评定科学性，另外也使得学生更加重视实验教学。

五、结语

“通信原理”是电子信息工程、通信工程等专业的一门重要专业基础课程，无论对于学生以后的学习还是工作都有很大的帮助。由于本课程用到的数学知识较多，且与先修的模电、高频电子线路等较难学习的课程密切相关，学习难度较大。对于生源质量相对较差的地方院校，在教学中探索如何增强学生学习兴趣、活跃课堂气氛、提高教学效果、提高学时实践创新能力的有效方法进行了有益的探索并取得了一定的效果。今后要进一步探索如何更加客观公正地评价学生开放实验的监控和考查方法，进一步提高学生参与开放实验的热情。探索本科生参与教师科研的形式及考核计分方法，进一步提高学生的科研创新能力。

参考文献：

[1]范馨月,蒋青,周非.“通信原理”精品课程教学改革研究[J].电气电子教学学报,2010,(6):21-25.

[2]陈朝阳,刘璟,陈彭,等.通信原理课程教学深入改革探讨[J].中国校外教育,2010,(S2).

[3]束锋,邱文教,孙锦涛.通信原理课程教学改革[J].电气电子教学学报,2006,(1):23-25.

[4]杨立军,王玮,蒋琴雅.我国信息工程人才社会需求的应然、实然与教育对策[J].中国电子教育,2011,(4):15-19.