通信原理课堂教学

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摘 要 ：该文指出了《通信原理》传统教学中存在的不利于提高教学质量的弊端,提出通过精选教学内容、采用灵活多变的教学方法和注重理论联系实际等方法来提高课堂教学效果的改革探索.

关 键 词 ：通信原理；教学改革；信源编码；信道编码

中图分类号：G642.4文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)01-0231-02

Research on the Reform in Teaching of The Principle of Communication

CHEN Jie, CHENG Yun, HOU Hai-liang

(Department of Communications & Control Engineering, Hunan Institute of Humanities, Science and Technology, Loudi 417000, China) Abstract: The problems existing in the presently teaching of“The Principles of Communication”are discussed, and the reform measures such as selection the teaching contents, using of many kinds of teaching methods deftly and linking theory with practice are introduced to improve the effect in teaching.

Key words: the principles of munication, teaching reform, signal source coding, signal channel coding

1《通信原理》课程教学现状

《通信原理》是电子信息工程、通信工程等信息类本科专业的一门重要的必修专业基础课,也是许多高等院校通信和信息类专业研究生入学考试的初试或者复试必考科目之一.本课程主要内容为通信系统的基本组成、信号的编码与调制、信道编码及调制技术、信号的接收、传输的差错控制及同步等.

《通信原理》是一门理论性、综合性、实践性很强的课程[1],在实际教学中,我校安排的总课时为64节,包括48节理论课和16节实验课.理论教学主要以教师讲授为主,学生被动地接受的模式.采用讲授为主的教学模式在该课程的教学中主要表现为以下5个方面的难点：

1）课程对数学知识要求高,理论性强,数学推导多.课程中知识的推导涉及到很多高数、概率论和线性代数知识,比如平稳随机过程、信道容量、信道编码等.从先修的信号与系统、通信电子线路开始,教师讲授都会涉及大量的数学公式推导,长时间的理论学习加重了学生的厌学情绪,严重影响了教学效果.

2）课程的概念多、专有名词多而且很多概念都比较抽象.如信道、信道编码及编码方法、信源编码及编码方法等,对于初学者来说,这些概念很容易混淆,不好理解.通常是讲到后面的知识,学生忘了前面的知识.

3）先修课程学习效果直接影响通信原理的教学.信息类专业的不同课程之间知识衔接紧密,一环扣一环,一门课程没学好将直接导致后续课程无法有效的组织教学.通信原理课程是在信号与系统、通信电子线路等专业基础课程开设的前提下开课,而那些课程的理论性也相当的强.长期的理论学习使得学生对这些理论性较强的课程产生了强烈的抵制心理.

4）知识点多,讲授内容多,课时少.通信原理的包括的知识范围广,包括信号分析、模拟通信、数字通信、信源和信源编码、信道和信道编码、通信系统的组成等方面的知识,每个知识点都很重要,48课时的理论教学时间远远不够.现代交换原理、移动通信、光纤通信、计算机网络、数据通信网及扩频通信等后续专业课程迫切需要“通信原理”课程坚实的基础作为后盾.通信原理的知识点没讲到或者知识讲解不透彻,直接影响到后续课程的教学和学习,进而影响到人才培养的质量.

5）通信原理知识更新换代快,教材中的知识点和实际应用脱节.比如CDMA、数据通信等技术十多年前还仅仅存在理论中,目前已经变为现实并得到飞速发展,并出现了一些新的技术,而教材的更新换代速度跟不上通信知识的发展,学生在学习中难免会有疑问.这就需要授课者及时跟踪,了解通信的新技术,向学生介绍新的技术并且有效的解释学生在学习过程中出现的问题.

2《通信原理》课程教学改革措施

2.1精选教学内容,合理安排教学顺序

《通信原理》知识点多,知识覆盖面广,教学内容丰富,而我系电子信息工程和通信工程本科专业的培养计划中安排该门课程的 理论教学学时数为48节,要在短短的48学时内把通信原理500多面的教材内容讲授完是不可能的.因此,我们必须精选教学内容,对全局知识作合理规划,分清层次、确定重难点,对一些相对较容易的内容安排学生自学.通信原理主要包括数字通信和模拟通信两部分.实际应用中主要采用数字通信,因此应该重点讲授数字通信系统及及其相关技术.信号分析部分在信号与系统课程中学生已经详细学习过,但防止部分学生掌握不牢,本部分只简要的讲授傅里叶变换、信号的能量和相关函数等方面的知识,其他内容要求学生自学.还有模拟调制中的角度调制（调频和调相）部分通信电子线路或者高频电子线路中有相关内容,也不需要作重点讲解.另外信源编码和信道编码方法很多,也只能讲授常用的一些编码方法,其它的只讲解其编码原理或者全部要求学生自学.

选定好教学内容后,为了提高学生的学习效率,还有必要对知识点的讲授顺序作一定的调整.一般来讲,教材编排顺序就是课堂教学内容的组织顺序.但通过多次教学实践和摸索发现,适当的调整教学顺序有利于学生在学习的过程中形成一条学习主线,抓住这根线无论是听课还是自学都变得更容易.比如整个讲授过程按照通信系统的组成和通信流程进行：先讲信号及其描述和变换、接着讲信号的调制与解调,再讲信源编码和信道编码,最后介绍通信网络的相关知识.每个部分的讲授中,也抓住一条主线,比如讲授各种信源编码方法时可以以提高有效性这条主线来展开,信道编码可以以增加通信的可靠性来展开.

2.2采用多种教学方式激发学生的学习兴趣

通信原理的知识比较抽象,概念多、数学公式和数学推导比较多,采取传统的填鸭式教学方式会使学生的学习兴趣下降,为此,需要灵活运用多种教学方法,激发学生的学习兴趣,提高教学效率.

首先,应该抛弃以教师讲授为主,学生被动地接受的教学模式,采用以教师为主导,学生为主体的教学方式.教师先通过相关通信知识的实际应用引起学生对该知识点的兴趣,并随之提出疑问,进而进行知识点的讲授.对于要求学生自学或者预习的部分,也提前提出问题,让学生带着问题自学,同时要求学生在下次上课前回答问题或者对有关内容进行讲解,使自学效果得以保证.

其次,充分发挥《通信原理课程》多媒体课件的作用[2],并用flash制作各种演示动画.多媒体课件主要内容包括了基本概念和基础知识、公式推导、通信系统功能各模块的输出波形和相应知识点的练习题等.在几年的教学中,我用flash软件制作了各种编码、调制解调等方面的动画演示,使学生能直观形象的理解各知识点.

再次,加强与学生的沟通,了解学生的学习动态,及时调整讲课进度.通过提问、课间与学生聊天、批改作业、课间小测试和布置练习题等,了解学生的学习效果,听取同学们对教学建议,并及时调整自己的授课进度和讲课方法.平时注意与同学们建立了友好的关系,利用情感纽带建立和谐的课堂秩序.

2.3注重理论联系实际

《通信原理》是一门应用很广的课程,要深入的理解和掌握它必须将它与实际应用结合起来.首先,通信的相关技术日新月异,使得通信原理教材中的相关知识与实际应用脱节.其次,通信原理注重基本通信理论的介绍,主要包括理论的数学机理、各种技术的实现框图和相关技术,学生学习时对相关内容没有直观的认识.

课堂教学中,要多和实际应用建立联系,将抽象深奥的原理融入到具体的例子中进行讲解.比如在讲频分复用技术时,学生很难理解,可以将该技术与多人同时进出教学大楼大门联系起来形象的进行讲解.

在进行知识讲解时,要注意将相关理论的实际应用情况进行介绍,让学生觉得通信原理不仅仅是一些抽象的理论,而且具有很强的实用性,这样才能使学生的学习兴趣更浓.比如在讲授通信系统时,可以直接以手机通信为例,介绍其采用的调制技术、解调方法,复用技术等,这样就将理论和实际联系起来了.

通信原理知识更新换代迅速,任课教师需要及时跟踪新出现的技术,并将相关知识融入到对应的知识中进行介绍[3].

3实际教学效果

通过在2006级、2007级、2008级通信工程专业和2008级电子信息工程专业的《通信原理》课堂教学中不断摸索和总结,形成了以上措施.事实证明,通过这些措施,《通信原理》的课堂教学效果有了较大的提高,学生普遍反映学习不再枯燥,很多学生都会课后花时间去消化已学知识.为了能够回答好老师课前布置的问题,对于自学内容或者没有深人讲解的部分,学生也会保质保量的进行了自学.几年来,学生对《通信原理》的课程学习兴趣逐年提高,学生的考试成绩也有了较大的提高,在考试难度不变的情况下课程及格率也不断提升,特别是2008级通信专业学生不及格人数只有8人,达到了历史最好水平.

4小结

本文首先分析了《通信原理》课程教学中存在的问题,并就怎样提高课程教学进行了探讨,提出依靠整合教学内容、合理安排知识讲授顺序、综合运用多种教学手段和理论联系实际等措施提高教学质量,形成以教师为主导,学生为主体的教学方式.事实证明,该方法具有很强的可行性,能够有效的提高教学质量.下一步将继续对通信原理课程教学和实验教学进行研究,为理论性强课程的教学探讨出一种行之有效的教学、实验模式.同时注重“亮点”效应,将该模式运用到信号与系统、通信电子线路、移动通信、自动控制原理、现代控制理论等相关理论型课程教学中,提升这一类课程的教学效果.